基于單片機的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計文獻文獻綜述題目：基于單片機的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)：電子信息工程1前言部分前言部分溫室又稱暖房能透光、保溫（或加溫），用來栽培植物的設(shè)施。在不適宜植物生長的季節(jié)，能提供生育期和增加產(chǎn)量，多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。由于溫室使農(nóng)作物擺脫了地點、季節(jié)、氣候變化等影響和限制，能有效的改善農(nóng)業(yè)生態(tài)和生產(chǎn)條件，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，溫室技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。溫室結(jié)構(gòu)應(yīng)密封保溫，但又應(yīng)便于通

2、風降溫?，F(xiàn)代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設(shè)備，用電腦自動控制創(chuàng)造植物所需的最佳環(huán)境條件[1]。溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分國外溫室種植業(yè)的實踐經(jīng)驗表明提高溫室的自動控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。應(yīng)用于大棚種植的溫度控制系統(tǒng)解決了長期以來困擾農(nóng)民的問題，它的制作成本低廉，應(yīng)用廣泛。隨著傳感技術(shù)計算機技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展現(xiàn)代化溫室信息自動采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)已成為目前設(shè)施農(nóng)業(yè)的一個研究熱點。國內(nèi)對溫室環(huán)境控制技術(shù)

3、研究起步較晚。自20世紀80年代以來，我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家高科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單項環(huán)境因子控制技術(shù)的研究。實踐證明，單因子控制技術(shù)在保證作物獲得最佳環(huán)境條件方面有一定的局限性。1996年江蘇理工大學研制出一套溫室環(huán)境控制設(shè)備，能對營養(yǎng)液系統(tǒng)、溫度、光照、二氧化碳施肥等進行綜合控制，在一個150M2的溫室內(nèi)，實現(xiàn)了上述四個因子的綜合控制，是目前國產(chǎn)化溫室計算機控制系統(tǒng)較為典型的研究成果[

4、2]。近年來，在國產(chǎn)化技術(shù)不斷取得進展的同時，也加快了引進國外大型現(xiàn)代化溫室設(shè)備和綜合控制系統(tǒng)的進程。這些現(xiàn)代溫室的引進，對促進我國溫室計算機的應(yīng)用與發(fā)展，無疑起到了非常積極的推動作用?？梢钥闯鑫覈鴾厥以O(shè)施計算機應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。但是，大部分不夠理想。在技術(shù)上，以單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與歐美等發(fā)達國家相比，存在較大差距，尚需深入研究

5、。想記憶等功能可對復(fù)雜的非線性系統(tǒng)建模。該方法響應(yīng)速度快且有很強的抗干擾能力算法簡單又易于硬件和軟件的實現(xiàn)仿真。訓(xùn)練方法實際是網(wǎng)絡(luò)的自學習過程即根據(jù)事先定義好的學習規(guī)則按照提供的學習實例調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各節(jié)點之間相互連接的權(quán)值大小從而達到記憶聯(lián)想歸納等目的。在溫控系統(tǒng)中將天氣、溫度、外部電壓、被加熱物體性質(zhì)以及被加熱物體的溫度等影響因素作為網(wǎng)絡(luò)的輸入將其輸出作為PID控制器的參數(shù)以實驗數(shù)據(jù)作為樣本在微機上反復(fù)迭代隨著研究和實驗的深入自我修正

6、不斷完善直至系統(tǒng)收斂得到網(wǎng)絡(luò)權(quán)值達到自整定PID控制器參數(shù)的目的[6][7]。mnn(memyneuronwk)把記憶神經(jīng)元增加到每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中在研究動態(tài)非線性系統(tǒng)時不須要知道過多的實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同時當系統(tǒng)滯后比較大時不會造成網(wǎng)絡(luò)龐大難以訓(xùn)練[8]。模糊溫度控制，它是基于模糊邏輯來描述一個過程的控制算法主要采用嵌入操作人員的直覺知識及經(jīng)驗。它適用于控制不易取得精確數(shù)學模型的對象。通常情況下電力系統(tǒng)的模型非常不完善的即使模型已知也存在參數(shù)

7、變化的問題。PID控制簡單、方便但難以解決非線性和參數(shù)的變化模糊控制是不需要裝置的精確模型僅依賴于操作人員直觀判斷非常容易應(yīng)用。模糊溫控的實現(xiàn)主要有:(1)將溫控對象的偏差及其偏差變化率以及輸出的量劃分為不同的模糊值建立規(guī)則。例如如果溫度正在上升或者溫度太高時然后減少控制輸入。將這些寫成模糊條件語句形成模糊模型。(2)根據(jù)控制查詢表形成模糊算法。(3)模糊化其溫度誤差采樣的精確量經(jīng)過數(shù)學處理輸入計算機中計算機根據(jù)模糊規(guī)則做出決策求出相應(yīng)

8、的控制量變成精確量去執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整輸入達到調(diào)節(jié)溫度使之穩(wěn)定的目的。與傳統(tǒng)的PID控制比較模糊控制響應(yīng)快超調(diào)量小參數(shù)變化不敏感[9][10]。單片機單片機單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。從1971年Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。到20世紀80年代初，Intel公司在MCS48系列單片機的基礎(chǔ)上，推出了MC