無線環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)
加入技術交流群
對溫室環(huán)境中溫度參數(shù)、濕度參數(shù)和光照的控制的主要思路是將傳感器采集到的溫度值、濕度值和光照信息與系統(tǒng)設定值進行比較計算，求得溫度偏差T和濕度偏差H，根據(jù)溫度偏差T和濕度偏差H以及溫度和濕度的耦合關系制定控制規(guī)則，由系統(tǒng)經(jīng)過運算決策，得到系統(tǒng)控制量溫度補償值TB和濕度補償值HB。如果實時溫度超過設定最佳溫度，最佳濕度的允許范圍，此時聲光報警，告知操作人員要進行適當?shù)娜斯じ深A來消除報警。系統(tǒng)控制要求和目標：
(1)系統(tǒng)共有3個參數(shù)，即溫度、濕度、光照。
(2)自動控制溫室內(nèi)的溫度和濕度，溫度的控制誤差不大于±0．5℃。
(3)系統(tǒng)具有自動控制，控制室遙控兩種工作方式。
(4)系統(tǒng)具有報警以及參數(shù)設置，自主訓練和學習功能。
(5)系統(tǒng)具有表格、圖形、曲線等顯示和存儲功能。
通過傳感器可以獲得大量的有關溫度、濕度、光強度和時間的樣本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與時間并不是線性關系。基于這些數(shù)據(jù)，如果能夠找到運用某種算法使溫室溫度逼近于給定的溫度，從而使溫室的環(huán)境保持在適宜作物生長的狀態(tài)之下。
對溫度控制運用加熱器，濕度采用通風和噴灌裝置，光照主要運用遮陽幕。早期溫室的控制多采用常規(guī)的PI或PID來控制，這種控制方法簡單，易于實現(xiàn)。
隨著對非線性、時變性、不確定性的難以建立數(shù)學模型的控制對象，就難以實現(xiàn)。隨著智能控制的發(fā)展，特別是神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術的出現(xiàn)，給這類難以解決的問題開辟了一條新的途徑，它能夠處理好時變性、大滯后和耦合性等的復雜系統(tǒng)控制問題。
BP網(wǎng)絡訓練過程及算法流程如圖3所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/157310.htm
神經(jīng)網(wǎng)絡的一個突出特點就是自學習功能，設微機的基準信號和實際信號的誤差為e(k)，則：
神經(jīng)網(wǎng)絡通過自己的學習功能，即相應的算法使e逐漸減小，最后達到理想的值。這里的控制對象應為溫室里的環(huán)境因子。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡模型在收斂速度和收斂精度方面遠遠超過傳統(tǒng)PID或PD控制器。與傳統(tǒng)的控制方法相比超調(diào)量和控制時間都大大減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性明顯增強。
3．3 PC機軟件設計
由于無線模塊選用的是RS 232接口，因此虛擬儀器中的串口通訊通過VISA實現(xiàn)。VISA實質(zhì)上是I／O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱。其本身不具備編程能力，它通過調(diào)用低層驅(qū)動程序來實現(xiàn)對儀器的控制。運用自身帶的網(wǎng)絡發(fā)布功能就可以完成網(wǎng)頁的發(fā)布，通過參數(shù)的設置就可以讓遠程的計算機來訪問，不需要再做成網(wǎng)頁的形式進行發(fā)布。發(fā)布后的控制面板如圖4所示。
4 結(jié)語
利用單片機采集溫室、糧倉、大棚中的環(huán)境因素，并顯示和控制環(huán)境因素的變化，同時以無線方式將實時信息上傳到下位PC機；下位機對采集的數(shù)據(jù)進行適當處理，采用可視化編程語言LabVIEW將各種信息以界面的形式在終端上顯示，還可以利用軟件自身的網(wǎng)絡發(fā)布功能將界面以網(wǎng)頁的形式發(fā)布，遠程的PC機只要得到操作許可就可以操作整個界面，這樣工作人員不必到現(xiàn)場就可以解決運行過程中出現(xiàn)的錯誤，從而實現(xiàn)管理的自動化、智能化。測控方式的網(wǎng)絡化是未來測控技術發(fā)展的必然趨勢，能夠充分利用現(xiàn)有資源和網(wǎng)絡帶來的種種好處，實現(xiàn)各種資源有效合理的配置，同時還可以實現(xiàn)真正意義上的VI。
評論