基于Labview的蔬菜大棚环境监测系统的研究

论文摘要

在蔬菜大棚的生产管理中,棚内环境对蔬菜的生长发育、栽培技术的实施、病虫害的预防等产生极其重要的影响。数据采集是蔬菜大棚环境监测的重要组成部分,但长期以来,大棚环境监测普遍采用人工方式,这种传统的数据采集方法耗时耗力,时效性差,而且容易受到干扰,准确性不高。虚拟仪器技术为数据的自动采集和远程实时监测提供了一种理想的解决方案。因此,基于虚拟仪器技术的蔬菜大棚生态环境信息采集与远程监测,对于指导蔬菜大棚实际生产具有十分重要的意义。虚拟仪器强调“软件就是仪器”的新概念,在以计算机为核心所组成的硬件平台上,利用其显示功能显示虚拟仪器控制面板,测试分析功能由软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器具有数据采集、数据分析处理、结果输出显示三大基本功能,而数据的实时自动采集是其最基本功能。虚拟仪器可由用户自己定义、设计测试功能,因此,其功能灵活,容易构建,应用极为广泛。本文首先概述了课题的研究背景和研究意义,接着阐述了虚拟仪器技术及应用发展趋势,着重介绍了Labview虚拟仪器开发平台。最后,论述了基于该平台设计研制的蔬菜大棚环境实时数据采集系统与远程监测系统,为蔬菜大棚环境的实时监控提供一条新的途径。Labview是美国国家仪器公司推出的一种基于G语言（Graphical Programming Language）的虚拟仪器软件开发平台,是目前开发效率较高的一种图形化语言。本文研究工作的主要内容及关键技术如下：◆探讨了虚拟仪器的理论和技术,分析了Labview虚拟仪器开发平台及其应用现状,深入研究了虚拟仪器在蔬菜大棚环境监控中应用的可行性和必要性。◆针对蔬菜大棚环境采样速率的要求,提出了蔬菜大棚环境实时数据采集的设计方案和系统实现的关键技术。Labview的模块化设计和多线程并行运行技术简化了程序的开发,提高了程序的运行效率◆基于DDL-210温湿度记录仪等硬件设备,以Labview软件平台为核心,研制完成了蔬菜大棚环境实时数据采集系统。该系统具有稳定、可靠、操作界面友好的特点,实现了蔬菜大棚环境因子信息的自动获取、实时显示、处理分析、记录存储等功能。◆在深入研究DataSocket技术和Remote Panels技术的基础上,探讨蔬菜大棚环境数据的远程传输、共享和发布机制,实现了网络化蔬菜大棚环境的在线监测和控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 选题的现实意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 虚拟仪器技术及开发平台
• 2.1 虚拟仪器概述
• 2.1.1 虚拟仪器的概念和特点
• 2.1.2 虚拟仪器的组成及类型
• 2.1.3 虚拟仪器的应用和发展趋势
• 2.2 Labview虚拟仪器开发平台
• 2.2.1 Labview的特点
• 2.2.2 Labview的研究进展
• 2.2.3 Labview应用程序的构成
• 3 蔬菜大棚环境数据采集系统的设计及功能实现
• 3.1 数据采集技术发展现状
• 3.2 数据采集系统设计
• 3.2.1 系统硬件组成
• 3.2.2 系统软件基本功能及组成
• 3.3 系统实现的关键技术
• 3.3.1 串行通信
• 3.3.2 模块化设计
• 3.4 系统功能实现
• 3.4.1 系统实现中用到的重要子模板
• 3.4.2 数据采集
• 3.4.3 实时显示
• 3.4.4 数据存储
• 3.5 本章小结
• 4 蔬菜大棚环境远程监测系统的设计与实现
• 4.1 远程虚拟仪器技术
• 4.1.1 最简单的远程桌面方式
• 4.1.2 利用Datasocket技术实现数据共享
• 4.1.3 利用网络协议进行通信
• 4.1.4 在Web上发布程序
• 4.1.5 无线网络技术
• 4.1.6 Remote Panels
• 4.2 系统网络化远程控制的实现
• 4.2.1 DataSocket技术
• 4.2.2 Remote Panels技术
• 4.3 本章小结
• 5 总结与讨论
• 5.1 总结和讨论
• 5.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的论文