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基本信息
- 項目名稱：
- 智能化溫室控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本智能化溫室控制系統(tǒng)能夠根據(jù)農(nóng)作物在不同生長發(fā)育階段以及不同時間段內(nèi)對溫室環(huán)境的需要自動提供最佳生長環(huán)境。本系統(tǒng)采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有自組網(wǎng)能力，同時通過成熟的GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對溫室群的遠(yuǎn)程控制。 本系統(tǒng)具有控制精準(zhǔn)、功耗低、體積小、監(jiān)控范圍大、成本低等特點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)采用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、微處理器控制技術(shù)以及智能傳感數(shù)據(jù)采集技術(shù)，由一臺PC機(jī)與多個微處理控制器裝置組成主從式分布結(jié)構(gòu)。下位機(jī)采用性價比高的單片微處理器ATmegal16L，實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境參數(shù)的采集和控制。上位機(jī)采用PC機(jī)，主要用于對環(huán)境參數(shù)的顯示、管理及設(shè)置等功能。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)。并利用VB6.0面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)和Access數(shù)據(jù)庫軟件，開發(fā)出了友好的人機(jī)交互界面。通過深入分析溫室執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)動作對環(huán)境因子的影響，采用模糊控制和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)知識相結(jié)合的方法，設(shè)計和實(shí)現(xiàn)溫室模糊控制器，以實(shí)現(xiàn)對溫室內(nèi)溫度、濕度和光照參數(shù)的模糊檢測與控制。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：響應(yīng)國家農(nóng)業(yè)部號召，進(jìn)一步改善我國目前溫室控制系統(tǒng)在軟件和硬件上的不足，不斷加強(qiáng)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)。 基本思路：本系統(tǒng)由一臺PC機(jī)與多個微處理控制器裝置組成主從式分布結(jié)構(gòu)。下位機(jī)采用性價比高的單片微處理器ATmegal16L，實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境參數(shù)的采集和控制。上位機(jī)采用PC機(jī)，主要用于對環(huán)境參數(shù)的顯示、管理及設(shè)置等功能。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)。并利用VB6.0面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)和Access數(shù)據(jù)庫軟件，開發(fā)出了友好的人機(jī)交互界面。通過深入分析溫室執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)動作對環(huán)境因子的影響，采用模糊控制和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)知識相結(jié)合的方法，設(shè)計和實(shí)現(xiàn)溫室模糊控制器，從而對溫室內(nèi)溫度、濕度和光照參數(shù)的進(jìn)行模糊檢測與控制。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）實(shí)現(xiàn)了對溫室群的控制與管理。 2）系統(tǒng)中設(shè)置了溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有自組網(wǎng)能力，擺脫了傳統(tǒng)溫室采用485總線以及CAN總線等有線方式與計算機(jī)通訊的距離困擾，并利用成熟的GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對溫室群的遠(yuǎn)程控制。 3）充分結(jié)合農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)知識，實(shí)現(xiàn)了對溫室環(huán)境的科學(xué)有效調(diào)控，滿足了農(nóng)作物在不同生長發(fā)育階段以及不同時間段內(nèi)對溫室環(huán)境的要求。 技術(shù)關(guān)鍵： 1）無線自組網(wǎng)技術(shù)； 2）單片微處理器控制技術(shù)； 3）GSM/GPRS遠(yuǎn)程控制技術(shù)。 主要技術(shù)指標(biāo)：控制精度、傳感器精度、響應(yīng)時間、無線傳感器組網(wǎng)距離、系統(tǒng)功耗等。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本智能化溫室控制系統(tǒng)將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與自動控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，依據(jù)農(nóng)作物在不同生長階段對環(huán)境參數(shù)的要求不同，對溫室環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，徹底擺脫了傳統(tǒng)溫室控制系統(tǒng)中利用485總線以及CAN總線等有線方式與計算機(jī)的通訊距離困擾，同時通過成熟的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對溫室群的遠(yuǎn)程控制。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年4月2日，榮獲由本校團(tuán)委舉辦的第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽終審決賽一等獎。 2009年6月6日，榮獲由團(tuán)省委、教育廳、省科協(xié)、省學(xué)聯(lián)聯(lián)合主辦，某校承辦，某集團(tuán)協(xié)辦的第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽終審決賽一等獎。
