毕业论文_本科毕业设计--农业温室大棚环境调控与管理系统设计_本科毕业设计论文

吉林工业大学于海业马成林等人研制的温室环境温度湿度自动检测系统是以台及其兼容机作为主控机，模数转换采用插入式数据采集板卡来实现的。

还有许多高等院校科研所都在进行温室控制系统的相关研究，并且许多单位都己建起或将要建起温室控制系统的总体框架，并形成了些控制理论，如王宇欣的高寒地区充气膜温室局部环境调控分析等。

可以看出我国温室设施计算机应用与研究，在总体上正从消化吸收简单应用阶段向实用化综合性应用阶段过渡和发展。

这些无疑对我国的温室发展起了积极的作用，但是与国外先进水平相比仍有定的差距。

系统组成系统总体结构目前国内外研究开发的温室控制系统，大致可分为以下三种单独式多单元温室系统。

这种控制系统主要利用专门的温室气候控制计算机来检测多个传感器的输入信号及输出控制信号，这种控制计算机的外形与机相似，所有的传感器和继电器由电缆与它直接相连，通过显示屏以画面的形式生动地显示温室运行情衫之，并可以存储打印统计分析曲线说明等。

但这种控制系统的价格比较昂贵。

单片机控制个温室单元系统。

这是随单片机的发展而出现的，现已经广泛应用于国内外许多温室中。

它充分利用了单片机的数据传输方便快捷接口通道配置灵活性能稳定可靠价格低廉等优点。

但这种控制结构由于单片机存储容量小，不能保存大盘的数据，不利于分析，且人力消耗大。

分布式多单元系统。

该系统主要针对由多个温室构成的温室群地区而提出的，它将机与前面两种系统的优点融为体，每个温室由前沿机气候控制计算机或单片机控制系统进行分散控制。

主控室中的机对温室群集中管理。

这种系统在提高工作效率安全舒适性方面有着不可比拟的优越性，是现代温室监控系统的典型模式。

单片机结构简单物美价廉设计与使用方便抗干扰性及适应环境的能力强。

因而常被用作自动化系统的前端处理器下位机，深入到现场，采集各种数据及信息，进行简单的处理后送至上位机。

同时它也是种控制器，接收上位机下达的命令，对现场实行有关的控制。

微机功能强大人机界面友好，能处理很复杂的问题。

在自动化系统中，通常用作中央处理器上位机，接收来自下位机的信息和数据，经处理后在微机界面上显示，并向下位机下达命令，通过下位机对现场实施控制。

本课题兼顾单片机和微机的特点，采用分布式监控系统。

系统总体结构如图所示。

图系统结构图本系统由许多分布在各温室中的控制器下位机和主控计算机上位机组成，每个控制器连接到主控计算机上，处理各种传感器所采集的数据并对控制驱动器进行实时控制主控计算机存储显示控制器传送来的数据，并可以向每个控制器发送控制设定值和其它控制参数，对温室进行监测与控制。

该模式不仅适用于温室群的集中管理，而且能够根据用户需要通过方便灵活的系统配置及功能重组，实现多个温室的控制管理。

由于温室下位机具有异步串行通信接口，通过设计电平转换电路，就可以与上位机联网。

从上位机串口出来的信号，通过转换器转换成信号，经通信线与各下位机连接，就可实现上位机与各下位机的联网，而且由于的通信距离可以达到米，本系统可以进行远距离的通信。

通信线路如图所示。

图系统通信线路图主控计算机上位机串行通信接口数据采集控制器数据采集控制器数据采集控制器光照传感器湿度传感器温度传感器光控驱动器湿控驱动器温控驱动器上位机下位机下位机下位机转换器口总线各下位机在通信接口上采用具有平衡差动式传输特性的串行接口，其抗干扰性好，可进行千米左右的远距离信号传输。

装在上位机主板插座上的转换器，主要完成上位机与下位机之间数据信号的电平转换工作以及增强上位机串口的带负载能力。

该网络采用的拓扑结构为总线型结构。

信息传输的可靠性高，不存在信息阻塞问题，可通过对总线控制和通信约定来保证在任时刻总线上同时只能有对点通信由主机分配总线的使用权，各从机共享串行总线，从机之间不能直接进行通信。

上位机与下位机之间的通信采用定时查询方式，每台下位机对应各自的机器号，上位机依次呼叫各下位机，下位机检查到上位机发送的地址帧与自己的号码相符时，就发出应答信号，实现二者之间的通信。

这时，即使其它下位机上报数据已准备就绪，也不能与上位机通信，进行数据的传输。

这样，就避免了上下位机通信的冲突，保证了通信的可靠性。

系统总体功能整个系统由上位机进行统调度和管理，每个温室的数据采集和环境控制由各自的下位机来完成。

在运行状态下，上位机实时接收下位机采集来的数据，并将历史数据保存到相应的数据文件中，在计算机的屏幕上，可通过画面的切换来显示各温室实时采集到的数据，系统每次接到数据后，就对屏幕进行刷新，从而使温室管理人员对整个系统的运行情况目了然。

系统的软件由上位机和下位机软件组成。

上位机软件功能采集和发送数据上位机通过通信系统接收各下位机从各温室现场采集的数据，而些需要发送到下位机的数据如参考参数等又通过通信系统传给下位机，使整个监控系统能高效准确及时地传输数据。

实时画面监测系统通过在计算机屏幕上以数据表格显示与实时曲线的配合使用，能从整温室参数监测的实现在该窗口设置个控件和个控件和个控件，将控件的数据源和数据源名称等属性连接到数据库的参数分布数据表上。

