基于LABVIEW的网络化温室测控系统设计王港毕业设计论文.docx

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1、江西理工大学本科毕 业设计（论文）目：基于LABVIEW的网络化温室测控系统设计专题题目：学 院：机电工程学院专 业：测控技术与仪器班 级：测控072学 号：07学 生：王港指导教师：张晓莉职称：讲师指导教师：职称：时间：2011年6月8日摘要随着计算机技术的不断提高，现代测控系统正向仪器的自动化、智能化、小型化和网络化方向发展。虚拟仪器给现代测控技术带来了一场革命，它利用计算机系统的强大功能结合相应的软件，大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储方面的限制。传统的温室测控系统往往在现场操作，对温室监测受到地域的限制，为此我们利用虚拟仪器技术设计了网络化温室测控系统，使远程客户端通过局域

2、网或Internet也能对温室进行监测和控制，从而实现了真正意义上的虚拟仪器。本系统通过将传感器测量到的数据通过数据采集卡采集到计算机，再利用虚拟仪器开发软件LabVIEW进行编程，向用户提供操作界面和显示界面，实现了温度、湿度、光照、二氧化碳的数据采集、传送、分析和显示。同时利用以太网接口，通过通讯和数据发布模块，实现与其他分析系统或网络的互联。针对温度、湿度、光照、二氧化碳等影响室内环境的主要因素，基于模糊理论完成了温度、湿度、光照、二氧化碳的数值一符号转换以及实时监控功能，并介绍了其在LabVIEW环境下的具体实现。最后阐叙了本系统的抗干扰性以及未来的发展前景，具有一定的借鉴意义。关键词

3、：温室测控；LabVIEW；自动监测；Web发布ABSTRACTAlong with the computer technology unceasing enhancement, the modernmeasurement and control system is automatic and intelligent instrument of network,miniaturization, and direction. The traditional greenhouse measurement and controlsystem of the site operation, often

4、by geographical limit greenhouse monitoring,therefore we use LabVIEW software designing and developing the greenhousemeasurement and control system.The system through the sensor to measure data through the data sampling cardinto the computer and software reuse LabVIEW virtual instrument, provideprog

5、ramming interface and display interface, realized the temperature, humidity, light,carbon dioxide, data acquisition, transmit, analysis and display. The test can meet thedesign requirements. At the same time use the Ethernet interface, through thecommunication and data release module, realization an

6、d other analysis system ornetwork interconnection. According to temperature, humidity, light, such as carbondioxide the main factors affect indoor environment, based on fuzzy theory completedthe temperature, humidity, light, carbon dioxide numerical symbol conversion andreal-time monitoring function

7、, and introduce the realization of LabVIEWenvironment.Finally this system of Syracuse ci-theory anti-jamming and its development inthe future, have a certain significance.Keywords:Greenhouse measurement and control ;LabVIEW virtual instrument;Wabautomatic monitoring.第一章绪论11.1 本课题的提出及现实意义11.2 国内外研究现状

8、1L 3课题研究目标和内容3L 4系统设计原则41. 5本章小结5第二章 系统总体方案设计62. 1监测参数的确定62. 2系统硬件总体结构82.3环境参数的检测硬件82. 4小结18第三章系统软件设计183.1 虚拟仪器技术的概念和特点183.2 虚拟仪器的几种系统集成方案203.3 基于虚拟仪器的Web功能简介203.4 在 Web上发布LabVIEW程序流程223.5 本章小结25第四章系统控制算法的设计264. 1室内环境特点264. 2控制算法的选取274. 3模糊控制的基本概念324. 4基于温度、湿度、光照强度、C02浓度的报警系统设定.314. 5基于Web的网络发布324.

