【摘 要】
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随着物联网技术的发展,温室农业向着智能化方向推进,但同时也存在着信息化程度低,控制精度不理想、控制因素单一、缺乏先进的智能算法及各温室控制系统相对独立等诸多问题。而新疆又是温室种植大区,作为本地高校学生的我们,研究温室控制更具有实际意义。针对上述我国目前在温室控制和管理方面存在的问题,本文将温室环境作为控制对象,以物联网(IOT)技术为手段结合智能控制算法,提出了一种基于物联网技术的温室群多因素精
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随着物联网技术的发展,温室农业向着智能化方向推进,但同时也存在着信息化程度低,控制精度不理想、控制因素单一、缺乏先进的智能算法及各温室控制系统相对独立等诸多问题。而新疆又是温室种植大区,作为本地高校学生的我们,研究温室控制更具有实际意义。针对上述我国目前在温室控制和管理方面存在的问题,本文将温室环境作为控制对象,以物联网(IOT)技术为手段结合智能控制算法,提出了一种基于物联网技术的温室群多因素精准控制系统,以实现温室环境的网络化、精准化、科学化控制。本文首先对温室内的环境特点做了探究,并以温室内对作物生长影响较深的空气温度、土壤湿度、CO2浓度及光照强度等环境因素做了分析及调控方法的设计,同时,对系统的框架、用到的相关技术及开发平台进行了说明及选型。其次,为实现对温室环境中多因素的实时精准控制,在智能算法理论研究的基础上,建立了双模糊决策模型,并将遗传算法与模糊决策相结合,对模型规则进行了优化,以增强其自适应能力。接着,将常用的经典PID控制算法、BP神经元PID控制算法及模糊PID控制算法做对比分析,得出了BP神经元PID控制算法优缺点。并用粒子群算法对神经元PID算法做了优化,设计了PSO_BP_PID控制模型,以实现对模糊决策模型的输出结果做优化,提高系统的控制精度及响应速度,并利用Matlab软件建立了针对上述模型的仿真,结果表明,模型可实现对温室环境多因素的精准控制。最后,为了对上述提出的算法模型做验证,开发了一套基于物联网技术的温室群环境控制系统,系统以嵌入式Web服务器为核心,以STM32单片机为底部控制器采用Modbus通信协议实现温室群与控制端的信息动态交流,同时,设计了系统的网关层及服务端的人机交互界面,细化了各模块功能,并在实验室搭建了模拟温室实验平台做系统测试,实验表明系统能稳定的运行,实现温室群环境多因素的精准控制。
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