基于6LoWPAN技術(shù)的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被運用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當中，如溫室大棚技術(shù)。溫室大棚作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要形式，為人民生活帶來了極大的便利，因而得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。然而，由于目前我國農(nóng)業(yè)還沒能完全實現(xiàn)自動化，農(nóng)業(yè)大棚的調(diào)控還是以手工為主，需要人為看管。因而，對自動化的農(nóng)業(yè)大棚的需求更加迫切，其相應的農(nóng)業(yè)大棚的監(jiān)控研究也成為亟待解決的熱點課題。
　　近年來，溫室控制系統(tǒng)的適用性問題正阻礙著溫室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量的溫室需

2、要成本低、可靠性高、操作便利、適用性強的智能型溫室控制系統(tǒng)，雖然無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，為農(nóng)業(yè)溫室大棚的監(jiān)管提供技術(shù)支持。而采用IPV6協(xié)議和IEEE802.15.4國際標準結(jié)合而成的6LoWPAN協(xié)議由于具有低功耗、IP地址資源豐富以及高穩(wěn)定性等特點，正在成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，本課題利用6LoWPAN技術(shù)實現(xiàn)了溫室大棚數(shù)據(jù)的實時采集及發(fā)送，并結(jié)合智能控制算法和技術(shù)，設(shè)計了通過電腦訪問實時數(shù)據(jù)，進而對溫室大棚進行監(jiān)控的可行方案。<

3、br>　　本文首先介紹了本溫室大棚數(shù)據(jù)監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計過程，包括：6LoWPAN傳感器節(jié)點組網(wǎng)、6LoWPAN網(wǎng)關(guān)、無線通信、上位機界面等；硬件系統(tǒng)電路：包括無線接收裝置、MCU及有線網(wǎng)絡(luò)接口；給每個傳感器分配網(wǎng)絡(luò)地址，編寫上位機界面，并對每個地址進行數(shù)據(jù)采集，得到溫室大棚參數(shù)數(shù)據(jù)。接著，根據(jù)本系統(tǒng)所采集的溫度、濕度、CO2、光照度等，并基于能量守恒、碳守恒原理對溫室大棚進行數(shù)學建模。同時應用遺傳算法，對溫室大棚的控制參數(shù)進行優(yōu)化，得到最

4、佳控制參數(shù)；然后，采用自適應加權(quán)的數(shù)據(jù)融合算法，將多個相同類型的傳感器數(shù)據(jù)融合到一起，以減少數(shù)據(jù)的傳輸誤差和不穩(wěn)定性；在此基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)對溫室植物所需的最佳參數(shù)的定時更新和遇到突發(fā)外界干擾時的參數(shù)更新，設(shè)計了一套智能控制流程，以實現(xiàn)按時間節(jié)點進行控制和應對誤差干擾的控制；最后，通過matlab進行系統(tǒng)仿真，結(jié)果證明了該系統(tǒng)能夠應對各種干擾，如：當運行到某一時間節(jié)點，需要更換植物的最適參數(shù)時，系統(tǒng)可以在30秒左右恢復穩(wěn)態(tài)過程。而當遇到外