溫室WSN節(jié)點惡劣環(huán)境性能測試平臺的研制.pdf

1、本課題研究目的是構(gòu)建測試WSN節(jié)點在溫室內(nèi)工作性能的系統(tǒng)，目前國內(nèi)專門用于這種測試的平臺比較少見。現(xiàn)代溫室環(huán)境具有高溫高濕的特點，本研究意義在于通過模擬溫室內(nèi)惡劣環(huán)境來測試WSN節(jié)點性能受其影響的程度和老化的狀況。根據(jù)現(xiàn)有溫濕度控制算法分析研究出新的控制策略來提高控制精度也有必要。 文中詳細(xì)論述了測試平臺的系統(tǒng)組成，軟件硬件設(shè)計和設(shè)備選型。測試平臺工作時，溫度濕度傳感器感知測控平臺的溫度或濕度信號，信號經(jīng)12位A/D轉(zhuǎn)換后送至微

2、處理器C8051F410處理，通過模糊自整定PID算法控制輸出。平臺加熱和加濕功能是通過PWM輸出控制雙向晶閘管，進而控制PTC加熱器和超聲波加濕器實現(xiàn)；制冷和除濕功能采用輸出開關(guān)量驅(qū)動繼電器裝置實現(xiàn)。通過上位機的監(jiān)控軟件可以對平臺定溫定濕控制，利用數(shù)據(jù)庫可以將期望溫度、濕度，實際溫度、濕度以及時間等數(shù)據(jù)進行記錄和分析。 研究和分析了適用于測試平臺的幾種常用的控制算法，將其進行比較和選擇，發(fā)現(xiàn)PID控制在一般過程對象控制中可以得

3、到比較好的效果，但該算法是建立在確切得知被控對象特性或特性不變的情況下，所以用這種算法控制系統(tǒng)存在很多困難。根據(jù)系統(tǒng)特性，通過研究模糊控制理論，結(jié)合PID算法設(shè)計了基于模糊推理的自整定PID控制器。上位機采用VB6.0開發(fā)監(jiān)控軟件對整個平臺的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，通過對上位機設(shè)定，可以進行手動或自動操作以實現(xiàn)相應(yīng)功能。 WSN節(jié)點惡劣環(huán)境測試平臺組裝完成，并進行了測試，對得到的數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果表明測試平臺工作狀態(tài)穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計要