溫室技術(shù)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實(shí)時(shí)控制是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應(yīng)的響應(yīng)，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應(yīng)的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實(shí)時(shí)控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點(diǎn)，提出運(yùn)用CPID硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)到ARM來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設(shè)計(jì)出混合PID模糊控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)溫室的變溫管理，這對(duì)于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實(shí)際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點(diǎn)在于(1)它改變以往依靠單片機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時(shí)序，這種“以硬代軟”的方案實(shí)時(shí)性好，且大大避免了軟件運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、多線程以及友好的人機(jī)界面。 試驗(yàn)以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的華北型機(jī)械通風(fēng)式連棟塑料溫室為試驗(yàn)?zāi)Ｐ停x擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標(biāo)板，以PC機(jī)為宿主機(jī)，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)溫度控制平臺(tái)。 主要工作： (1)概述了溫度實(shí)時(shí)測(cè)控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設(shè)計(jì)。 (3)通過(guò)ARM存儲(chǔ)模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗(yàn)平臺(tái)。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過(guò)Simulink工具箱進(jìn)行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、更小超調(diào)、抗干擾強(qiáng)的結(jié)論。 (5)最后，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了整套系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標(biāo)簽：
ARMCPLD
農(nóng)業(yè)
溫度
實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
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