9、6本章小结36第五章 系统抗干扰设计425.1控制系统的干扰分析425. 2硬件抗干扰设计425. 3软件抗干扰设计445. 4本章小结40第六章 结论及前景展望406. 1研究结论406.2前景展望41参考文献42致谢44附录45第一章绪论1.1 本课题的提出及现实意义随着计算机技术的不断提高，现代测控系统正向仪器的自动化、智能化、小型化和网络化方向发展。虚拟仪器(Virtual Instrument简称VI)的出现给现代测控技术带来了一场革命，它利用计算机系统的强大功能结合相应的软件，大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储方面的限制。虚拟仪器技术与网络技术的融合，使虚拟仪器系统更加

10、突破了传统的测量理念，使测量数据得到了真正意义上的共享，使远程测量得以实现。传统的温室测控系统往往在现场操作，对温室监测受到地域的限制，为此我们利用虚拟仪器技术设计了网络化温室测控系统，使远程客户端通过局域网或Internet也能对温室进行监测和控制，从而实现了真正意义上的虚拟仪器。目前，我国大多数办公室、温室、大棚等建筑仍采用手动或机电式操作。总体特点是：劳动强度大，能量损耗大。生产力水平与国外同行业先进水平相比,差距较大，经济效益差。由于缺少必要的先进测量手段，生产水平往往依赖于工作人员的实际管理经验，环境控制很不稳定，严重影响了生产水平和综合经济效益的进一步提高，造成了人力、物力、能源的

11、严重浪费。为了进一步提高生活、生产水平，采用先进的测试手段来指导生活已成为刻不容缓的重要任务。鉴于此，提出基于LABVIEW的网络化温室测控系统设计这一课题。1.2 国内外研究现状随着计算机的发展与普及，室内环境控制自动化程度也有了较大的提高。而网络化测控技术也得到一定程度的发展，为温室环境智能网络化控制提供了技术支持。1.2.1 国外环境因素控制技术国外对这类环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。现在正在开发和研制计算机数据采集控制系统。现在世界各国的控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基

12、础上正朝着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室全部由计算机操作。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观测50Km以外的光、温、湿、气和水等环境状况，并进行遥控。荷兰是土地资源非常紧缺的国家，靠围海、围湖造田等手段扩大耕地，其依靠现代农业，成为仅次于美国、法国的世界第三大农业出口大国。荷兰是设施农业最发达的国家，目前有现代温室1.1万hm,全部为玻璃温室，占世界玻璃温室的1/4,主要用于种植蔬菜和花卉。温室及配套设施的生产完全靠一种高度社会化专业化和国际化的市场体系。日本于20世纪60年代快速发展现代设施园艺业，温室由单栋向连栋大型化

13、结构金属化发展，到70年代为高速发展期。美国总的指导思想是搞适地栽培，温室面积约L9万hni,多数玻璃温室，少数是双层充气塑料薄膜温室，近几年也建造了少量聚碳酸脂板温室。以色列的现代设施园艺更具鲜明的特点，其采用大型塑料薄膜连栋温室，充分利用光热资源的优势和先进的节水灌溉技术，主要生产花卉和高档蔬菜。现代温室及配套设施已采用专业化、集约化和规模化生产，规范有序的市场经营和国际化的市场体系运作，成为当今世界最具活力的新兴产业之一和现代农业的亮点。在今后一个时期，随着科学技术的发展、全球经济的一体化和社会的进步，现代温室及配套设施，将以节能、环保和改善工作条件为核心，深入广泛采用高新技术，向实质意

14、义上的“工厂化”方向稳步持续快速地发展，前景十分广阔。1.2.2 我国室内环境控制技术进入21世纪后，特别在我国加入WT0后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品

15、的挑战，并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及C02测控。此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。在我国，多年来对小气候的研究一直偏重于农田等无护围的农业生产环境小气候以及温室小气候。随着人们生活水平的提高和生产的发展，有关室内环境的研究不断丰富。我国室内环境研究起步较晚，但近年来在通风换气、温度控制方面，从基础性研究到应用性研究都取得了大量成果。室内环境自动控制技术的研究有了很大发展。目前，大多数现代化室的通风换气仍采用机械式定时控制，该控制方式远不能满足对室内小气候的调节。对室内环境进行检测的仪器一般为功能固定的传统仪器，难以满足对生产现场的实时监控。随着微电子技术和计算机技术的发展,