作品所處階段
- 實(shí)驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 1、一次性買斷：200萬元。國內(nèi)種植者，其專利轉(zhuǎn)讓費(fèi)可適當(dāng)優(yōu)惠。2、歡迎投資、融資或股份合作。
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢： 本系統(tǒng)可依據(jù)農(nóng)作物的生長規(guī)律為其提供生長所需的最佳環(huán)境條件，具有控制精準(zhǔn)、功耗低、體積小、監(jiān)控范圍大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)用場合和推廣前景： 本系統(tǒng)除了可以用來控制溫室環(huán)境外，還可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)殖孵化廠等對環(huán)境要求高的場合，同時，本系統(tǒng)經(jīng)過相應(yīng)的改造之后，還可應(yīng)用于智能樓宇、汽車安防等領(lǐng)域。由于本系統(tǒng)具有成本低、性能可靠、操作方便特點(diǎn)，具有廣闊的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 1、國外狀況 發(fā)達(dá)國家大力發(fā)展集約化溫室產(chǎn)業(yè)，溫室內(nèi)溫度、光照等實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)調(diào)控。環(huán)境控制計算機(jī)主要用來對溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和控制。溫室專家系統(tǒng)的應(yīng)用提高了決策水平，減輕了技術(shù)管理工作量，為種植帶來了方便。 荷蘭開發(fā)的溫室計算機(jī)控制系統(tǒng)通過人機(jī)交互界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和必要的信息顯示，并能直接對計算機(jī)串行口進(jìn)行操作，完成上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信。上位機(jī)軟件集參數(shù)設(shè)置、信息顯示等功能于一體，同時還能很好地完成溫室灌溉和氣候的控制和管理。 此外，遙測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制局域網(wǎng)等技術(shù)已逐漸應(yīng)用于溫室的控制與管理中。 2、國內(nèi)狀況 90年代中后期，江蘇理工大學(xué)毛罕平等人研制開發(fā)了溫室軟硬件控制系統(tǒng)，能對營養(yǎng)液系統(tǒng)、溫度、光照等進(jìn)行綜合控制。“九五”期間，國家科技攻關(guān)項目和國家自然科學(xué)基金均首次增設(shè)了工廠化農(nóng)業(yè)(設(shè)施農(nóng)業(yè))研究項目，并直接設(shè)置了“智能型連棟塑料溫室結(jié)構(gòu)及調(diào)控設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計及實(shí)施”的專題。 20世紀(jì)90年代末，河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院閆忠文研制了作物大棚溫濕度測量系統(tǒng)，能對大棚內(nèi)溫濕度進(jìn)行實(shí)時測量與控制。中科院合肥智能機(jī)械研究所研制了“農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境—DET系列軟件”和智能溫室自動控制系統(tǒng)，能夠有效提高作物產(chǎn)量、減小人工操作的盲目性。北京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功“WJG-1”溫室環(huán)境監(jiān)控計算機(jī)管理系統(tǒng)，采用了分布式控制系統(tǒng)。河南省農(nóng)科院自動化控制中心研制了“GCS—I型智能化溫室自動控制系統(tǒng)”，采用上位機(jī)加PLC的集散式控制方法，軟件采用智能化模糊算法。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計研制的“山東省濟(jì)寧大型育苗溫室計算機(jī)分布式控制系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)分布式控制。 3、我國溫室存在的主要問題 1) 我國現(xiàn)有的溫室控制系統(tǒng)仍以控制一個溫室為主，缺乏基于溫室群的控制系統(tǒng)，降低了生產(chǎn)管理的效率。 2) 溫室控制系統(tǒng)的通信仍然采用485總線以及CAN總線等有線方式。不僅使溫室內(nèi)信號線和動力線錯綜復(fù)雜，而且導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低，安裝維護(hù)工作量大，也不利于農(nóng)業(yè)機(jī)器人等移動設(shè)備的作業(yè)，難以達(dá)到溫室生產(chǎn)的“工廠化農(nóng)業(yè)”水平。 3）缺少基于農(nóng)業(yè)專家知識的上位機(jī)管理系統(tǒng)。我國傳統(tǒng)溫室控制系統(tǒng)中一些上位機(jī)只限于存儲采集的歷史數(shù)據(jù)。
