| 【中文题名】 | 基于CAN总线的温室环境现场层监控系统的研究 |
| 【英文题名】 | Development of a CAN Bus Based Field Level Monitoring System for Greenhouse Environment |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-6 |
| 【中关键词】 | 温室监控,环境因素,模块化设计,CAN总线,模糊控制, |
| 【英关键词】 | Monitoring of Greenhouse,Environmental Factor,Modular Design,CAN Bus,Fuzzy Control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>监视、报警、故障诊断系统> |
| 【论文摘要】 |
随着电子技术水平的不断提高，温室环境控制系统迅速向智能化方向发展。结合计算机技术、信息网络技术、智能控制技术等领域的方法理论，不断改进现有控制方法，完善系统结构是温室实现现代化、产业化的必然趋势。本文结合CAN总线技术，对温室控制系统进行了研究，设计了温室环境现场层监控系统。
论文在分析影响温室环境的主要因素的基础上，研究了环境调节系统以及系统执行机构。采用模块化思想，设计了模拟信号采集、数字信号采集以及开关信号控制三类CAN总线智能节点。工控机、CAN总线适配卡、智能节点和各类环境因素传感器组成了温室现场层监控系统硬件部分。
系统采用CAN总线作为通讯方式，并在帧结构的基础上采用CAN2.0A技术规范，设计了系统通讯协议。分析CAN模块初始化、CAN报文接收以及发送过程，对通讯模块的软件进行了设计。工控机通过主动的形式向智能节点发送数据请求以及控制命令，并对采集的数据进行存储、处理，完成系统软件设计，实现系统对环境的控制。
根据温室环境特点，采用模糊控制方法作为系统的控制策略。通过对输入输出量以及控制规则的分析，设计了温室环境监控系统的模糊控制器。在学习国内外温室模型理论的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-6 |
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目录 |
6-9 |
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第一章 绪论 |
9-18 |
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1.1 研究背景和意义 |
9-11 |
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1.1.1 国内外温室发展现状和趋势 |
9-11 |
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1.1.2 研究意义 |
11 |
|
1.2 温室控制系统现状 |
11-13 |
|
1.2.1 温室控制系统特点 |
11-12 |
|
1.2.2 温室环境控制模式 |
12-13 |
|
1.2.3 温室智能控制存在的问题 |
13 |
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1.3 现场总线技术 |
13-16 |
|
1.3.1 现场总线概述 |
13-15 |
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1.3.2 CAN总线的特点及应用 |
15-16 |
|
1.4 本文的研究内容 |
16-18 |
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第二章 温室环境监控系统结构研究 |
18-27 |
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2.1 温室环境监控系统原理及结构 |
18-24 |
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2.1.1 温室环境因素 |
18-19 |
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2.1.2 监控系统结构组成 |
19-21 |
|
2.1.3 监控系统执行机构 |
21-24 |
|
2.2 温室环境监控系统的总体设计 |
24-26 |
|
2.2.1 监控系统信号 |
24 |
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2.2.2 温室环境监控系统总体设计 |
24-26 |
|
2.3 本章小结 |
26-27 |
|
第三章 基于CAN总线的温室现场监控系统硬件设计 |
27-44 |
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3.1 温室现场监控系统硬件总体设计 |
27-28 |
|
3.2 模拟信号采集模块 |
28-37 |
|
3.2.1 系统电路 |
29-31 |
|
3.2.1.1 电源电路 |
29-30 |
|
3.2.1.2 监控系统 |
30-31 |
|
3.2.2 模拟信号转换电路 |
31-34 |
|
3.2.2.1 信号放大电路 |
31-32 |
|
3.2.2.2 A/O转换电路 |
32-34 |
|
3.2.3 CAN通讯模块 |
34-37 |
|
3.2.3.1 CAN控制器 |
34-36 |
|
3.2.3.2 CAN总线驱动器 |
36-37 |
|
3.3 数字信号采集模块 |
37-40 |
|
3.3.1 系统电路 |
38 |
|
3.3.2 数字信号输入 |
38-40 |
|
3.4 开关信号输出模块 |
40-43 |
|
3.5 本章小结 |
43-44 |
|
第四章 基于CAN总线的温室现场监控系统软件设计 |
44-59 |
|
4.1 CAN总线协议 |
44-49 |
|
4.1.1 CAN协议概述 |
44-47 |
|
4.1.2 系统协议设计 |
47-49 |
|
4.2 CAN总线通讯模块程序设计 |
49-53 |
|
4.2.1 通讯模块初始化 |
49-50 |
|
4.3.2 CAN报文接收 |
50-52 |
|
4.2.3 CAN报文发送 |
52-53 |
|
4.3 系统程序设计 |
53-58 |
|
4.3.1 温室智能节点设计 |
53-56 |
|
4.3.1.1 模拟信号采集模块 |
53-55 |
|
4.3.1.2 数字信号采集模块 |
55-56 |
|
4.3.1.3 开关信号控制模块 |
56 |
|
4.3.2 控制系统软件设计 |
56-58 |
|
4.4 本章小结 |
58-59 |
|
第五章 监控系统控制策略研究 |
59-72 |
|
5.1 系统控制器设计 |
59-66 |
|
5.1.1 模糊控制理论 |
59-61 |
|
5.1.2 模糊控制器设计 |
61-66 |
|
5.1.2.1 输入输出量的模糊化 |
62-63 |
|
5.1.2.2 控制规则制定 |
63-65 |
|
5.1.2.3 模糊变量的清晰化 |
65-66 |
|
5.2 系统仿真 |
66-71 |
|
5.2.1 温室动态模型 |
67-69 |
|
5.2.2 系统仿真 |
69-71 |
|
5.3 本章小结 |
71-72 |
|
第六章 总结与展望 |
72-74 |
|
6.1 全文总结 |
72-73 |
|
6.2 后续研究与展望 |
73-74 |
|
参考文献 |
74-78 |
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附录 |
78-83 |
|
致谢 |
83-84 |
|
攻读学位期间发表的学术论文 |
84 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386356 |