然后对控件的单击事件编写如下代码分布参数分布参数温室编号设备控制的实现该界面有三个部分组成参数图表显示设备状态发送操作命令。

分别用于显示绘图和当前的设备状态和对设备的控制操作按钮。

具体代码如下是否关闭排风扇，提示窗口排风扇更新记录是否打开排风扇，提示窗口排风扇更新记录温室编号温度日期温度历史数据查询的实现这个界面的功能是根据操作员的需要，随时从数据库中提取所需要的历史记录信息，并同时可以以绘图的形式显示出来。

代码如下自动识别数据库路径温室编号温度日期温度分布参数分布参数温室编号结论这次毕业设计是大学学习内容的大总结。

体会了软件开发的整个过程，以及在每个步骤所要解决的问题和采用的解决方法。

整个毕业设计经历了熟悉设计内容了解系统的各个模块之间的相互关系搜集大量的相关信息资料设计上位机的总体流程图对流程图中的每个模块进行细化分析修改细化模块尽量使其包含系统运行过程中所有情况熟悉编程所使用的开发工具语言和数据库上机编写应用程序然后与其他同学的程序模块进行联调这样个过程。

由于本毕业设计的时间比较短，因此两个月的时间内要使得整个系统调试运行无误，是困难的。

所以，软件设计的工作是在完成系统的详细流程图之后，根据流程图设计出人机交互界面的总的框架结构，而内部的具体功能也只能部分实现。

毕业设计的全过程用到的知识基本上包括了大学中所学到的基本知识。

另外，在图书馆查阅了很多相关的资料，并作了很多记录，学到了很多在课堂上没有学到的知识，扩展了自己的知识面，同时也对所学的专业知识有了更加深入的了解，提高了自己的自学能力和实际的动手能力，使自己深刻的体会到了在软件开发过程中自我创新的重要意义和加强团队各个成员之间相互合作的重要性。

为今后的学习和工作打下了个良好的基础。

七致谢本课题及论文的完成得到了很多老师和同学们的支持和无私的帮助，在这里向他们表示衷心的感谢。

本课题是在于刘建业老师大力支持和精心指导下完成的。

他渊博的学识科学严谨和注重实际的治学态度以及对事业的执著，给了我深刻的启迪和教育，特别是在论文进行期间，导师给予我耐心的教诲和极大的彭励及在生活上对学生无微不至的关怀和帮助，使学生难忘。

还要感谢刘炳明张玉芝同学等，在论文的研究和试验过程中，提出不少宝贵意见并给予积极热情无私的帮助。

此外在整个论文期间，还得到了许多老师和同学们的关心鼓励和热情的帮助，在此并向他呀门致以谢意。

最后衷心地感谢我的同学及关心我的亲人们，是他们在精神上的支持与鼓励使本人的毕业论文得以顺利的完成。

参考文献张福垠，陈瑞生设施园艺工程与我国农业现代化农业工程学报，顾寄南，毛罕平国内外设施栽培综合环境控制技术及其发展农业现代化研究，冯广和世界各国现代温室的发展温室园艺，柴强，黄高宝以色列的持续高效农业世界农业，荷兰，汤卫国编译荷兰温室环境控制系统的发展现代化农业装备，彭桂兰，张学军，张新东温室环境计算机测控技术的研究现状和发展趋势现代化农业，潘文维罗庆熙李军我国温室产业现状及发展建议北方园艺，纪建伟，杨秀丽，朱继军，杜骏喜北方节能型日光温室监控系统的研究国际农业生物环境与能源工程论坛高建平，赵龙庆温室计算机控制与管理技术的发展概况及在我国的应用前景计算机与农业，循序渐进教程北京北京希望电子出版社，廖疆星等中文使用指南北京冶金出版社颜全生温室的自动控制设计及实现电力系统及其自动化学报，范逸之，陈立元与串行通信控制最新版北京中国青年出版社，尹洪珠，马孝江基于的远程故障诊断技术中的交互性问题计算机测量与控制何革华，冯广和蓬勃发展的工厂化农业工厂化高效农业示范工程农门议题引言随着控制技术和移动通信技术的飞速发展，农业生产的自动化信息化水平不断提高，可控环境农业的研究已经越来越为人们所重视。

如何方便有效地对温室环境进行监测和控制，如何提高农业生产的信息化水平是目前可控环境农业研究的重点。

本章简要说明了课题的研究背景和现实意义，并综述了温室环境监控技术的研究现状和发展趋势，在此基础上提出了本文的研究内容。

远程温室监测系统的应用现状及发展前景自世纪年代以来，我国工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究，希望通过改变植物生长的自然环境创造适合植物最佳的生长条件避免外界恶劣的气候，达到调节产期促进生长发育防治病虫害等目的。

由此而引发的各种温室测控技术的实际应用与研究也取得了长足发展。

发达国家已经向高层次的自动化智能化方向发展，形成了现代化水平高，比较完善的技术体系。

我国温室测控技术应用研究虽然也取得了定的进展，但是与发达国家相比依旧存在较大差距。

随着世界设施农业栽培技术发展迅速，温室面积和产量大幅增加，对各种温室测控技术以及与之紧密相关的通信技术的研究，已经引起该领域内的专家学者的广泛关注。

国内外温室测控技术国外温室测控技术研究状况发达国家如荷兰美国英国等都大力发展集约化的温室产业，温室内温度湿度光照浓度水气营养液等实现计算机调控。

荷兰在年首次研制出计算