基于DSP的保鲜库模糊PID温湿度测控系统设计

论文摘要

新鲜果蔬的保鲜环境与多个因素有关,例如温度、湿度、气体含量等,其中影响新鲜果蔬保鲜最重要的是温度和湿度。而目前我国的果蔬贮存主要以冷库贮存为主,控制参数以降低温度为主,导致果蔬保鲜的品质受到影响,影响了保鲜库生产的经济效益。为了克服传统保鲜库以制冷为主、控制参数单一、响应速度慢以及多个参数耦合等缺点,本文在研究和分析国内外果蔬保鲜技术的基础上,研制了一种基于DSP的模糊PID温湿度测控系统,该系统利用智能控制系统中的模糊控制技术和经典控制系统中的PID控制技术,能实现高精度温湿度控制。本论文主要进行了以下几个方面的工作：首先对国内外保鲜库的保鲜状况进行了分析；其次论证了保鲜库温湿度测控系统的工作原理及总体设计方案,简要的介绍了测控系统的组成和系统结构；第三通过论证好的设计方案,详细地阐述了整个测控系统的硬件电路设计,主要包括DSP主控芯板电路设计、温湿度传感器设计、A/D转换电路设计、SPI-D/A转换电路设计、供电与复位电路设计、DSP与JTAG接口硬件仿真电路设计、时钟振荡电路设计、SCI-RS-232串口通讯电路设计、CAN通讯接口电路设计以及12864图形LCD驱动电路设计等；第四对测控系统的软件程序采用了模块化设计,便于调试和程序修改,主要包括DSP主程序的设计、接口程序设计和模糊PID控制程序设计等；第五使用的是C语言和汇编语言对设计好的软、硬件进行了实时仿真和调试。论文的主要研究成果有：1、设计出最优的模糊PID控制器,可以通过改变模糊控制规则表和调节PID系统的相关参数,以适应不同果蔬不同时期的贮存温湿度要求。2、完成了整个测控系统的外围电路设计、软件程序设计及其接口程序设计,达到了预定功能。3、进行了Simulink仿真和DSP硬件调试,结果表明：该系统精度高、相应速度快以及节约成本,能够满足不同保鲜库的温湿度控制要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出和意义
• 1.2 国内外保鲜库的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 本章小结
• 参考文献
• 第二章 温湿度测控系统的工作原理及总体设计
• 2.1 工作原理
• 2.2 总体设计
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 测控系统的硬件设计
• 3.1 DSP主控芯片介绍
• 3.1.1 TMS320F2812概述
• 3.1.2 TMS320F2812引脚
• 3.1.3 TMS320F2812供电电路
• 3.2 数字温湿度传感器AM2303
• 3.3 A/D转换电路
• 3.4 SPI-D/A转换电路
• 3.5 SCI-RS-232串口通讯电路
• 3.6 制冷和加湿装置的选用
• 3.6.1 制冷装置的选用
• 3.6.2 加湿装置的选用
• 3.7 其它主要电路设计
• 3.7.1 DSP-JTAG接口电路
• 3.7.2 复位电路
• 3.7.3 时钟振荡电路
• 3.7.4 12864液晶中文显示驱动电路
• 3.8 本章小结
• 参考文献
• 第四章 测控系统的软件设计
• 4.1 DSP集成开发环境
• 4.1.1 CCS软件概述
• 4.1.2 CCS代码生成工具
• 4.1.3 XDS100仿真器
• 4.2 模糊PID控制系统设计
• 4.2.1 模糊控制器设计
• 4.2.2 PID控制参数设定
• 4.2.3 模糊补偿系统设计
• 4.3 测控系统程序设计
• 4.3.1 测控系统主程序设计
• 4.3.2 初始化程序设计
• 4.3.3 F2812外部中断程序设计
• 4.3.4 12864中文液晶显示程序设计
• 4.3.5 RS-232串口程序设计
• 4.3.6 温湿度控制程序设计
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 系统仿真与实验测试
• 5.1 Simulink仿真
• 5.1.1 保鲜库模糊推理系统的设计与仿真
• 5.1.2 保鲜库模糊控制系统的设计与仿真
• 5.2 测控系统试验与结果分析
• 5.2.1 试验设备与程序调试
• 5.2.2 试验结果分析
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 硕士研究生期间发表的论文