精品基于虚拟仪器的温室环境自动检测系统设计毕业论文设计Word文档格式.docx

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并选择相应的传感器作为检测系统的硬件部分，对温室内环境参数进行采集。

第二，比较了虚拟仪器相对于传统仪器的优势，将计算机技术、虚拟仪器技术有机结合，进行温室环境自动检测系统的软件设计。

第三，在虚拟仪器的平台上，应用LabVIEW软件编程对数据进行采集、显示、存储与回放。

关键词：

温室；

检测；

LabVIEW；

虚拟仪器

TheAutomaticDetectionSystemDesignofGreenhouseEnvironmentbasedonVirtualInstrument

Abstract

Agriculturalfacilitiesareimportantpartofmodernagriculture.InChina,becausewestarttodevelopitlately,thelevelofgreenhousetechnologyandmodernmanagementlevelisrelativelylow.Itisurgentneedforustofurtherimprovethetechnology.Nowthedevelopingofagriculturalfacilitiesareforwardtothedirectionofintensificationandscaleandtherequirementsofintelligentofgreenhousemanagementisrisingstepbystep.Greenhousedetectionsystemachievelong-rangecommunications.Theintegrationofproductionandmanagementingreenhouseisaninevitabledevelopmentaltrendofmodernintelligentgreenhouse.

ThisdesignusesvirtualinstrumentsontheplatformofLabVIEWtodevelopasoftwareofgreenhouseenvironmentautomaticdetectionsystem.Themaincontentofresearchincludesthreeparts.First,itcanbeusedtoselectthegreenhouseenvironmentalparameters,suchastemperature,humidity,lightandCO2concentration,andselecttheappropriatesensorsaspartofthehardwaredetectionsystemonthebasisoftheparameters.Second,itcanshowtheadvantagesofvirtualinstrumentsinrelationtotraditionalinstruments.Itcombinescomputertechnologywithvirtualinstrumentationanddesignsthesystemsoftwareofgreenhouseautomaticdetection.Third,ontheplatformofvirtualinstrument,LabVIEWsoftwarecanbeusedtocollectdatesandshowthemonacomputer.Italsocanstoreandrecalldatesofgreenhouseenvironment.

Keywords:

greenhouseenvironment;

detect;

LabVIEW;

virtualinstrument

摘要I

AbstractII

第一章引言1

1.1研究背景及目的1

1.2本课题任务2

第二章温室概述3

2.1温室的发展及现状3

2.2温室的分类5

第三章温室检测系统总体方案的确定8

3.1温室环境参数的选择8

3.1.1温度参数8

3.1.2湿度参数9

3.1.3光照参数11

3.1.4二氧化碳参数12

3.2温室自动检测系统的方案设计13

3.2.1温室检测系统开发平台13

3.2.1.1虚拟仪器概念13

3.2.1.2虚拟仪器的组成14

3.2.1.3虚拟仪器与传统仪器14

3.2.1.4虚拟仪器的应用16

3.2.1.5LabVIEW语言简介17

3.2.2温室检测系统总体方案18

第四章检测系统的硬件配置19

4.1传感器19

4.1.1温度传感器20

4.1.2湿度传感器20

4.1.3照度传感器20

4.1.4二氧化碳浓度传感器21

4.2数据采集板22

4.2.1测试与自动化资源管理器23

4.2.2测试信号的连接方式24

4.2.3数据采集设备的设置与测试25

第五章检测系统的软件设计28

5.1前面板的设计28

5.2数据采集系统29

5.2.1数据采集模块简介29

5.2.2数据采集程序32

5.3数据记录与回放34

5.3.1数据记录于回放的文件格式34

5.3.2数据记录与回放的基本操作37

5.3.2数据记录与回放程序38

第六章总结40

参考文献41

附录A温室环境自动检测系统程序43

附录B温度检测系统程序图44

附录C湿度检测系统程序图45

附录D二氧化碳浓度检测系统程序46

附录E光强检测系统程序47

致谢48

第一章引言

一.1研究背景及目的

温室园艺设施是指在不适宜园艺作物正常生长的季节或地区，使用人工设施（如玻璃温室、塑料大棚等）控制环境因素，使其获得最适宜的生长条件，从而延长生长季节、获得最佳产出的园艺生产方式[1]。

近年来，我国的设施农业得到了快速的发展，降低系统的总体成本、提高系统的可靠性成为发展设施农业的关键问题。

温室大棚作为新的农业生产设施，已突破了传统农作物种植受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制，通过调控环境参数（光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度等），可以得到适合农作物生长的良好环境，对农业生产有重大意义。

