《温室环境多参数智能控制器的设计》14届本科毕业设计.doc

2014届本科毕业设计（论文）开题报告题 目 温室环境多参数智能控制器的设计 学 院 电气与自动化工程学院 年 级 2010 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气单招102 学 号 160810206 姓 名 王冲 校内导师 孟翔飞 职 称 讲师 校外导师 职 称 毕业设计(论文)题目温室环境多参数智能控制器的设计一、课题的目的和意义：从十一届三中全会以来，尤其是上世纪九十年代以来，我国的温室产业得到了迅速的发展。随着社会的快速发展，农业的应用技术被越来越多的人们所研究。特别是温室的智能多参数控制系统，显然已经成为现代高效农业的一个重要组成部分。利用温室可以对蔬菜和花卉等植物的生长环境提供一个可靠的条件。人们可以通过改变温室中的温度、湿度、光照度和二氧化碳的浓度等来改变温室植物的生长周期，控制他们提早或者延迟花期，从而可以得到反季节生长的作用，为人类带来可观的经济效益。在农业种植问题中，植物的生长、发育以及与阳光的光合作用都与温室环境有着直接的关系。人们通过测控技术实现温室植物生长管理的自动化和科学化。通过对数据的检测分析和植物的生长规律，控制环境条件，使植物达到优质、高产高效的栽培目的。二、课题研究的主要内容：（论文提纲）1检测参数：选择对温度和湿度等环境参数进行监控。2.硬件电路设计： （1）温度传感器、湿度传感器、土壤湿度传感器。 （2）显示电路。 （3）单片机控制模块。（4）报警和驱动电路。3.软件设计： （1）单片机的初始化。 （2）通过传感器模块所采集的数据进行分析从而通过单片机控制各变量。4.设计安装整体电路并且调试： 选择合适的环境对电路进行调试。三、文献综述及参考文献目录：（课题研究的基础、现状与趋势；文献综述不少于1000字，参考文献至少15篇以上）温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例，温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度、Ec调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统，并不断地开发模拟控制软件。目前，荷兰自动化智能玻璃温室制造水平处于世界先进水平，拥有玻璃温室1.2万多平方米，占世界1/4以上，有85的温室用户使用计算机控制温室环境。荷兰开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线，可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的数据查询，并能直接对计算机串行口进行操作，完成上位机与下位机之间的通信。上位机软件集参数设置、信息显示、控制等功能于一体，同时还能够很好地完成温室灌溉和气候的控制和管理。此外，国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。控制要求能在远离温室的计算机控制室就能完成，即远程控制。另外该网络还连接有几个通讯平台，用户可以在遥远的地方通过形象、直观的图形化界面与这种分布式的控制系统对话，就像在现场操作一样，给人以身临其境之感。1 徐璜,崔秋实,黄英等.新型智能温室模拟系统及其控制J.中国高新技术企业,2009(2):52-542何希才, 薛永毅. 传感器及其应用实例. 北京：机械工业出版社. 2004.3 阿力木·甫拉提.温室大棚温度的调控N.农业科技，2010（8）4李凤霞.C语言程序设计教程  北京：北京理工大学出版社，20105李群芳.单片机微型计算机与接口技术  北京：电子工业出版社，2010 6康华光.电子技术基础（数字部分） 北京：高等教育出版社，2011 7郭天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略M.电子工业出版社，2009. 8 黄智伟全国大学生电子设计竞赛制作实训M北京：北京航空航天大学出版社，2007 9 黄智伟全国大学生电子设计竞赛 常用电路模块制作M北京：北京航空航天大学出版社，201010 黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践M北京：电子工业出版社，200911 赵凯，杨叔连，温室大棚环境参数无线监控系统J，山东理工大学学报，2010，24(2)：94.12 赵凯，杨叔连，温室大棚环境参数无线监控系统J，山东理工大学学报，2010，24(2)：94.13 李兴山,崔卫青.基于温室温湿度控制系统的研究J.安徽农业科技,2009,37(22):10704-10740 14 李相白,杨泽林,李建春等.基于类别的温室温湿度变化率相关性研究J.安徽农业科技,2009 ,37(15):7306-730915 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术. 北京: 电子工业出版社, 201116 郑锋, 王巧芝, 孙西瑞. 温室大棚自动控制系统的设计. 农机科技与信息，2008.17 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术. 北京: 电子工业出版社, 2011四、本课题解决思路或实验方法本课题的研究实验方法：1、查阅与本设计相关的各种参考手册和文献资料。2、与指导老师探讨相关设计问题。3、综合自己所学知识，结合实际情况，完成具体构思和设想。4、借助计算机完成相关文字、绘图和编程。五、工作计划或时间安排起止日期毕业设计(论文)工作进度（主要内容、完成要求）11.1512.10确定课题12.101.10外文翻译1.103.5开题报告、硬件电路安装3.64.10撰写论文4.104.20论文提交指导老师、修改4.205.1提交学校、准备答辩指导教师意见指导教师（签字）：年 月 日系意见系主任（签字）： 年 月 日学院意见 教学院长（签字、公章）： 年 月 日注：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，经指导教师签署意见及所在学院审核后生效。