远程控制系统设计分析论文提纲

论文题目：基于物联网的温室智能监控系统的研究与应用

摘要：本文是在物联网技术框架下,设计了一种以PLC （Programmable Logic Controller）和RTU （RemoteTerminal Unit）为核心的温室大棚智能控制系统,实现了温室大棚主要环境因子的实时在线监测、查询,控制指令和监测数据的可靠传输,手机和PC终端的远程控制,云平台报警通知,以及远程视频监控系统等功能,使温室在控制系统和监测系统的联动作用下达到智能自动控制,远程控制的目的。该研究对于提高我国温室的生产力和现代化水平有重要意义。主要研究内容如下:首先通过分析温室大棚植物适宜的环境生长规律,在此规律下为植物生长搭建满足其生长的最优环境,然后在物联网技术框架范围内设计了温室大棚的总体控制系统,物联网有三个物理层组成分别是感知层、传输层和应用层。系统将控制系统和监测系统联动起来,将各种传感器、有线无线传感网络、数据传输网络,视频监控系统、电机等电气执行设备、智能温室管理云平台与远程手机或电脑控制终端相结合,联动作用下产生监测和控制数据,形成控制要求,使温室控制系统的执行设备完成自动控制,从而调节温室的环境满足农作物的适宜快速生长。用户还可以通过自身需求,更改环境参数数据,来满足不同植物的生长环境。该系统有三种控制方式分别是现场的手动控制、系统的自动控制、用远程终端控制。本系统的设计分为三个部分,控制系统的设计、监测系统的设计、云平台系统,三个系统的联动达到智能化控制。现场的感知层由传感器设备和监测和控制终端组成,根据温室大棚所需调控的环境条件,设计了控制系统和监测系统,控制系统以PLC和控制RTU为核心,监测系统以监测RTU和传感器为主。通过传感器监测温室环境中的空气温度和湿度、光照强度、C02浓度等信息;工作人员可以采用现场的手动控制,也可以让控制系统自动运行,或者工作人员用手机在异地用手机也可以控制执行机构的运行。物联网的传输层是由有线和无线网络搭建起来的,根据通讯协议和传输要求,搭建了温室现场局域网和远程广域网相结合的数据传输体系。为了实现数据的可靠传输,现场局域网采用以太网的有线传输方式;远程广域网采用互联网传输方式,保证了感知层传感器采集数据向服务器的可靠传输。物联网的应用层由智能手机、PC机、服务器、云平台系统等应用设备构成。该层主要实现对感知层的数据存储、处理,显示以及对控制器的智能控制等过程。

关键词：PLC;RTU;控制系统;监测系统;智能控制

学科专业：机械电子工程

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 物联网智能控制系统国内外研究现状

1.3 本论文研究的主要内容

第2章 基于物联网的温室智能控制系统整体设计

2.1 物联网的技术框架结构

2.2 温室大棚中的环境因子及特点

2.3 系统的总体方案设计

2.4 本章小结

第3章 温室大棚现场控制系统的设计

3.1 控制系统的硬件结构

3.2 控制系统硬件设备选型

3.2.1 可编程逻辑控制器的选型

3.2.2 控制终端RTU的选型

3.3 配套设备电气控制系统设计

3.3.1 单开型设备的电气控制系统

3.3.2 倒顺型设备的电气控制系统

3.4 现场控制系统软件设计

3.4.1 PLC程序设计

3.4.2 控制终端RTU的功能及网络配置

3.5 控制系统现场安装与调试

3.6 本章小结

第4章 温室大棚现场监测系统的设计

4.1 监测系统的硬件结构

4.2 监测系统硬件设备选型

4.2.1 监测终端RTU的选型

4.2.2 监测系统传感器的选型

4.3 监测系统软件的功能介绍及配置

4.4 监测系统的现场安装和调试

4.5 本章小结

第5章 控制系统,监测系统,云平台系统的联动

5.1 整个系统的联动过程

5.2 整体系统的运行和调试

5.3 温室智能控制实验

5.3.1 温度自动控制实验

5.3.2 光照强度自动控制实验

5.3.3 湿度自动控制实验

5.4 整体系统的功能综述

第6章 总结与展望

6.1 设计内容的总结

6.2 系统创新点的总结

6.3 展望

参考文献

致谢

附录一: PLC程序梯形图