温室种植能够为经济作物提供良好的生长环境,带来显著的经济效益,目前已发展成为现代化设施农业的重要组成部分。但传统温室控制系统仍存在控制对象单一和自适应性差等问题,因此,亟需设计一个性能良好的温室控制系统实现温室种植的多样性及高效性。针对温室环境因子的多变量、时滞性和耦合性等特点,提出了多环境变量的智能控制策略,并进行了温室控制系统的软硬件设计和试验平台的搭建及性能测试,主要研究内容如下:1.基于温室控制系统及其智能控制策略的国内外研究现状分析,综合温室环境因子的主要控制需求,并着重分析了温湿度主控因子的被控特性,完成了基于单片机技术的温室控制系统总体方案设计。2.针对温室控制系统的温湿度因子进行机理分析及数学建模。基于传统PID控制和模糊控制方法,分别设计了温湿度PID和模糊PID控制器。此外,针对温湿度强耦合及时滞特性,利用多项式数据拟合法建立了温湿度补偿关系式,并设计了温湿度模糊PID-解耦控制器。利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了控制系统整体仿真模型,并对比分析了传统PID、模糊PID和模糊PID-解耦控制性能。结果表明:模糊PID-解耦控制方法具有响应速度快且无超调等特点,优化了控制系统的动态性能。3.根据系统总体设计方案,完成了温室控制系统的硬件选型、外围电路及软件部分设计,其中硬件部分主要包括:STM32F103Cx单片机、温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器、CO浓度传感器及主要执行机构选型和按键模块、显示模块等外围电路设计;软件部分主要包括控制系统主程序、各环境因子控制子程序及其功能需求的程序编写及调试。4.基于控制系统的软硬件设计方案,搭建了小型温室控制系统的测试平台,并针对控制功能需求进行了调试。此外,在不同运行环境下,对控制系统的环境因子进行控制性能测试及结果分析。结果表明温室内空气温度的控制精度为±0.2℃,空气湿度的控制精度为±0.2%,土壤湿度的控制精度为±3.0%,光照强度和一氧化碳浓度在不同时间段的测量也达到了良好的监测效果,满足了温室的设计要求。