基于专家系统的光伏农业温室灌溉控制系统研究-电子与通信工程专业论文.docx

目录第一章绪论11．1课题来源及研究目的和意义．．11．2光伏农业温室智能控制系统的国内外研究现状一21．3课题研究内容及路线．．31．4本章小结．：4第二章光伏农业温室智能控制系统总体方案设计．．52．1光伏农业温室智能控制系统概述．．52．2系统设计方案分析一62．3系统总体设计方案．．．．．．_：“。8j2．4通信方式选择112．5通信协议选择132．6本章小结，．．。．15第三章恒压力供水．163．1恒压供水原理163．2恒压供水系统设计173．3变频器恒压供水系统的方案分析173．4本章小结．20第四章基于专家系统的智能灌溉策略214．1农业专家系统结构概述214。2智能灌溉系统概述214．3智能灌溉系统设计224．4自动灌溉控制方案244．5本章小结27第五章温室智能控制系统的硬件设计285．1系统硬件结构和组成285．2硬件电路设计325．3系统电气图355．4本章小结37第六章温室智能控制系统的软件设计及测试386．1系统软件设计386．2监控软件界面设计416．3系统测试486．4本章小结49第七章总结与展望．50IlI万方数据7．1总结507．2展望50参考文献51致谢．．53附录54个人简介62IV万方数据宁夏大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1．1课题来源及研究目的和意义1．1．1课题来源本课题来源于导师2014年农业科技成果转化资金项目一～沙漠光伏电站温室高效利用及产业化示范。1．1．2研究目的随着自动化、智能化农业的飞速发展，传统农业技术已经无法满足社会现代化发展的需要，科技含量较高的现代化智能温室正在不断发展壮大。将温室环境、农作物生长情况和专家的技术手段有效的结合，进一步把农业专家系统的思想方法规则化、常态化，并且很好的运用知识手段设计出最适宜农作物生长的温室环境，这将是近几年温室智能化发展的重要研究方向。太阳能是我们所见的最常态化的可再生资源。相对于煤炭、石油及天然气等传统能源，有着较大的优势，如：大存储量、环保等。在传统能源一步步走向枯竭的今天，再生源备受到了广泛关注。7太阳能光伏发电技术已经成为了光伏产业的重点。随着近些年太阳能光伏产业迅猛的发展，光伏技术和农业技术如何巧妙的结合成为很多学者研究的焦点。在我国西北部地区，由于受光照时间长，具有得天独厚的外界环境，使得日光温室在西北部地区得到了广泛应用n3。目前在农业产业发展方面，宁夏中卫市地处西北内陆黄土高原地区，沙漠占地面积相对较大，我国人口众多，并且用地面积有限，所以如何有效的利用沙漠土地资源是需要解决的重要问题。另外，我国水资源人均占有量较低，传统农业的水资源利用率极低，常常造成人力、物力的大量浪费，因此需要改变农业粗放型的生产方式，制定灌水策略，精耕细作，节水降耗；夏季目照时间久，合理利用沙漠地区资源、结合光伏发电和灌溉控制系统使温室智能化成为了农业发展的一大趋势阳1。提出一种适合本地需求的温室灌溉智能控制系统已经成为当务之急。在传统农业中，浇水、施肥等主要依靠农民的经验和感觉，随着科学的不断发展进步，农民对于生产效率的要求越来越高，加快了传统农业向现代化农业的转化。建造温室的最终目的是构造出一个适合作物生长的气候环境，使用人为制造出的气象环境来消除不利于作物生长的环境，从而使得作物快速生长、缩短生长周期、提高产量、增加收益口1。温室作为农业生产的主要形式，对温室大棚进行科学、高效的管理，提高作物生产效率就变得更加重要。传统温室内多采用人工的方式读取温室内部的相关环境参数，并根据这些数据进行控制，保证作物正常生长，控制精度不高。专家系统通过汇总农业领域相关知识、技术、经验以及实验，最终使得温室智能化管理系统成为现实，最终构建了适合于各种作物使用的的专家系统。通过这种有效的管理方式，可以节省人力物力，也可以节约水资源，同时给作物提供一个舒适的生长环境。结合科学有效的管理，专家系统将实现农业生产的高效化n1]。万方数据宁夏大学硕士学位论文第一章绪论1．1．3研究意义智能温室将综合各种现代化先进技术和设施，通过控制调节相关设备使温室环境达到最适宜农作物生长发育的环境。智能温室将结合自控技术、无线通信技术及软件开发技术，设计开发出新型的农业温室智能控制系统。系统通过软件开发平台设计出友好的人机界面，设定相关环境参数并提高其控制性能，使温室控制效果达到最优化。人为对温室环境因子进行控制，能够有效的改变温室的湿度、温度、光照强度以及空气成分等，从而使得农作物能够在适宜的环境下进行生长乜1。光伏农业温室灌溉控制系统的意义有如下几方面：i、可以实现农作物反季节生长。蔬菜、花卉等农作物的生长对环境有着不同的需求，大部分农作物只能在某个季节中生长较快，四季更替是自然规律，无法对其进行控制，而光伏温室系统能够有效的优化农作物格局，即使在温度较低、不利于