基于CAN现场总线的温室计算机控制系统

摘要

温室环境控制是近年来农业工程界和自动化领域的热门课题,研究可靠、稳定、成本低的控制系统是这一课题的目标.CAN现场总线作为最有发展前途的现场总线之一,具有可靠性高、实时性强、成本低廉的特点,非常适于温室环境控制系统的构建.本文的任务是设计一套以CAN现场总线为通信平台的温室计算机控制系统并应用于温室生产现场,同时将先进的控制算法引入到温室环境控制中,实现温室环境自动控制的目的,提高现有温室环境控制水平.本文完成的具体任务包括:1、控制系统的总体设计、温室设备和传感器的选用;2、控制系统的调试、CAN总线数据采集节点和控制节点应用层协议的设计;3、控制系统的计算机应用软件设计,完成温室环境监视、数据处理和保存等工作;4、研究温室环境控制策略并应用于温室环境控制;5、将模糊控制理论应用于温湿度控制,改善控制效果.

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1设施农业

1.1.1设施农业的概念

1.1.2温室的起源和发展

1.1.3开发国产温室及其控制系统的必要性

1.2温室控制系统

1.2.1温室控制系统在温室小气候控制中的地位

1.2.2国内外温室控制系统的发展现状

1.3 论文的主要工作和安排

参考文献

第二章控制系统的设计与实现

2.1 控制系统的整体结构

2.2 CAN总线的优点

2.3 传感器

2.3.1温度传感器

2.3.2湿度传感器

2.3.3照度传感器

2.3.4 CO2传感器

2.3.5风速传感器

2.3.6风向传感器

2.3.7传感器的输入输出换算

2.4 温室控制专用设备

2.5 小结

参考文献

第三章控制系统的软件设计

3.1总线接口模块

3.1.1输入接口模块的结构和功能

3.1.2输入接口模块的CAN应用层协议

3.1.3继电器输出模块的结构和功能

3.1.4继电器输出模块的CAN应用层协议

3.2 软件的设计与实现

3.3 本章小结

参考文献

第四章温室设备的作用

4.1 热风机

4.2 天窗

4.3 遮阳网

4.4 天窗和遮阳网一起使用

4.5 喷雾机

4.6 湿帘—风机

4.7 钠灯人工补光系统

参考文献

第五章环境因子CAN现场总线计算机控制

5.1计算机控制模块的实现

5.2 温度和湿度控制

5.2.1 Bang-Bang控制

5.2.2改善的控制算法

5.2.3湿度控制

5.3 温度控制

5.4 光照控制

5.4.1光照基本常识

5.4.2光照控制系统

5.5 二氧化碳控制

5.5.1二氧化碳基本常识

5.5.2二氧化碳控制系统

5.5.3二氧化碳控制

5.6 小结

参考文献

第六章温湿度模糊控制

6.1 湿度模糊控制

6.1.1湿度模糊控制系统的结构

6.1.2模糊变量的论域及其隶属函数

6.1.3模糊规则和模糊控制器

6.1.4 湿度模糊控制的结果分析

6.2温湿度模控制

6.3.1温湿度模糊控制系统的设计

6.3.2模糊变量的论域及其隶属函数

6.2.3控制效果分析

6.3 小结

参考文献

第七章结束语

7.1 本文成果总结

7.2 有待研究的问题