基于LonWorks技术的蚕种培育室温湿度控制系统

论文摘要

随着自动检测技术、通讯技术、计算机技术的不断发展,对温室的控制要求也不断的提高。蚕种培育室作为温室的一种,在桑蚕生产过程中有着举足轻重的作用。培育质量的优劣,直接关系到蚕茧产量的高低。因此,现代桑蚕业需要现代化的蚕种培育室。本课题引入lonworks现场总线技术,主要介绍了蚕种培育室智能自动控制系统的软硬件设计。本系统应用lonworks现场总线技术,采用模糊控制算法,对蚕种培育室之中的温度、湿度,依据蚕种培育技术规程,通过空调、风机等执行器实现自动控制。LonWorks现场总线是当前最为流行、通信能力较强的一种控制网络。它支持ISO/OSI七层模型,被广泛的应用于楼宇自动化、家庭自动化、工业控制等领域。蚕种培育室是一个温室系统,其控制对象温度和湿度为大惯性非线性变量,很难对其建立精确数学模型,因此采用模糊控制算法。模糊控制算法是一种智能控制算法,它在一定程度上模仿人的思维和逻辑推理,利用人的直觉和经验设计控制系统,既具有系统化的理论,同时有大量实际应用的背景。它不需要建立被控对象的精确数学模型,具有响应速度快、超调小、过渡时间短等优点,非常适合于温室控制系统。本系统的温度采集模块采用分布式采集模式,即将多个器件连接在同一条IO线上,既提高了采集精度,又能节省控制芯片的硬件资源。因此本课题选用1-wire温度传感器DS18b20。因为多个DS18B20挂接在同一IO管脚上,所以必须用到DS18B20的搜索算法才能得到每一个温度传感器的位置,进而取得其温度。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的提出和意义
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势
• 1.4 本课题的主要工作
• 1.4.1 硬件设计
• 1.4.2 软件设计
• 第二章 LonWorks 技术
• 2.1 LonWorks 技术概述
• 2.2 神经元芯片
• 2.2.1 处理器单元
• 2.2.2 存储器
• 2.2.3 输入输出管脚
• 2.2.4 通信端口
• 2.3 Neuron C 编程语言
• 2.4 Neuron 芯片固化软件
• 2.4.1 LonTalk 协议
• 2.4.2 任务调度机制
• 2.5 LonWorks 开发工具和开发环境
• 2.5.1 NodeBuilder 节点开发工具
• 2.5.2 LNS 网络操作系统
• 第三章 LonWorks 智能控制器在催青室系统中的应用
• 3.1 催青室介绍
• 3.1.1 高密度蚕种催青室的建立及注意事件
• 3.1.2 蚕种催青
• 3.1.3 催青技术
• 3.2 控制系统硬件电路设计
• 3.3 系统软件程序设计
• 第四章控制器硬件系统设计
• 4.1 电源与复位电路设计
• 4.1.1 电源电路
• 4.1.2 复位电路
• 4.2 主控制器硬件电路
• 4.2.1 与存储器连接图
• 4.2.2 晶振电路
• 4.2.3 服务引脚（-service）电路
• 4.2.4 外设驱动电路
• 4.3 副控制器硬件电路设计
• 4.3.1 副控制器AT89C51
• 4.3.2 外围电路
• 4.3.3 温度采集电路
• 4.3.4 湿度采集电路
• 4.3.5 键盘及LCD
• 4.4 主副控制器之间通信连接
• 第五章 控制器软件系统开发
• 5.1 主控制器功能模块设计
• 5.1.1 模糊控制算法
• 5.1.2 温室系统中模糊控制器的设计
• 5.1.3 模糊控制算法的实现
• 5.2 副控制器功能模块设计
• 5.2.1 温度采集模块
• 5.2.2 湿度采集模块
• 5.2.3 键盘程序设计
• 5.2.4 显示程序设计
• 5.2.5 主副控制器通信神经元芯片一侧软件设计
• 5.2.6 主副控制器通信单片机侧软件设计
• 第六章 系统实验调试及结果分析
• 6.1 主控制器模糊控制器Matlab 仿真
• 6.2 副控制器电路Proteus 仿真
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