無(wú)線環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
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對(duì)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(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)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(guān)系制定控制規(guī)則，由系統(tǒng)經(jīng)過(guò)運(yùn)算決策，得到系統(tǒng)控制量溫度補(bǔ)償值TB和濕度補(bǔ)償值HB。如果實(shí)時(shí)溫度超過(guò)設(shè)定最佳溫度，最佳濕度的允許范圍，此時(shí)聲光報(bào)警，告知操作人員要進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)來(lái)消除報(bào)警。系統(tǒng)控制要求和目標(biāo)：
(1)系統(tǒng)共有3個(gè)參數(shù)，即溫度、濕度、光照。
(2)自動(dòng)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(dòng)控制，控制室遙控兩種工作方式。
(4)系統(tǒng)具有報(bào)警以及參數(shù)設(shè)置，自主訓(xùn)練和學(xué)習(xí)功能。
(5)系統(tǒng)具有表格、圖形、曲線等顯示和存儲(chǔ)功能。
通過(guò)傳感器可以獲得大量的有關(guān)溫度、濕度、光強(qiáng)度和時(shí)間的樣本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與時(shí)間并不是線性關(guān)系?；谶@些數(shù)據(jù)，如果能夠找到運(yùn)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(zhǎng)的狀態(tài)之下。
對(duì)溫度控制運(yùn)用加熱器，濕度采用通風(fēng)和噴灌裝置，光照主要運(yùn)用遮陽(yáng)幕。早期溫室的控制多采用常規(guī)的PI或PID來(lái)控制，這種控制方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
隨著對(duì)非線性、時(shí)變性、不確定性的難以建立數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象，就難以實(shí)現(xiàn)。隨著智能控制的發(fā)展，特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的出現(xiàn)，給這類難以解決的問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的途徑，它能夠處理好時(shí)變性、大滯后和耦合性等的復(fù)雜系統(tǒng)控制問(wèn)題。
BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程及算法流程如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157310.htm
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)突出特點(diǎn)就是自學(xué)習(xí)功能，設(shè)微機(jī)的基準(zhǔn)信號(hào)和實(shí)際信號(hào)的誤差為e(k)，則：
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)自己的學(xué)習(xí)功能，即相應(yīng)的算法使e逐漸減小，最后達(dá)到理想的值。這里的控制對(duì)象應(yīng)為溫室里的環(huán)境因子。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在收斂速度和收斂精度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(shí)間都大大減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。
3．3 PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)
由于無(wú)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(guò)VISA實(shí)現(xiàn)。VISA實(shí)質(zhì)上是I／O接口軟件庫(kù)及其規(guī)范的總稱。其本身不具備編程能力，它通過(guò)調(diào)用低層驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制。運(yùn)用自身帶的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能就可以完成網(wǎng)頁(yè)的發(fā)布，通過(guò)參數(shù)的設(shè)置就可以讓遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)來(lái)訪問(wèn)，不需要再做成網(wǎng)頁(yè)的形式進(jìn)行發(fā)布。發(fā)布后的控制面板如圖4所示。
4 結(jié)語(yǔ)
利用單片機(jī)采集溫室、糧倉(cāng)、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(shí)以無(wú)線方式將實(shí)時(shí)信息上傳到下位PC機(jī)；下位機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理，采用可視化編程語(yǔ)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(luò)發(fā)布功能將界面以網(wǎng)頁(yè)的形式發(fā)布，遠(yuǎn)程的PC機(jī)只要得到操作許可就可以操作整個(gè)界面，這樣工作人員不必到現(xiàn)場(chǎng)就可以解決運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，從而實(shí)現(xiàn)管理的自動(dòng)化、智能化。測(cè)控方式的網(wǎng)絡(luò)化是未來(lái)測(cè)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠充分利用現(xiàn)有資源和網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的種種好處，實(shí)現(xiàn)各種資源有效合理的配置，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的VI。
評(píng)論