[发明专利]一种无线传感器网络的养殖池塘PH值控制系统

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络的养殖池塘值控制系统，该系统由水产养殖池塘环境参数采集与控制平台和基于复合控制器的养殖池塘值串级控制系统组成。本发明根据养殖池塘环境值参数的工况面积大、值变化的非线性与大滞后和池塘值的分布不均衡等特点，设计了一种无线传感器网络的养殖池塘值控制系统，该系统对提高水产养殖池塘值控制的稳定性与精度和提高水产养殖的经济效益有巨大的推广和应用价值。

主权项

一种无线传感器网络的养殖池塘PH值控制系统，其特征在于：所述系统由水产养殖池塘环境PH值参数采集与控制平台和基于复合控制器的养殖池塘值串级控制系统组成，其中：1）水产养殖池塘环境PH值参数采集与控制平台：包括水产养殖池塘环境参数的检测节点、控制节点、网关节点和现场监控端组成，它们通过自组织方式构建成无线传感器测控网络实现它们之间的信息交互，检测节点负责检测水产养殖池塘环境的PH值、溶解氧和温度的实际值并通过无线传感器网络上传给现场监控端，控制节点负责调节水产养殖池塘PH值，现场监控端负责监控水产养殖池塘参数检测与调控过程；2）基于复合控制器的养殖池塘PH值串级控制系统：该系统由作为主调节器的复合控制器和作为副调节器的PID构成，复合控制器由被控制PH值参数的调节器、前馈模糊控制器、参数调整模糊控制器、补偿模糊控制器、RBF神经网络和校正控制组成，PI调节器和前馈模糊控制器并联负责调节养殖池塘PH值，参数调整模糊控制器负责调整PI调节器与前馈模糊控制器的KP、Ki和KU参数来提高PI调节器和前馈模糊控制器的调节性能，补偿模糊控制器作为池塘PH值的补偿调节器来使池塘PH值分布均衡，RBF神经网络对被控制养殖池塘区域的PH值进行辨识实现池塘PH值的预测控制，校正控制作为被控制系统的内模控制来提高被控制养殖池塘PH值精度和控制系统鲁棒性，该控制系统使养殖池塘PH值的实际值迅速跟踪养殖池塘环境PH值参数的理想给定值；根据水产养殖池塘环境PH值参数的工况面积大、PH变化的非线性与大滞后和池塘PH值的分布不均衡特点，每个水产养殖池塘由多个基于复合控制器的养殖池塘PH值串级控制系统组成，实现对水产养殖池塘多个子区域PH值的分别控制，提高整个池塘PH控制的稳定性、精度和均衡度；补偿模糊控制器的输入为整个池塘PH值的均值和每个子区域RBF神经网络的辨识值，它作为池塘每个子区域PH值的补偿调节器来使整个池塘PH值分布均衡。