低成本温室环境调控系统的研究与实现

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该文的研究内容紧紧围绕这几个问题展开.内容如下:1.首先介绍了温室环境控制系统的总体设计,讲述了硬件系统设计和软件系统设计的主体构架.考虑到低成本的要求,我们采用集散控制系统的方案,就其缺陷提出了改进措施.软件系统的设计包括温室环境智能控制算法的设计和可视化人机接口软件设计两大部分.2.在对温室小气候物理机理进行分析和参照国外研究成果的基础上,针对中国现有温室的调控特点,我们提出了一个显含控制量的温室小气候动态模型.并简要介绍了模型中温湿度的解耦.该文还提出采用遗传算法在线滚动优化的策略,对模型中的时变参数进行辨识和优化.针对简单遗传算法存在的缺陷,该文提出了基于"家庭选择"和基于模式聚类思想的改进遗传算法,提高其寻优速度和精度,并应用于动态模型参数的滚动优化. 3.温室的节能降耗,特别是冬天温室加热的节能降耗是降低温室运行成本的最重要的方式之一.该文从温室加热的控制策略出发,对不同加热控制策略的能耗进行了分析研究.4.考虑到温室环境控制的复杂性以及设施农业要求的低成本、高可靠性、高稳定性的特点,引入实时多任务操作系统(RTOS)使得嵌入式应用的稳定性、可靠性大大提高,也使得复杂的应用软件编制工作得以模块化和简化.文中介绍了实时操作系统到80C51系列的低成本单片机的移植.并针对80C51核MCU内部RAM资源紧张这一问题,提出了任务堆栈和中断堆栈分离的方法,实现了低端8位机RTOS的成功移植.针对传统RS485半双工通讯方式的一些缺陷,该文对其进行了改进,提出了多主通讯方式,并引入CSMA/CD(载波信号多路侦听),这不仅可以有效解决传统RS485半双工通讯的缺陷,还可以大大提高系统的实时性.5.该文最后介绍了系统在上海市松江区五厍现代农业园区试运行的情况.
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