[发明专利]一种无线传感器网络的养殖池塘溶解氧控制系统

摘要

本发明针对水产养殖池塘环境溶解氧参数的工况面积大、变化的非线性与大惯性和池塘环境溶解氧分布的不均衡性等特点，公开了一种无线传感器网络的养殖池塘溶解氧控制系统，该系统由水产养殖池塘环境溶解氧采集与控制平台、基于复合控制器的池塘溶解氧串级控制系统以及基于经济最优推理的设定水产养殖池塘环境溶解氧的专家系统三部分组成。该系统能够提高水产养殖池塘溶解氧控制稳定性和控制精度，对提高水产养殖池塘经济效益有重要推广和应用价值。

主权项

1.一种无线传感器网络的养殖池塘溶解氧控制系统，其特征在于：所述系统由水产养殖池塘环境溶解氧采集与控制平台、基于复合控制器的池塘溶解氧串级控制系统以及基于经济最优推理的设定水产养殖池塘环境溶解氧的专家系统三部分组成，其中：1）水产养殖池塘环境溶解氧采集与控制平台：包括水产养殖池塘环境溶解氧参数的检测节点、控制节点、协调器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，检测节点负责检测水产养殖池塘环境溶解氧、温度和PH值的实际值，控制节点负责对溶解氧进行调节，现场监控端实现对水产养殖池塘环境参数检测与控制过程进行监控；2）基于复合控制器的池塘溶解氧串级控制系统：该系统由参数自调整模糊控制器+PI构成的复合控制器作为主调节器、被控制池塘溶解氧的RBF神经网络辨识器、被控制池塘溶解氧的PID副调节器和控制器权值调度单元组成；被控制池塘溶解氧参数的主调节器和PID副调节器构成水产养殖池塘环境溶解氧串级控制系统，水产养殖池塘环境溶解氧为主控变量，增氧机的转速为副控变量；水产养殖池塘环境溶解氧参数的给定控制量与池塘溶解氧参数实际值的误差和误差变化来调整复合控制器的输出控制量；由控制器权值调度单元根据池塘溶解氧的设定控制量与每个区域池塘溶解氧参数的RBF神经网络辨识器的误差大小占整个池塘所有区域误差的比作为每个区域复合控制器的输出权重；通过每个区域的复合控制器输出量乘以每个区域的输出权重的和作为池塘所有PID副调节器的给定控制量，实现整个池塘溶解氧参数的分布均衡调节和提高池塘溶解氧参数的响应速度；把一个水产养殖池塘分成多个被控制子区域，每个区域设计一个参数自调整模糊控制器与PI构成的复合控制器、PID副调节器和一个池塘环境溶解氧参数的RBF神经网络辨识器构成的基于复合控制器的池塘溶解氧串级控制系统，实现各个子区域溶解氧的分别控制来提高池塘溶解氧控制的稳定性和控制精度；3）基于经济最优推理的设定水产养殖池塘环境溶解氧的专家系统：该专家系统实现对被控制水产养殖池塘环境溶解氧的给定控制量进行科学设定，由基于水产养殖池塘环境溶解氧参数的控制成本、动植物的生长模型、生长阶段和经济效益模型构成设定水产养殖池塘环境溶解氧的专家系统，系统根据水产养殖池塘环境溶解氧参数调控成本、动植物的生长模型、生长阶段和经济效益科学确定处于不同生长阶段动植物生长需要的水产养殖池塘环境溶解氧参数的给定控制量。