我国智能温室的设计研究现状.doc

课题阶段性总结RS232/RS422有线传输环境信息“基于ZigBee和Internet的温室群环境远程监控系统”[4]就是运用了无线传输技术，其设计整体框图如图4。 图4 张猛等设计的系统总体框图 再如王斌等设计的“基于GPRS技术日光温室综合环境集散控制系统”[5]该系统主要由３部分组成：温室综合环境监控模块、GPRS数据传输模块、基于WEB的温室群监控中心模块。整体设计框图如图5所示。 图5 王斌等设计的系统总体框图 2.2 温室环境的数据处理 由于温室测控系统服务于多个温室，范围广，环境参数复杂，为了提高采集数据的可靠性和稳定性，大多数设计都采用了一定的方法将采集到的原始数据进行处理。如程曼等在“基于多传感器数据融合的温室环境控制的研究”[6]一文中描述的，在多传感器采集数据基础上, 利用最小距离聚类法确定各传感器融合的次序, 提高数据融合结果的客观性。器设计的整体框图如图6。 图6 程曼等设计的系统总体框图 再如张韩飞等在“多传感器信息融合在温室湿度检测中的应用”一文中采用模糊C均值(FCM)聚类算法对温室湿度进行数据融合, 阐明了FCM 算法优于平均值算法，提高了检测的准确性。其整体设计框图如图7所示。 图7 张韩飞等设计的系统总体框图 2.3 温室环境决策调控 目前温室环境优化控制主要是依据植物生长最适宜条件或者依据环境控制成本最低来优化。在上述两种优化调控方法中，由于基于生长最优往往不是经济效益最好，而基于成本最低则不能保证发挥温室增产潜力，所以近年来开展了将作物生长和环境调控成本相结合的控制方法研究。 如朱丙坤等人将是无线通信包括 传感器 温度 湿度 光照 CO2浓度 作物图像 型号 SHT11 SHT11 BL1750 MG811 待定 图9 课题设计中体框图 采集端的数据预处理，首先对采集到的原始数据进行滤波，以减少外界噪声干扰。经查阅资料，常用的滤波方法主要有十种（见附录1）。在宋庆恒的“基于多传感器数据融合的蔬菜大棚控制系统设计”[10]一文中用到的是滑动平均窗滤波，器MALAB实现函数见附录2。至于具体用哪一种方式，暂时没定，会进一步比较优劣。 对数据进行滤波以后还需要提出数据的异常点，剔除异常点常用的方法有5种，在宋庆恒的“基于多传感器数据融合的蔬菜大棚控制系统设计”[10] 一文中用到的是拉依达准则，不过他将拉依达准则做了变动，即其系统采用剩余误差与 1.5σ进行比较。至于我的课题设计用哪一种提出异常值方法，暂时没有决定。 参考文献： [1]张真和.我国设施园艺产业现状与发展重点［C］∥2012中国设施园艺学术年会论文集,南京,2012:1-7． [2]朱伟兴,毛罕平,李萍萍,等.智能温室群集散控制系统设计研究[J].农业工程学报， 1999,15(4):162-166. [3]董乔雪,王一鸣.温室计算机分布式自动控制系统的开发[J].农业工程学报, 2002,18(4): 94-97. [4] 张猛，房俊龙，韩宇.基于ZigBee和Internet的温室群环境远程监控系统设计[J]. 农业工程学报:2013,29(增1):171-173 [5]王斌,吴锴,李志伟.基于GPRS技术日光温室综合环境集散控制系统的研究与设计[J].山西农业大学学报:自然科学版，2012,32(1):92-96． [6] 程曼,袁洪波,张素,等.基于多传感器数据融合的温室环境控制的研究[J].农机化研究,2009,31(7):213-214 [7] 张韩飞，陈明，池涛，等.多传感器信息融合在温室湿度检测中的应用[J].传感器与微系统,2011,30(6):129 -130． [8] 朱丙坤,徐立鸿,胡海根,等.基于节能偏好的冲突多目标相容温室环境控制[J].系统仿真学报,2011,23(1):95-99． [9] 戴剑锋,罗卫红,乔晓军,等.基于模型的温室加温目标优化控制系统研究[J].农业工程学报,2005,22(11):187-191． [10] 宋庆恒.合的蔬菜大棚控制系统设计[J].农机化研究，2015,,4(4):211-214 附录1： ①限幅滤波法（又称程序判断滤波法） A、方法： 根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为 A） 每次检测到新值时判断： 如果本次值与上次值之差=A,则本次值有效 如果本次值与上次值之差A,则本次值无效,放弃本次值,用上 次值代替本次值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点 无法抑制那种周期性的干扰 平滑度差 ②中位值滤波法 A、方法： 连续采样 N 次（N 取奇数） 把 N 次采样值按大小排列 取中间值为本次有效值 B、优点： 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰 对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 C、缺点： 对流量、速度等