基于現(xiàn)場總線的溫室分布式自動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、設(shè)施溫室是一種配備有溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的資源集約型高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，它在調(diào)控溫室內(nèi)小氣候環(huán)境以適應(yīng)作物生長發(fā)育要求的同時，不僅實現(xiàn)了作物的反季節(jié)生產(chǎn)，還提高了作物的質(zhì)量以及作物生產(chǎn)的效率。近年來隨著傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)以及生物技術(shù)等高新技術(shù)和手段的飛速發(fā)展，帶來了溫室環(huán)境控制方面的一場革命。溫室環(huán)境控制系統(tǒng)正在不斷吸收相關(guān)領(lǐng)域新的理論和方法，結(jié)合溫室作物種植的特點，不斷創(chuàng)新，逐步完善。 近年來，一些農(nóng)林科

2、研單位相繼引進(jìn)設(shè)施溫室，以進(jìn)行育苗栽培或科學(xué)實驗。本論文課題依托于黑龍江省森林植物園四棟日光溫室的建造與自動控制系統(tǒng)的設(shè)計項目。針對當(dāng)前溫室環(huán)境控制相關(guān)技術(shù)遇到的機遇與挑戰(zhàn)并存的現(xiàn)狀，作者旨在達(dá)到溫室控制系統(tǒng)的低成本經(jīng)濟性以及實用性要求，以期推進(jìn)溫室的產(chǎn)業(yè)化、智能化步伐。 本論文首先介紹了國內(nèi)外溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的研究發(fā)展?fàn)顩r，總結(jié)了溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，分析了現(xiàn)有溫室環(huán)境控制系統(tǒng)存在的不足。溫室環(huán)境控制的目的是把各被控變量

3、(溫室環(huán)境因子)，如光照、溫度、濕度、CO2濃度等，維持在作物生長發(fā)育要求的范圍內(nèi)，所以本論文還分析了各環(huán)境因子對作物生長發(fā)育的影響以及各環(huán)境因子之間的相互耦合關(guān)系。其次根據(jù)工控領(lǐng)域發(fā)展迅速的現(xiàn)場總線模型提出了AFCS(AgriculturalFieldBusControlSystem)參考模型，并由此得出分布式溫室控制系統(tǒng)的物理模型，然后在上下位機結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上對溫室控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件設(shè)計。一個完整的溫室控制系統(tǒng)除了包括溫室環(huán)境控