單片機氣候參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻文）文獻綜述題目：單片機氣候參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)：電子信息工程1前言前言目前我國農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效益為目標的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段。環(huán)境控制工程作為農(nóng)業(yè)生物速生、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。溫室大棚中的環(huán)境由多個因子組成，如溫度、光照、濕度及二氧化碳濃度等。時下，我國溫室環(huán)境控制目前仍靠人工經(jīng)驗來管理，嚴重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，因此，采用先進的人工智能技

2、術(shù)，科學(xué)、合理地控制影響作物的環(huán)境因子，通過計算機控制設(shè)備進行環(huán)境控制，以便給作物生長創(chuàng)造一個最佳的環(huán)境條件，做到既提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、經(jīng)濟價值和社會效益，同時盡量降低生產(chǎn)成本，這對溫室環(huán)境施行自動檢測和控制是非常必要的。溫室設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制，其目的是提高控制及作業(yè)精度。溫室環(huán)境控制技術(shù)是隨自動化檢測技術(shù)、過程控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。[13]2主題溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件

3、、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進生長發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。而溫室設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制，該技術(shù)的最終目標是提高控制與作業(yè)精度。[45]2.1國外溫室環(huán)境控制國外對溫室環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示，記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分

4、布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。像園藝強國荷蘭，以先進的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計算機操作。英國倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計算機遙控技術(shù)，可以觀測50km以外溫室內(nèi)的光、溫、濕、氣和水等環(huán)境狀控制方式的勞動生產(chǎn)率較低，不適合工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且對種植者的素質(zhì)要求較高。80年代中期

5、，以遼寧海城和瓦房店為代表的高效節(jié)能日光溫室基本屬于這種控制方式。荷蘭溫室發(fā)展的初期，環(huán)境因子也是根據(jù)種植者的經(jīng)驗來控制。如使用手動加熱系統(tǒng)和手動通風(fēng)系統(tǒng)，在玻璃窗上涂上石灰以減少過多的光照等。另外，在溫室中掛上溫度計用來檢查對溫室環(huán)境的控制效果。②自動控制。第二次世界大戰(zhàn)以后，溫室生產(chǎn)己遠遠超過“溫室效應(yīng)”的概念。手動控制的生產(chǎn)方式正逐漸被機械設(shè)備所替代。首先被引入使用的是自動調(diào)溫儀，其后，與環(huán)境控制和作物生長有關(guān)的研究成果相繼問世，

6、這些新的成果促進了新型環(huán)境控制設(shè)備的誕生。于是利用計算機技術(shù)及現(xiàn)代控制理論對溫室內(nèi)的各種環(huán)境因子，包括溫度、光照、濕度、CO2濃度和施肥等，進行自動控制和調(diào)節(jié)成為溫室控制的主要方式。根據(jù)溫室作物的生長習(xí)性和市場的需要，部分甚至完全擺脫自然環(huán)境的約束，使人為創(chuàng)造適宜作物生長最佳環(huán)境的自動控制技術(shù)手段成為主流。此時的溫室有比較完整的控制系統(tǒng)，有各種傳感器采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測環(huán)境變化及控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，良好的人機界面使種植者的

7、操作過程形象而且簡便。這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標參數(shù)，計算機根據(jù)傳感器的實際測量值與事先設(shè)定的目標值進行比較，以決定溫室環(huán)境因子的控制過程，控制相應(yīng)機構(gòu)進行加熱、降溫和通風(fēng)等動作。計算機自動控制的溫室控制技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化，適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動生產(chǎn)率得到提高。通過改變溫室環(huán)境設(shè)定目標值，可以自動地進行溫室內(nèi)環(huán)境氣候調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時作出反應(yīng)，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律。目前我國

8、絕大部分自主開發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室及引進的國外設(shè)備都屬于這種控制方式。③智能化控制。這是在溫室自動控制技術(shù)和生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)、收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識、技術(shù)和各種試驗數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長的溫室專家控制系統(tǒng)技術(shù)。這種智能化的控制技術(shù)將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與溫室自動控制技術(shù)有機結(jié)合，以溫室綜合環(huán)境因子作為采集與分析對象，通過專家系統(tǒng)的咨詢與決策，給出不同時期作物生長所需要的最佳環(huán)境參

9、數(shù)，并且依據(jù)此最佳參數(shù)對實時測得的數(shù)據(jù)進行模糊處理，自動選擇合理、優(yōu)化的調(diào)整方案，控制執(zhí)行機構(gòu)的相應(yīng)動作，實現(xiàn)溫室的智能化管理與生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為我們提供了一種全新的處理復(fù)雜農(nóng)業(yè)問題的思想方法和技術(shù)手段。它能夠根據(jù)溫室環(huán)境條件和作物生長狀況，應(yīng)用適當?shù)闹R表達和規(guī)則化，推理決策出最適合作物生長的溫室環(huán)境。將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用于溫室的實時監(jiān)控與自動調(diào)控是溫室發(fā)展的新亮點。這種控制方式既能體現(xiàn)作物生長的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)揮農(nóng)業(yè)專家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的指