基于FPGA的智能温室无线通信系统编码设计

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随着智能温室控制研究的不断深入,无线通信技术的不断进步,同时也得益于计算机技术的帮助,智能温室专家系统不断的得到完善和发展,但同时也有更多新的问题和挑战。传统分布式温室控制系统中,上位机与下位机之间通过有线总线连接,在某种程度上限制了温室控制的规模和自由度。现在无线通信技术的成熟,使得我们可以将无线通信技术引用到温室控制的通信部分中,而不必增加很多成本,同时得到和有线通信不相上下的信号传输的准确度。但是最重要的是我们将新的技术应用到了设施农业中,这是一个大胆的尝试。在课题研究过程中,提出了一种具有可行性和发展前景的智能温室控制系统。即基于WEB技术的智能温室专家控制系统,此系统充分利用网络技术和专家系统技术使得温室控制不再受到地域限制。本课题无线通信技术为技术背景支持,着重研究了基于FPGA的数字通信系统中的主要模块的建模和VHDL编码。本文分为三个主要部分:第一部分对现在温室技术及无线通信技术进行了学习和研究,研究出了一种适合温室通信的通信系统模型,以Altera公司的FPGA为核心,构建了温室通信系统的整体结构,划分了主要功能模块,说明了其相互关系。陈述了通信系统的主要性能指标,选择了适于应用于此系统设计的Altera Flex10K芯片。第二部分为系统模块主要设计部分,系统的研究了主要通信模块。开发中采用了从上向下的开发方式对通信系统进行计划及开发,使得系统从设计一开始就符合设计规划。研究了数字调制模块及相应的数字解调模块,数字复接模块及数字分接模块的原理研究及其分散模块的设计。最后着重陈述了一下同步抖动的种类、原理,使得系统在设计实现之初就能够避免出现抖动的情况。第三部分也是这次课题设计的主要验证分析部分,首先对本课题利用到的一个重要的工具Matlab进行了简述,然后利用了Simulink其中的通信工具箱构建了一个与本课题设计相同的原理的无线通信系统的模型。最后,利用动态仿真编程对此模型进行了试验分析和验证,从对于系统验证的最重要的三个参数误码率,眼图,散点图的试验数据分析得出,证明了此系统精度和稳定度符合设计的目标。在新技术和新方法不断出现的今天,交叉学科的充分利用变得十分重要,将新技术引入到农业中,用新技术武装农业将会大大的提高生产力。智能温室就是其中的一个比较成功的范例,当然智能温室中还有很多技术问题及涉及到的成本问题尚待解决,但是我深信随着研究的不断深入一定会把问题解决。
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