[发明专利]一种基于自适应控制的草莓大棚无线监测与控制系统

说明书

本发明涉及农作物种植技术领域，尤其涉及一种基于自适应控制的草莓大棚无线监测与控制系统，可实现大棚内草莓生长环境的多环节精确控制。本发明包括传感器、云平台与上位机，所述传感器为多个，传感器通过总线网络并转发至云平台，云平台数据与上位计算机同步，所述上位机中存储控制方法与预设参数，还包括调节装置，所述调节装置受上位机控制；所述控制方法包括自适应Smith预估控制、自适应内模控制与简单开关量控制。传感器可将大棚内测得数据上传至云平台，上位机可通过预设参数与测得数据的对比调节大棚环境，通过自适应Smith预估控制、自适应内模控制与简单开关量控制三种不同方式调节针对不同参数进行调节。

技术领域

本发明涉及农作物种植技术领域，尤其涉及一种基于自适应控制的草莓大棚无线监测与控制系统。

背景技术

我国是农业大棚使用最早的国家之一，早在2000多年以前就已经利用各种保护措施来保护农作物的生长，这可以看作最早的农业大棚，直到20世纪60年代，我国的农业设施一直处于低水平，发展极为缓慢的状况。20世纪70年代，地膜覆盖技术传入中国，对农作物的保温起到了一定的作用。20世纪80年代，国内出现了日光温室和塑料大棚，90年代开始，我国的农业大棚技术有了显著地提高，国家科研项目陆续启动，在不断借鉴吸收国外先进技术的基础上，发展适合国内情形的农业大棚技术，设施面积和水平不断提高。现如今，农业大棚的发展经历了塑料大棚，大型玻璃温室，现代温室三个发展阶段，由于农作物及生产成本需求不同，至今，各个阶段不同类型的农业大棚均存在。目前我国大棚农业面积已达300多万hm2，占据世界首位，农作物产量已超亿吨，地方各级政府也将大棚农业作为发展现代农业的切入点，并在全国各地建立了农业示范区。

近年来，虽然我国的农业大棚技术有了明显的提高，但是相比于欧美等发达国家，仍处于技术落后的状态。以荷兰为代表的欧美国家大棚设施模大、自动化程度高、生产效率高，农业大棚内的光、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，实现农作物全天候、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。

目前我国农业大棚训在的主要问题是：

中国的大棚建设无论是在大棚设施本身还是在栽培管理方面，大多数结构简单，对环境的调节和控制十分有限，并多以传统的经验为主，距离数量化和指标化的要求还有相当大的差距，在控制系统上的理论缺乏，也导致了设备运行费用过高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于自适应控制的草莓大棚无线监测与控制系统，可实现大棚内草莓生长环境的多环节精确控制。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于自适应控制的草莓大棚无线监测与控制系统，包括传感器、云平台与上位机，所述传感器为多个，传感器通过总线网络并转发至云平台，云平台数据与上位计算机同步，所述上位机中存储控制方法与预设参数，还包括调节装置，所述调节装置受上位机控制；

所述控制方法包括自适应Smith预估控制、自适应内模控制与简单开关量控制。

传感器可将大棚内测得数据上传至云平台，上位机可通过预设参数与测得数据的对比调节大棚环境，通过自适应Smith预估控制、自适应内模控制与简单开关量控制三种不同方式调节针对不同参数进行调节。

优选地，所述传感器包括温度传感器，湿度传感器，光照传感器，风速传感器，二氧化碳传感器与臭氧传感器中的一种或多种。上述传感器可对大棚内关键参数进行监测。