农业装备自动化是未来农业（包括农业工厂化）发展的重要途径之一。

设施农业是农业现代化的一个重要标志[2]。

设施农业就是借助现代化的设施，改善或营造农作物、水产品、禽畜等的生活环境，抵御恶劣的气候和环境条件，延长农业生产时间，从而使得农作物、水产品、禽畜等在良好的环境中能大幅度提高产量和质量。

设施农业是随着农业环境工程的突破，迅速发展起来的一种集约化程度较高的农业生产体系，是现代科学技术在农业中应用的结果，是一次新的农业革命。

我国大多数地区属大陆性季风气候，冬夏季常盛行相反方向的季风，使气候冬冷夏热，冬干夏雨，四季气候变化大，其自然气候条件难以满足农作物生长的环境要求；

同时我国南北气候条件差异较大，北方较低的气温造成大部分时间不能进行正常农业生产，造成人力、物力的大量浪费。

所以，应用现代化高科技的设施农业势在必行。

建造温室的目的是模拟一个适于生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，以消除对作物生长不利的环境因素来促进作物生长，使其部分或全部克服外界气候的制约，从而缩短农作物的生长周期，提高作物的产量，获得可观的经济效益。

为了使温室的温度、湿度、光照、空气成分更适合农作物的生长，我们就必须对对温室的环境进行检测，从而可以进一步实现有效的控制。

在工厂化高效农业科技产业项目中，建立具有现代化水平的温室是其重要的组成部分。

现代化温室设施应用先进的科学技术，采用连续生产方式和管理方式，高效、均衡的生产各种蔬菜、花卉、水果等，其关键技术是环境控制、自动化生产。

环境控制工程作为农业速生、优质、高产手段，是农业现代化的重要标志，但由于温室设施内高温、高湿的不良劳动环境以及要求高效、准确的作业，单靠人来进行环境控制是无法实现的。

计算机的温室环境自动控制和管理是温室设施的必然趋势。

研究适合温室环境的控制方法可提高土地利用率、能源利用率，通过对环境的精确控制，可提高农产品的品质，从而可以弥补温室成本投入大的不足。

一.2本课题任务

温室在结构上是一个半封闭的系统，温室内部受温室结构的制约和影响形成了不同于外界环境的所谓的“温室小气候”，主要包括室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素。

温室结构的半封闭性又决定了温室与外界的物质与能量交换，又会引起温室小气候环境的变化，这种变化的在一定程度上又会影响作物的生长。

因此本系统是利用虚拟仪器技术在LabVIEW的平台上设计的温室环境自动检测系统。

本课题的研究内容主要包括以下几个方面：

⑴温室中检测对象的选择，主要针对温室环境中影响作物生长的参数，如温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。

并且简要设计了各种参数的控制方案。

⑵温室环境参数的信息采集。

根据需要检测的参数选择适当的传感器采集信息。

⑶在虚拟仪器平台上，应用LabVIEW软件编程对数据进行采集、显示、存储与回放。

第二章温室概述

二.1温室的发展及现状

在20世纪30年代，我国北方地区在冬季利用不进行人工加热的“日光温室”生产蔬菜，到50年代中期，经有关专家总结，将其命名为“鞍山式日光温室”，我国的现代温室起步较晚，20世纪50年代末，在华北地区曾建造过屋脊式大型玻璃温室，到60年代初，在东北地区建成lhm2的大型玻璃温室，其骨架为钢筋混凝土结构，构件粗大笨重，遮光面大，玻璃镶嵌也不规范，基本没有配套设备，没有进行有效利用。

从全国范围来看，在60年代末期我国北方大、中城市郊区才初步形成了由简易覆盖、风障、阳畦、温室等构成的一整套保护地生产体系。

70年代末期塑料薄膜地面覆盖栽培技术从日本传入中国，由于这项技术既经济又简便，在广大地区推广较快。

80年代中期全国塑料大棚使用面积的超过3万hm2，形成了以塑料大棚为主的与风障、地膜覆盖、阳畦、温室等相配套的保护地蔬菜生产体系。

至1996年，我国的蔬菜、花卉设施栽培面积已达到66.7万hm2，人均占有设施栽培面积达到发达国家80年代的水平，大中城市基本实现了蔬菜的周年供应，蔬菜的人均占有量首次超过世界平均水平、取得了巨大的社会经济效益，其中设施栽培做出了重大贡献。

为了解决普通塑料大棚在北方保温性能差的问题，国内推广了具有鲜明中国特色的日光温室技术，这项技术起点高、进度快、效益显著，