智能温室自动监控系统的研究110212

分类号：单位代码：10019

密级：学号：

学位论文

智能温室自动监控系统的研究RESERCCH ON THE SUPERVISORY AND CONTROL SYSTEM FOR INTELLIGENT GREENHOUSE

研究生：杨学坤

指导教师：张宾教授

合作指导教师：诸刚副教授

申请学位类别：工程硕士

专业领域名称：机械工程

研究方向：

所在学院：工学院

2010 年10 月

独创性声明

本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：时间：年月日

关于论文使用授权的说明

本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。

(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)

研究生签名：时间：年月日

导师签名：时间：年月

摘要针对我国

关键词：3~5个，中间用“，”号分开

ABSTRACT Content

Key words:

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究的目的和意义 (1)

1.2国内外温室自动控制技术的研究现状 (2)

1.3温室自动控制技术的发展趋势 (3)

1.4研究的主要内容与技术路线 (4)

第二章系统总体设计及主要元器件选取 (10)

2.1智能温室自动监控系统的功能要求 (6)

2.2系统总体方案设计 (7)

2.3主要元器件的选取 (10)

第三章系统硬件电路设计 (14)

3.1系统主板电路设计 (14)

3.2数据采集电路设计 (15)

3.3超线程报警电路设计 (16)

3.4输出控制电路设计 (17)

3.5串口通讯接口电路设计 (18)

第四章系统硬件电路设计 (14)

4.1系统主程序设计 (14)

4.2数据采集子程序设计 (15)

4.3标度变换子程序设计 (16)

第五章上位机监控软件设计 (14)

5.1上位机监控软件拟实现的功能 (14)

5.2上位机监控软件开发工具的选择 (15)

5.3上位机监控软件的开发 (16)

第六章系统的调试与运行 (14)

6.1模块调试阶段 (14)

6.2整体联调阶段 (15)

第七章结论与建议 (30)

致谢 (32)

参考文献 (33)

附录 (35)

个人简介 (38)

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

植物的生长发育与外界环境条件密切相关。环境因子的变化，直接影响着植物生长发育的进程和生长质量。光照度、温度、水分、和CO2浓度等影响植物生长发育的生存因子，是植物生长过程中不可缺少又不能替代的。这些因子中不论哪个发生变化，都会对植物的生长发育产生影响。

我国幅员辽阔，各地气候差异很大，同一地区在不同季节、不同天气条件下，光照度、温度、湿度等因子亦不相同，大多数植物的生长适宜温度在12℃～33℃之间，以北京地区为例，2009年，平均气温在12℃以下的天数为152天，占到全年的41.6%（北京统计年鉴2010），有五个多月的时间由于气温较低不能从事生产；而且植物不同生育期对环境因子的要求有所不同，不同植物对环境因子的要求也不同，仅靠自然条件很难满足和调节。

我国人口众多，关系农业生产的各种资源相对偏少。截至2009年，人均占有耕地面积为1.39亩，仅为世界平均水平（人均3.75亩）的37%；人均占有水资源量为2200立方米，不足世界平均水平的1/4，是全球人均资源最贫乏的13个国家之一。在未来几十年内，我国人口还将持续增长，如何解决用较少的资源去养活较多的人口这一尖锐矛盾具有战略意义。（全球视野中的中国人口增长态势）。

温室是利用温室效应原理，采用自动控制技术、信息技术、机械技术、电子技术、接口技术等现代工程技术手段和工业化生产方式, 为动植物生产提供可控制的适宜生长环境, 充分利用土壤、气候和生物潜能, 在有限的土地上获得较高产量、品质和效益的一种高效、集约化的农业设施。温室可以摆脱自然条件和气候条件的制约，延长生产时间，实现农作物的全天候生产。

智能化温室拥有温室环境智能监控系统,可以准确地采集温室内大气温湿度、土壤温湿度、光照强度、溶液浓度、二氧化碳浓度、风向、风速以及作物生长状况等参数,将室内温、光、水、肥、气等诸多因素综合,根据不同作物、作物不同生长阶段对环境因子的不同要求,通过执行机构协调到最佳状态,节能最高可达50%,并有节水、节肥、节药的效果。目前我国正在建设资源节约型社会（智能化温室的发展现状及趋势，朱芳冰,史春雨）。

截至2009年，我国温室面积为1500余万亩，拥有环境智能监控系统的温室只占到0.4%左右，多数温室仍为简易设施，对环境因子的控制多为人工控制为主，缺乏科学的技术指标，更缺乏控制的手段和设备，盲目地补水、施肥、施药，不仅造成了产品品质下降，还会造成环境污染，危害农业的可持续发展。造成目前这种状况的原因有很多，资金和技术投入的相对不足是其中最主要的原因，研制一套符合我国国情、拥有独立知识产权、性价比高的温室环境智能监控系统，对于改变我国农业经济增长方式和实现农业的可持续发展具有十分重要的现实意义

另一方面,由于不受季节的限制,对于农业科研也有着重要的意义。