基于嵌入式系统的农业大棚环境优化控制的研究与应用

摘要

农业是中国的第一大产业，是国民的经济命脉，随着我国人口日益增多和耕地面积的逐年减少，如何提高作物的粮食产量已经成为一个急需解决的重要问题。根据植物所需的最佳生长条件改变大棚内部环境参数，可以提高作物的产量。本课题通过对农业温室环境控制的研究，运用模糊智能控制算法，减少环境的耦合、强时滞、非线性和不确定等因素的影响，并且在嵌入式控制系统中实现了农业温室环境的智能化控制。
　　本文首先对农业大棚温室控制系统的国内外研究现状进行阐述，明确研究的目标和内容；其次，阐述嵌入式系统以及系统移植原理，为嵌入式软件开发做准备，本文建立实时性嵌入式控制系统，设计了单片机+ARM的结构，并基于WinCE设计了农业大棚实时智能监控程序，经过农业大棚现场的应用，取得了实时智能监控的效果；再次，以模糊专家控制系统为研究对象，利用模糊理论的相关知识，根据专家经验进行规则制定，以农业大棚中温度、湿度、光照强度和CO2浓度等环境因子为输入，外遮阳、内保温、湿帘、风机、环流风机、侧窗、钠灯、CO2发生器和供暖设备等为输出，建立了模糊专家系统。考虑到输入参数耦合性很强，故本文采用模糊控制方法，解决解耦问题，取得了预期的效果；最后对系统测试及结果进行了分析和总结。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究目标及研究内容

1.4 章节安排

第2章 嵌入式系统的组成

2.1 引言

2.2 WinCE 系统的概述

2.3 WinCE 系统启动过程

2.4 WinCE 系统编译

2.5 WinCE的烧写

2.6 本章小结

第3章 农业大棚温室环境模糊专家控制系统的设计

3.1 引言

3.2 农业大棚监控系统

3.3 模糊理论

3.4 模糊专家系统的设计

3.5 模糊规则的制定

3.6 模糊规则的优化

3.7 本章小结

第4章 嵌入式温室控制系统软件的设计

4.1 引言

4.2 Visual Studio 2005应用程序开发平台

4.3 嵌入式应用软件开发流程

4.4 本章小结

第5章 系统测试与结果分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录A 白天作物控制规则

附录B 夜间作物控制规则