基于CPS的温室土壤湿度控制系统的研究与设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.2 课题的背景及意义 | 第10-13页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第13-17页 |
| 1.3.1 CPS国内外研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3.2 温室控制系统国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3.3 基于CPS的温室控制系统研究现状 | 第16-17页 |
| 1.4 本文研究内容与章节安排 | 第17-19页 |
| 1.4.1 论文研究内容 | 第17页 |
| 1.4.2 论文结构 | 第17-19页 |
| 2 温室土壤湿度控制系统整体方案设计 | 第19-31页 |
| 2.1 温室土壤湿度控制尚需解决的难点 | 第19-20页 |
| 2.2 温室CPS架构 | 第20-21页 |
| 2.3 CPS时空事件模型 | 第21-27页 |
| 2.3.1 CPS时空事件模型基本原理 | 第22-25页 |
| 2.3.1.1 物理世界的事件模型 | 第22-23页 |
| 2.3.1.2 传感器的事件模型 | 第23页 |
| 2.3.1.3 计算单元的事件模型 | 第23-24页 |
| 2.3.1.4 执行器的事件模型 | 第24页 |
| 2.3.1.5 系统的事件模型 | 第24-25页 |
| 2.3.2 温室喷灌时空事件模型 | 第25-27页 |
| 2.4 控制系统传感失协解决方案 | 第27页 |
| 2.5 温室土壤湿度控制系统整体方案 | 第27-30页 |
| 2.6 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 温室土壤含水量传感器布点算法的研究 | 第31-45页 |
| 3.1 等边三角形布点算法 | 第31-34页 |
| 3.2 Delaunay三角剖分算法 | 第34-38页 |
| 3.2.1 三角网生长法 | 第35-36页 |
| 3.2.2 分治法 | 第36-37页 |
| 3.2.3 逐点插入法 | 第37-38页 |
| 3.3 Delaunay三角剖分优化布点算法 | 第38-40页 |
| 3.4 温室土壤含水量变异系数阈值设定 | 第40-42页 |
| 3.5 优化布点算法的仿真与验证 | 第42-44页 |
| 3.6 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 温室土壤水分动态预测模型的研究 | 第45-69页 |
| 4.1 传统土壤水分预测模型 | 第45-49页 |
| 4.1.1 系统经验模型 | 第45-46页 |
| 4.1.2 土壤水量平衡模型 | 第46-47页 |
| 4.1.3 土壤水动力学模型 | 第47-49页 |
| 4.2 温室土壤水分时空变化特征 | 第49-51页 |
| 4.3 BP神经网络土壤水分动态预测模型 | 第51-62页 |
| 4.3.1 BP神经网络概述 | 第51页 |
| 4.3.2 BP神经网络结构 | 第51-53页 |
| 4.3.3 BP神经网络算法推导 | 第53-55页 |
| 4.3.4 BP网络输入、输出量的分析与确定 | 第55-58页 |
| 4.3.5 BP网络各层神经元数的确定 | 第58-59页 |
| 4.3.6 BP神经网络预测模型的建立 | 第59-62页 |
| 4.4 RBF神经网络土壤水分动态预测模型 | 第62-66页 |
| 4.4.1 RBF神经网络概述 | 第62页 |
| 4.4.2 RBF神经网络模型结构 | 第62-64页 |
| 4.4.3 RBF网络的学习算法 | 第64-65页 |
| 4.4.4 RBF网络预测模型的建立 | 第65-66页 |
| 4.5 BP网络和RBF网络模型的验证与比较 | 第66-68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 5 温室土壤湿度控制系统软硬件设计 | 第69-100页 |
| 5.1 温室土壤湿度控制系统硬件设计 | 第69-78页 |
| 5.1.1 传感节点单元硬件电路设计 | 第70-75页 |
| 5.1.1.1 传感节点电源电路 | 第70-72页 |
| 5.1.1.2 传感器通讯接口电路 | 第72页 |
| 5.1.1.3 传感器节点外围电路 | 第72-75页 |
| 5.1.2 中心计算单元硬件设计 | 第75-78页 |
| 5.1.2.1 中心计算单元电源电路 | 第75-76页 |
| 5.1.2.2 以太网接口电路 | 第76-77页 |
| 5.1.2.3 UART通信电路 | 第77-78页 |
| 5.1.3 执行单元硬件设计 | 第78页 |
| 5.2 温室土壤湿度控制系统软件设计 | 第78-91页 |
| 5.2.1 SYS/BIOS简介 | 第78-79页 |
| 5.2.2 SYS/BIOS实时操作系统平台搭建 | 第79-82页 |
| 5.2.3 系统的线程分配 | 第82-85页 |
| 5.2.4 系统的线程配置和软件流程 | 第85-91页 |
| 5.3 温室土壤湿度控制系统人机交互界面设计 | 第91-99页 |
| 5.3.1 LabVIEW简介 | 第91-92页 |
| 5.3.2 人机交互界面设计 | 第92-99页 |
| 5.4 本章小结 | 第99-100页 |
| 6 温室土壤湿度控制系统测试 | 第100-109页 |
| 6.1 无线通信测试 | 第100-103页 |
| 6.2 网络通信测试 | 第103-105页 |
| 6.3 人机交互界面测试 | 第105-107页 |
| 6.4 控制系统测试 | 第107-108页 |
| 6.5 本章小结 | 第108-109页 |
| 总结与展望 | 第109-111页 |
| 致谢 | 第111-112页 |
| 参考文献 | 第112-116页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 | 第116页 |
