基于STM32的温室环境控制系统的设计与研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

摘 要 随着农业生产的现代化发展，现代温室规模逐渐增大，控制对象增多，范围 分布变广，温室的网络化和分布式管理要求不断提高。融合电子技术、传感器技 术、通讯技术及计算机技术于温室控制系统中，以提高温室控制系统自动化和智 能化水平，成为现代温室控制系统发展的重要趋势。 本文通过对温室环境和调控策略的分析,提出一个总体方案,设计一套智能温 室控制系统。本系统采用网络化的设计结构，主要包括以 STM32F107VCT6 微控 制为核心的温室控制器，以 PSoC 为核心的环境因子采样仪表模块和 MCGS 人机 交互界面；控制器通过 RS485 总线，结合 Modbus-RTU 通讯协议，获取采样仪表 阵列的信息，如温室内温度、湿度；在嵌入 LWIP 以太网通讯协议的基础上实现 Modbus/TCP 通讯协议，通过 Ethernet 总线，结合 Modbus/TCP 通讯协议，数据监 控中心可与各分立温室控制系统进行信息交互，实现温室的连栋控制。人机交互 界面通过 RS232 通讯与控制器进行信息交互，主要实现对温室作物的辅助管理功 能,完成对温室环境气候的实时监测和干预。系统通过对温室环境的监控保证温室 内作物的生长条件,从而使其获得高产,提高农业生产的经济效益。 温室环境因子的调控过程中控制量输出大多带有开关特性，且有时温室内的 单因子需多设备组合控制。本文以温室系统模型和九点控制为基础，研究温室环 境因子开关调控策略，旨在优化温室单因子开关组合控制，保证控制系统鲁棒性， 随动性，快速性。 经过运行测试，该系统满足设计要求，满足实际生产需要。 关键词：STM32；PSoC；温室控制；九点控制；Ethernet；Modbus。 I Abstract With the development of agricultural production modernization, the scale of modern greenhouses and the number of controlled objects are gradually increasing. Meanwhile, the distribution range is becoming wide, and distributed networked management requirement unceasingly enhances. In order to improve the level of automation and intelligent greenhouse control system, integration of electronic technology, sensor technology, communication technology and computer technology are used in greenhouse control system, that become an important trend of modern greenhouse control system. The overall design project of HYPERLINK /w/intelligentized/ intelligentized greenhouse control system is proposed based on the analysis of the greenhouse environment and control strategy. The system uses a networked design structure, including the greenhouse controller which is based on STM32F107VCT6, the sampling instrumentation modules based on PSoC, and MCGS (Monitor and Control Generated System). Using Modbus-RTU communication protocol and RS485 serial bus communication to manage the greenhouse PSoC environment instrumentation network and signal acquisition, the remote control of greenhouse is achieved by LWIP Ethernet and Modbus/TCP communication protocol. The MCGS mainl