本课题来源于太原市科技支撑新农村建设项目(项目编号:120157):“设施农业温室大棚自适应控制系统与示范”,是针对国内现有温室大棚控制系统存在的通讯方式落后、所控环境变量单一、智能化水平低、缺乏自适应性等问题提出的。本文基于多变量控制,开发了一套集智能控制技术、无线通信技术和物联网技术为一体的设施农业温室大棚智能控制系统。该系统可以实现温室大棚内环境参数准确采集、温室状态的集中监测以及执行设备的智能控制,可以实现温室的智能化、科学化和网络化管理。本文的主要研究内容如下:在总结国内外温室大棚的研究现状,并分析种植示范基地的控制需求的基础上,确定温室大棚智能控制系统的总体设计方案和框架结构,完成各部分功能细化。确定系统结构为单套上位机控制多套下位机的分布式结构。数据采集部分,通信方式选定ZigBee无线通信,确定无线传感网络为星型拓扑结构。根据总体设计方案的具体要求,设计下位机的软硬件。根据控制参数指标和功能需求,对传感器、控制柜、外部扩展模块进行了选型和配置;编写了相关PLC程序,从而实现系统初始化、无线数据轮询采集、数据运算处理和设备自动控制等功能。基于所设计硬件的基本结构,设计上位机的软件。在LabVIEW软件上对整个集中监控平台的功能和界面进行了设计和优化,实现了包括用户登录、环境参数集中监测、输出设备控制、历史数据管理、病虫害查询、网络数据发布和安全报警等功能;收集和整理相关专家知识,建立病虫害知识专家库;在集中监控平台上增加具有病虫害知识查询、图谱查询、防治方法查询、种类诊断功能的病虫害查询模块,实现对农作物病虫害的防御、诊断和治疗指导;在现有温室大棚控制系统的控制量为空气温度和相对湿度的基础上,增加光照强度和二氧化碳浓度作为系统的控制量,提出了一种基于双模糊控制器的自适应控制方法;结合现实种植情况和专家库形成了模糊专家控制策略,将控制模式分为日间和夜间模式,并采用四时段变温控制。为了验证所开发软硬件的可行性,在实验室设计并改进了温室大棚实验平台,并对本文设计的系统进行了调试和测验,实验结果表明:本智能控制系统结构合理、数据采集准确、通讯状态稳定、集中控制平台功能齐全。本课题设计的温室大棚智能控制方法可以准确对温室环境进行调控,具有一定的先进性,对温室大棚智能控制方面的研究具有一定的借鉴意义。