论文部分内容阅读
中国地理资源条件优越,有着适合食用菌生长繁殖的生长环境。食用菌产业在我国种植业中扮演着重要的角色,有力地推动着我国农业的发展与进步。目前,食用菌栽培环境监控系统的应用已经成为推动该产业继续向更高层次发展的趋势,因此实现食用菌环境监控系统的自动化与智能化对提升食用菌生产效率有决定性的作用。本设计结合ZigBee无线传输技术、单片机控制理论,利用自动控制原理、MCGS组态软件,完成了一套食用菌栽培环境监控系统,该系统可对制菌室内影响菌种生长的环境参数进行实时监控。以物联网现阶段发展动态为基础,本系统搭建了以ZigBee为核心技术的无线传感器网络,并对系统的软硬件进行设计。其中硬件部分主要分为硬件选型与设计,包括无线处理模块的选择,无线数传模块的选择,温湿度传感器、二氧化碳传感器的选择,继电器的选择,监控触摸屏的选择；系统模拟试验箱的设计；网关和节点的电路板设计与调试。系统软件设计部分包括：无线处理模块程序设计与基于TRNSYS的模糊PID控制系统仿真两部分。无线处理模块程序设计部分选取TinyOS操作系统,利用nesC语言完成系统无线通信与实时监控功能的程序编写与开发；完成网关与节点的无线通信程序设计；定义数据传输协议等。基于TRNSYS的模糊PID控制系统仿真部分对比了模糊PID算法相对传统PID的区别与优势；在TRNSYS仿真环境下对模糊PID控制系统进行仿真,并对模拟结果进行分析。本系统上位机分为制菌现场的监控屏与远程监控室内的主机两部分,利用MCGS组态软件嵌入版与通用版分别进行开发,在上位机监控系统中可查看系统动画、各点环境参数值、工作日志,设置调控参数的标准范围,控制空调、喷淋、通风系统的开关状态,在监控室内PC机上还能够查看各环境参数的历史曲线。通过对系统运行进行多次测试与调试,结果表明,无线传感器网络工作可靠稳定,本食用菌栽培环境监控系统可以远程监测制菌内环境参数,实时采集并传输,及时将环境参数调控至适宜菌种生长的条件。整套系统可操作性强、方便移植,在农业信息化、自动化发展中起着重要作用。