滑盖式现代节能日光温室自动控制系统设计

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a370298894
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随着农业生产模式的变化,温室已经占据极其重要的地位。目前新型滑盖温室以其保温、光照足且经济实用的特点,在我国北方地区如辽宁、内蒙已广泛使用。但由于对温室控制主要以手动控制为主,自动化方面不足。因此本文针对新型滑盖温室结构特点,设计了一套基于STM32单片机为核心集数据采集与调控功能于一体的新型滑盖自动控制系统。设计方案以系统功能需求分析为依据,从硬件软件两个模块对系统进行总体设计,通过硬软件的相互协作来保证整个滑盖温室自动控制系统能够正常运行。在硬件设计中,以STM32F103ZET6单片机为主控器,采用时间控制的方式,通过电机驱动来对滑盖及风窗的开闭进行控制,利用重力加速度传感器来判断滑盖和风窗运动位置,通过PID控制方法,对滑盖运动过程中产生的惯性进行调控。同时,该系统装有数据采集器,通过传感器对温室内温度、湿度、光照度及二氧化碳浓度等环境因子进行采集。另外系统设置有数据存储模块和显示模块,方便现场测试人员对滑盖温室环境情况随时了解。软件模块主要负责发送控制指令,通过Keil u Vision5软件平台编程实现。系统现场测试时间为冬季,参数设置依据北方冬季气候特点设置,工作人员可以根据不同季节特点和温室内作物生长所需,通过上位机串口调试助手对参数进行调整。通过现场试验验证,电机可以按照指令并结合PID调节实现对滑盖和风窗的按时精准控制。数据采集结果表明各个环境因子相关系数均能够达到R~2=0.88以上,说明该新型滑盖温室控制系统可以对温室内的环境因子准确采集,所采用PID控制方法,能够对滑盖由于惯性产生的振荡进行调节。试验结果能够满足温室内滑盖及风窗自动控制和环境采集的要求,具有一定的社会和经济效益,达到预期设计目标和要求。
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