基于labview的设施农业控制方法研究

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1、基于labview的设施农业控制方法研究摘要:近年来随着设施农业向着规模化、产业化的发展，智能化管理越来越引起人们的重视，设施农业智能化控制能够实现生产和管理的一起化，是现代农业发展的必然趋势。通过传感器对温室内部的主要环境因子：温度、湿度、光照、二氧化碳等进行数据采集，经过WSN3202的天线传送给NI硬件平台，硬件平台将数据信息通过网线传送给计算机。在计算机上用labview编写控制软件对数据信息进行采集、显示、保存、监控和输出，通过监控实时信息以获得控制指令，计算机根据控制指令控制相关的设备，完善温室内部环境。关键字：设施农业;环境因子；智能控制；信息采集；labview1绪论

2、1.1课题研究的意义传统农业是在自然经济调剂下，采用人力，畜力，手工工具，铁器等手工劳动方式，根据传统经验进行的农业。传统农业具有：规模小，市场化程度低，不适应现代经济运作模式等特点。随着我国人口的增长，和可耕土地的减少以及粮食等物质生产资料需求量的增大，发展现代农业取代传统农业已经成为唯一出路。设施农业，是在环境相对可控条件下，采用工程技术手段，进行高投入、高产出，技术含量高的一种现代农业生产方式。设施农业是采用人工技术手段，改变影响作物生长的主要关键环境因子，给动植物生长的提供更加优良的生态环境。设施农业的核心设施就是温室。发展设施农业的关键是研制和开发成本低廉，操作简单，经久耐

3、用的温室控制系统。温室控制系统研究涉及计算机技术，传感器技术，通信技术，人工智能等多领域和学科。相对于传统的温室控制仪器，虚拟仪器技术具有性能高，扩展性强，开发时间短，无缝集成等优点，虚拟仪器技术采用交互式图形化的用户界面和数据流编程方法更有利于温室控制系统的设计。本课题是基于labview的设施农业方法控制研究，利用虚拟仪器技术，根据作物的生长特点，对温室中的主要环境因子进行采集，显示，控制和输出，根据监控信息的状态，计算机发出控制指令，控制温室的相关设备去修定温度，湿度，光照，二氧化碳的值，以便建立合适的温室控制系统，满足温室作物的良好生长，提高生产效率。1.2国内外设施农业研究

4、现状[1,2,3]目前，大多数国家生产上应用的以塑料温室为主，荷兰等西欧国家由于气候的原因以玻璃温室为主。温室用能源以燃油和天然气为主。在温室的管理上引进了计算机技术，实现对温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度和温室外的温度、风雨、日照以及植物生长状况的自动控制。基本上实现了温室的机械化、自动化和现代化。发达国家的温室种植品种均以高附加值的蔬菜、花卉和特种水果为主，蔬菜品种以果菜类蔬菜为主，少量以无土栽培方式种植叶菜类蔬菜。　80年代初，我国提出设施农业的概念，主要指塑料大棚、日光温室和连栋温室。我国的设施农业绝大多数技术装备水平很低，只能用于春提早、秋延后生产，夏季无通风降温设施，冬季

5、无加热设施，对环境的调控能力差.我国设施农业发展中存在的问题：管理体制和机制落后，设施农业生产效益差;设施规模小，不利于规模效益的发挥;装备水平低，劳动强度大，劳动生产率低下;土地利用率低;产量低、品质差;专用装备产品品种和数量少，缺乏统一的标准。1.3虚拟仪器技术[5]虚拟仪器的概念是美国NI公司(NationalInstrument)在20世纪80年代中期提出来的。虚拟仪器的技术基础是计算机技术，核心是计算机软件技术。其中最有代表性的图形化编程软件是美国NI公司推出的Labview(laboratoryvirtualinstrumentengineeringworkbench即实

6、验室虚拟仪器工作平台)。虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台，它可代替传统的测量仪器虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理.虚拟仪器的结构大致可以分为两部分，即：通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件。1.虚拟仪器的硬件平台。构成虚拟仪器的硬件平台可以分为两部分：(1)计算机，一般为PC机或者为工作站，是硬件平台的核心部分。(2)I/O接口设备，I/O接口设备主要完成对被测输入信号的信息采集，放大和A/D转换。2.虚

7、拟仪器的软件平台，开发虚拟仪器要用到相应的软件，目前的虚拟仪器开发工具大致可以分为两类：(1)文本式的编辑语言：C++,VisualBasic，LabWindows/CVI等(2)图形化的变成语言：Labview虚拟仪器作为一种基于计算机的自动化检测仪器系统，是现代计算机技术和仪器技术完美结合的产物，也是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。它利用加在计算机上的一组软件与仪器模块相连接，以计算机为核心、充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力提供对测量数