基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚自適應(yīng)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).pdf

1、本課題是太原市科技支撐新農(nóng)村建設(shè)項(xiàng)目(NO:120157)“設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚自適應(yīng)控制系統(tǒng)與示范”的主體內(nèi)容。本項(xiàng)目是針對(duì)當(dāng)前溫室控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度低、自適應(yīng)能力弱、勞動(dòng)力浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題提出的。根據(jù)太原市小店區(qū)綠保種植基地的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，研制了一套集計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)于一體，既適用于單體溫室大棚，也可應(yīng)用于連棟溫室的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效提高溫室管理效率、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)溫室的統(tǒng)一調(diào)度

2、、統(tǒng)一配置、統(tǒng)一管理。
　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)上取得顯著成果，具備建成大型連棟溫室的能力，但溫室控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度水平較低，主要表現(xiàn)在:控制精度低，對(duì)環(huán)境因子之間的耦合關(guān)系考慮不足;溫室設(shè)備動(dòng)作過(guò)于頻繁，導(dǎo)致使用壽命下降;缺乏自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織能力，嚴(yán)重制約我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，所以開(kāi)發(fā)設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)存在的問(wèn)題，本文通過(guò)采用高精度傳感器，研制了一套以PLC為控制核心

3、，下位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集處理、信息傳遞，上位機(jī)負(fù)責(zé)信息匯總、加工處理和控制的二級(jí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了一套基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)管理決策軟件和實(shí)現(xiàn)下位機(jī)數(shù)據(jù)處理、集成控制的監(jiān)控軟件。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，深入分析溫室控制的需求，探索溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)及其管理決策系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了符合實(shí)際需求的功能指標(biāo);設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案;結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微處理器技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等構(gòu)建了系統(tǒng)的軟硬件框架。

4、r>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，對(duì)傳感器的類(lèi)型進(jìn)行配置，對(duì)其特性進(jìn)行了測(cè)試;以監(jiān)測(cè)精度高為設(shè)計(jì)要求、以抗干擾能力強(qiáng)為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了基于PLC的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控分站，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等參數(shù)以及輔助設(shè)施的自動(dòng)控制。采用模塊化編程方法，編寫(xiě)了通訊子程序、模擬量采集處理子程序、人機(jī)界面子程序、報(bào)警子程序等。
　　系統(tǒng)采用上位機(jī)結(jié)合多套下位機(jī)的星型網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)，中央監(jiān)控中心以組態(tài)王6.55WEB為軟件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了一套溫室自適應(yīng)控

5、制管理決策軟件，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警處理、信息匯總、自適應(yīng)控制等功能;提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫室自適應(yīng)控制策略，并利用遺傳算法優(yōu)化隸屬度函數(shù);組態(tài)界面人機(jī)交互性良好、畫(huà)面簡(jiǎn)潔、功能齊全。
　　依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)環(huán)境，信息通訊采用可視化手段，建立了基于RS-485協(xié)議、以太網(wǎng)通訊協(xié)議的二級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，完成了從現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層的信息集成。
　　本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室軟、硬件測(cè)試，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo);系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)之后，完