基于單片機的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計畢業(yè)設計文獻文獻綜述題目：基于單片機的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設計專業(yè)：電子信息工程1前言部分前言部分溫室又稱暖房能透光、保溫（或加溫），用來栽培植物的設施。在不適宜植物生長的季節(jié)，能提供生育期和增加產量，多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。由于溫室使農作物擺脫了地點、季節(jié)、氣候變化等影響和限制，能有效的改善農業(yè)生態(tài)和生產條件，促進農業(yè)發(fā)展。因此，溫室技術在世界范圍內得到了廣泛應用。溫室結構應密封保溫，但又應便于通

2、風降溫?，F(xiàn)代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設備，用電腦自動控制創(chuàng)造植物所需的最佳環(huán)境條件[1]。溫室是設施農業(yè)的重要組成部分國外溫室種植業(yè)的實踐經驗表明提高溫室的自動控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農業(yè)的高效性。應用于大棚種植的溫度控制系統(tǒng)解決了長期以來困擾農民的問題，它的制作成本低廉，應用廣泛。隨著傳感技術計算機技術及通訊技術的迅猛發(fā)展現(xiàn)代化溫室信息自動采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)已成為目前設施農業(yè)的一個研究熱點。國內對溫室環(huán)境控制技術

3、研究起步較晚。自20世紀80年代以來，我國工程技術人員在吸收發(fā)達國家高科技溫室生產技術的基礎上，進行了溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單項環(huán)境因子控制技術的研究。實踐證明，單因子控制技術在保證作物獲得最佳環(huán)境條件方面有一定的局限性。1996年江蘇理工大學研制出一套溫室環(huán)境控制設備，能對營養(yǎng)液系統(tǒng)、溫度、光照、二氧化碳施肥等進行綜合控制，在一個150M2的溫室內，實現(xiàn)了上述四個因子的綜合控制，是目前國產化溫室計算機控制系統(tǒng)較為典型的研究成果[

4、2]。近年來，在國產化技術不斷取得進展的同時，也加快了引進國外大型現(xiàn)代化溫室設備和綜合控制系統(tǒng)的進程。這些現(xiàn)代溫室的引進，對促進我國溫室計算機的應用與發(fā)展，無疑起到了非常積極的推動作用?？梢钥闯鑫覈鴾厥以O施計算機應用，在總體上正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發(fā)展。但是，大部分不夠理想。在技術上，以單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與歐美等發(fā)達國家相比，存在較大差距，尚需深入研究

5、。想記憶等功能可對復雜的非線性系統(tǒng)建模。該方法響應速度快且有很強的抗干擾能力算法簡單又易于硬件和軟件的實現(xiàn)仿真。訓練方法實際是網絡的自學習過程即根據(jù)事先定義好的學習規(guī)則按照提供的學習實例調節(jié)網絡系統(tǒng)各節(jié)點之間相互連接的權值大小從而達到記憶聯(lián)想歸納等目的。在溫控系統(tǒng)中將天氣、溫度、外部電壓、被加熱物體性質以及被加熱物體的溫度等影響因素作為網絡的輸入將其輸出作為PID控制器的參數(shù)以實驗數(shù)據(jù)作為樣本在微機上反復迭代隨著研究和實驗的深入自我修正

6、不斷完善直至系統(tǒng)收斂得到網絡權值達到自整定PID控制器參數(shù)的目的[6][7]。mnn(memyneuronwk)把記憶神經元增加到每一個網絡節(jié)點中在研究動態(tài)非線性系統(tǒng)時不須要知道過多的實際系統(tǒng)結構同時當系統(tǒng)滯后比較大時不會造成網絡龐大難以訓練[8]。模糊溫度控制，它是基于模糊邏輯來描述一個過程的控制算法主要采用嵌入操作人員的直覺知識及經驗。它適用于控制不易取得精確數(shù)學模型的對象。通常情況下電力系統(tǒng)的模型非常不完善的即使模型已知也存在參數(shù)

7、變化的問題。PID控制簡單、方便但難以解決非線性和參數(shù)的變化模糊控制是不需要裝置的精確模型僅依賴于操作人員直觀判斷非常容易應用。模糊溫控的實現(xiàn)主要有:(1)將溫控對象的偏差及其偏差變化率以及輸出的量劃分為不同的模糊值建立規(guī)則。例如如果溫度正在上升或者溫度太高時然后減少控制輸入。將這些寫成模糊條件語句形成模糊模型。(2)根據(jù)控制查詢表形成模糊算法。(3)模糊化其溫度誤差采樣的精確量經過數(shù)學處理輸入計算機中計算機根據(jù)模糊規(guī)則做出決策求出相應

8、的控制量變成精確量去執(zhí)行機構調整輸入達到調節(jié)溫度使之穩(wěn)定的目的。與傳統(tǒng)的PID控制比較模糊控制響應快超調量小參數(shù)變化不敏感[9][10]。單片機單片機單片機誕生于20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU、SOC三大階段。從1971年Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。到20世紀80年代初，Intel公司在MCS48系列單片機的基礎上，推出了MC