现代温室规划与设计方法研究.doc

现代温室规划与设计方法研究 邱振宇 （西南大学工程技术学院 重庆 400716） 摘要：现代温室是计算机网络技术和电子、材料等行业发展相融合，而形成的新兴农业生产工业化和自动化系统。介绍了现代温室的发展概况，环境原理和控制技术和其基本系统结构。 关键词：现代温室 控制技术 系统构架 Reseach on PlanDesign of Modern Greenhouse Qiu zhenyu (College of Engineering and Technology,Southwest University,ChongQing 400716,China) Abstract: In the paper, the development, the principle,the control technic and system structure of modern greenhouse,which is the new combination of the electronics and material, is introduced. Key word: modern greenhouse,control technic,system structure 0 引言 温室是利用人工建筑的设施，为作物生长创造适宜环境的农业设施，它不受季节、地域的影响，从而实现全天候、反季节生产。温室种植不仅能提高资源利用率，优化农业产业结构，还能极大地提高经济效益，同时对改善农业生态环境也有很大作用。 随着科技的发展，农业自动化程度越来越高，温室监控系统朝着自动化、智能化控制方向上发展。现代温室是利用温室效应，采用自动控制技术、信息技术、单片机等高新科技的一项产业亮点，它能够改变小环境气候，为作物的生长发育创造良好的条件，摆脱自然条件和气候条件的制约，从而延长生产季节，获得最佳的产出，甚至可以实现作物的反季节栽培以及品种的改良。现代温室不仅使单位面积产量大幅度的增长，减少了资源投人，而且使全年蔬菜瓜果的供应得到了保证和平衡。 1 国内外发展概况 1.1 国外现代温室系统发展状况　 国外发达国家对温室系统的研究起步较早， 20世纪50年代，荷兰、美国等国家就开始了对这方面的研究。20世纪70年代，以计算机为核心的温室环境测控系统在欧美和日本获得长足的发展。荷兰在1974年率先研制出计算机控制系统CECS，1978年日本东京大学的学者研制出微型计算机温室综合环境控制系统。80年代以来，国外专家对温室环境控制做了大量研究工作，Takakura提出应用计算机对作物生长环境(气候、水和营养液供给)进行控制；1999年，密兹安州立大学推出了以昼夜温差对植物生长的作用规律为基础的专家系统；An-gelov等提出用模糊规则的推理方法对温室系统进行建模。目前，荷兰、日本、美国等国家的温室自动化技术已经很成熟，在世界上处于领先地位。 1.2 国内现代温室系统发展状况 我国科学家对国外温室系统进行了科学研究，在引进、消化和创新的基础上，逐渐形成了国产设施园艺的技术体系。1995年，北京农业大学研制成功了“WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”，此系统属于小型分布式数据采集控制系统。1996年，江苏理工大学毛罕平等研制成功了使用工业控制计算机进行管理的植物工厂系统。该系统能对温度、光照、CO2浓度、营养液和施肥等进行综合控制，是国产化温室控制技术比较典型的研究成果。到了21世纪，中国温室产业化得到了大力发展，涌现出一大批农业科技企业，极大地推动了我国的温室技术发展。如北京京鹏环球科技股份有限公司，相继开发了“屋顶全开启式连栋温室”、“屋顶平拉膜温室”、“植物检验检疫隔离温室”、“植物生理生态监测系统”等新型系列温室技术，其中“植物检验检疫隔离温室”的专利技术达到了国际领先水平。 2 现代温室的环境原理与控制技术 一切生物的生长都需要一个适宜的环境，包括光照、温度、水分、土壤、大气等，各个环境因子是相互联系、相互促进和相互制约的，而且它们对作物的影响是随着生长发育阶段的推移而变化的。 2.1光照控制 光照是现代温室环境因子中的一个重要组成，光合作用的效果不仅与光的波段、光照强度所决定，而且还受光照的累积时间和光照周期所影响，因此对光照的研究和控制则尤为重要。光照控制主要有光照强度控制和光照周期控制两种方式，在控制中，利用光照强度测定仪和定时器等基本的传感器控制部件，实时检测动态光照强度变化，配合时钟控制，从而完成对光照的控制。常采用遮阳和人工补光两方面的措施。 温室遮阳是利用具有一定透光率的材料遮挡一部分多余的光照，这样既保证温室作物正常生长所需要的光照，又防止多余的太阳辐射能在温室聚集，造成室内温度过高。温室遮阳分为室外遮阳和室内遮阳。在冬春季节，光照时