开题报告
2020-03-03 03:07:09 来源：范文大全收藏下载本文
宁夏大学
本科毕业设计（论文）开题报告
二零一一年十一月 学院专业学生姓名学生学号指导教师 题目小型太阳能供电系统控制器的研究
一、论文选题的背景和意义
目前，我国农村使用的简易温棚绝大部分采用手动控制，生产效率低下，单位产品的生产成本偏高。随着温棚产业的发展，温棚作物趋向于多样化，对温棚的控制要求也随之提高，手动控制因其控制精度低已开始不能满足温棚生产的需求，如果紧紧依靠人工来控制，既耗人力，又容易出现差错。现在随着农业规模的不断扩大，传统的方法就会显得很大的局限性。因此需要设计一种控制器减少手动控制。以可编程控制器为核心的温棚控制系统，由于其采用了灵活的编程方式，具有适应恶劣环境，简单易懂，操作方便，维修简单，可靠性高等优点，提高温棚农业的自动化控制和管理水平。
随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温棚环境。该系统可自动控制加热、通风、送风。温棚环境自动化控制系统在大型现代化温棚利用，是设施栽培高新技术的体现。
本文将使用可编程控制对温棚控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温棚的温度、湿度、CO2浓度等的控制系统。目的是通过这次毕业设计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的动作模式及意义，也能够将所学的知识和技能更多的运用于生活和工作中，学以致用。
二、国内外发展现状和发展趋势
1、我国温棚发展现状与发展趋势
我国是温棚栽培起源最早的国家，在2000多年前就已经能利用保护设施栽培多种蔬菜，至20世纪60年代，中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温保墒起到一定的作用。随着经济的发展和科技的进步，70～80年代，相继出现了塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展，技术水平有了大幅度提高。随着近年来国家相关科研项目的启动，在学习借鉴、吸收消化国外先进技术成果的基础上，中国的设施农业有了较快发展，设施面积和设施水平不断提高。近代温室的发展经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段，但由于各地区生产状况、经济条件和利用目的的差异，至今各阶段不同类型的温棚依然并存。
我国在“九五”、“十五”期间，在科技部领导和组织下，实施了“工厂化高效农业研究与示范”项目，利用引进的现代化温室设备及配套技术，通过消化吸收与技术创新，进行了品种选育、设施栽培、配套设备及温室中温度、湿度和co2等环境因素综合调控技术的研究与攻关，一大批科技成果相继诞生，有效地推动着我国设施农业的发展。国内有关科研院所在温室环境管理系统、栽培模式、温室降温、补光、除湿和增施co2，等方面也展开了卓有成效的研究工作，初步形成了具有中国特色的现代化设施农业技术体系。如北京市农业机械研究所研发了具有中国特色的节能日光温室及适应于不同领域的新型系列温室、现代化温室环境智能控制系统等设施设备；国家农业信息技术研究中心进行了温室环境监控系统和决策支持系统的研究开发；中国农业大学以及中国农科院蔬菜花卉研究所在环境控制与栽培技术等方面进行了卓有成效的研究，等等。但有关“适合各地方日光温室群环境智能化监控系统的开发与应用”方面的研究和报道较少，即使有，单因素的监控系统较多，多因素复合监控系统很少且很难大面积推广。
2、国外温室发展与研究现状
国外温室栽培的起源以罗马为最早。罗马的哲学家塞内卡(seneca，公元前3年至公元69年)记载了应用云母片作覆盖物生产早熟黄瓜。20世纪70年代以来，西方发达国家在设施农业上的投入和补贴较多，设施农业发展迅速。目前，全世界设施农业面积已达400余万hm2。荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，其设施设备标准化、种苗技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施环境综合调控及农业机械化技术水平等都具有较高的水平，居世界领先地位。
自20世纪70年代以来，国外设施农业发达国家在温室环境配套工程技术方面也进行了大量研究，并取得了一些技术成果。以荷兰为代表的欧美国家设施园艺规模大、自动化程度高、生产效率高，设施农业主体没备温室内的光、水、气、肥等均实现了智能化控制；以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，通过计算机对内部环境进行自动监测和调控，实现温室作物全天候、周年性的高效生产；美国、日本等国还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系，即应用人工补充光照、采用网络通讯技术和视频技术进行温室环境的远程控制与诊断、由机械人或机械手进行移栽作业的“植物工厂”，大大提高了劳动生产率和产品产出率。
当前，国外温室产业发展呈以下态势：温室建筑面积呈扩大化趋势，在农业技术先进的国家，每栋温室的面积都在0.5hm2以上，便于进行立体栽培和机械化作业；覆盖材料向多功能、系列化方向发展，比较寒冷的北欧国家，覆盖材料多用玻璃，法国等南欧国家多用塑料，日本则大量使用塑料；无土栽培技术迅速发展；由于当今科学技术的高度发展，采用现有的机械化、工程化、自动化技术，实现设施内部环境因素(如温度、湿度、光照、co2浓度等)的调控由过去单因素控制向利用环境计算机多因子动态控制系统发展；温室环境控制和作物栽培管理向智能化、网络化方向发展，而且温室产业向节约能源、低成本的地区转移，节能技术成为研究的重点；广泛建市和应用喷灌、滴灌系统。过去发达国家灌溉是以土壤含水量或水位为依据进行水肥管理，而现在世界上正在研究以作物需水信息为依据的智能灌溉监控系统，如加拿大的多伦多大学正在研发超声波传感器，可检测作物缺水程度，以指示灌溉。
三、方案拟定与分析
根据作物生长所需要的环境模型制定环境设施输出方案是温室环境控制的关键技术。为避免控制方案过于复杂，本设计选择最重要的环境因子如温室内空气温度、湿度、光照、CO2浓度作为基本的监测和控制项目,针对日光温室自身特
点，制订如图1所示的控制系统整体设计方案。
系统主要由三部分组成: 由上位机、PLC、数据采集单元及执行机构组成。各传感器对温室内温度、湿度等参数实时检测，经A/D转换器后送入PLC。完成数据采集; 采用PLC为核心控制器，PC机与组态软件作为监控模块，两者通过串口进行通信来控制系统的执行部件，实现了过程的智能化、人性化。其突出特点是： PLC编程灵活，PC机存储空间大，因此，具有相当高的性价比。而且，PLC有各种组态模块功能，通过先进的现场总线技术，可实现多台PLC、多个温室的网络化分布式控制，特别适合上、下位机结合的大型连栋温室集群控制。其上位机的功能有：介入互联网、PLC采集数据上传的管理、设定点的下载、控制算法的优化与生成等。其缺点是投资较大,一般农业用户难以接受。
四、实施进度计划
为了合理有效地进行文章各部分的写作，本人制定了如下的研究计划：
第一阶段：10月25日 — 11月16日，阅读并收集文献资料，准备ppt，为开题报告做准备。
第二阶段：11月17日 — 12月底，收集资料，相关数据进行调查。
第三阶段： 1月初 — 2月底，对相关器件选型。
第四阶段： 3月初 — 4月初，撰写毕业论文初稿。
第五阶段： 4月初 — 4月中旬，初稿修改。
第六阶段： 4月中旬 — 5月中旬，终稿。
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