现代温室监控系统的研究综述.docVIP

现代温室监控系统的研究 范春梅 指导老师：陈彩蓉 摘要：传统农业自身的缺点阻碍了现代农业的发展，随着社会的发展，现代温室监控系统成为现代农业发展的必经之路。本文基于对现代温室控制系统的应用，阐述了国内外研究现状，以及与国外相比我国存在的困难与问题，并对现代智能化温室监控系统作研究应用的前景展望。 关键词：温室监控；自动控制 Modern Greenhouse Monitoring SystemAbstract: Traditional agriculture own shortcomings hinder the development of modern agriculture, with the development of society, modern greenhouse monitoring system has become the only way of modern agricultural development. This article is based on a modern outlook greenhouse control system application, describes current research, as well as the existence of difficulties and problems compared with other countries, and the modern intelligent monitoring system for greenhouse research and application prospects. Keyword: Greenhouse Monitoring; Automatic Control 一、引言: 传统农业由于极度依赖自然气候条件，约束了作物的生长环境，只能靠天吃饭的根本缺点也极大地限制了农产品的输出产量和时间。随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了长足的进步，温室工程已成为高效农业的一个重要组成部分。温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。计算机自动控制的智能温室自问世以来，已成为现代农业发展的重要手段和措施。它的功能在于以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。近年来，我国加大了对设施农业生产的研究，在可控环境农业方面开展了许多研究工作，并取得了一定的成果。但是，由于我国在这方面的研究时间比较短，且技术比较匮乏，所以，与国外先进的智能温室环境控制系统相比，我国温室的发展比较慢，环境控制水平低，作物在产量和质量上都还有很大的提高空间。 目前，温室在线控制主要采用分段式控制和人工设定相结合的方法，未来温室在线环境控制的研究重点是控制系统的智能化和信号传输的无线化，通过综合考虑环境因子、作物生长及经济性等因素，来获得适合作物最佳生长条件。从温室在线环境控制技术的发展状况看，在线环境控制系统经历了手动控制、自动控制和智能化控制3个发展阶段。按照温室在线控制系统的控制方法，将系统分为基于单片机控制、基于 PLC 控制、基于网络技术控制、基于工控技术控制(IPC) 和基于总线技术控制等几类。温室在线控制系统的设计要符合国家相关标准及规定，为了能够获得温室内的准确信息，设计人员不仅要充分了解不同传感器的工作原理及组合方式，选择合适的传感器及控制器，而且温室环境在线控制系统内传感器的位置要最优，才能更准确地反映出温室内的作物生长状况，提高温室环境的控制效果和减少调控所需的能源消耗。在线温室监控系统的研究涉及到了很多技术，如：计算机技术、控制技术、传感器技术、通讯技术、环境科学技术和生物技术，21世纪前，由于核心技术的掌握还不够成熟，功能齐全的完全智能化在线温室监控系统应用的还不多，但是，随着无线传感器网络技术的发展与成熟，它的应用时势在必行，其方便的应用功能和低成本为温室智能控制系统的建立提供了有力的技术支持平台。 二、国内外研究现状 1、国外研究现状： 自20世纪70年代国外对温室环境控制系统就进行了研究，东京大学首先研制出微型计算机温室环境控制系统，随着计算机技术的迅猛发展，国外的温室生产开始以较快的速度发展，尤其是欧美国家，如荷兰、美国等国家实现了机械化。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。当时由于水平的限制，对于生态环境因素采用单因子控制，即对温度、湿度、光照和二氧化碳浓度进行单独分别控制的方式，主要是温度，其次是湿度。至到20世纪80年代末，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室环境要求的提高，出现了分布式控制系统，采用