傳統(tǒng)日光溫室自動化控制技術(shù)應(yīng)用與思考

王建春+陳良富

摘 要：該文介紹了新疆兵團(tuán)第十三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所在傳統(tǒng)設(shè)施溫室中應(yīng)用遵義群建塑膠制品有限公司設(shè)計(jì)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，該系統(tǒng)通過軟硬件設(shè)備合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)溫室環(huán)境參數(shù)采集、自動和人工控制灌溉作業(yè)等功能。同時(shí)對該自動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)思考。

關(guān)鍵詞：日光溫室；自動化；應(yīng)用；思考

中圖分類號 S625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）15-57-02

Application of Automatic Control Technology in Traditional Greenhouse

Wang Jianchun1 et al.

（1Agricultural Research Institute of the 13th Division，the Xinjiang Production and Construction Corps，Hami 839001，China）

Abstract：The paper introduced the automatic control system of traditional greenhouse in Agricultural Research Institute of the 13th Division，the Xinjiang Production and Construction Corps，which was designed by Zunyi Qunjian plastic products Co.，Ltd. Through reasonable design of software and hardware equipment，the system realized the real-time greenhouse environment parameter acquisition，automatic and manual control irrigation assignments and other functions. Problems of the automatic control system in production were summarized.

Key words：Greenhouse；Automation；Application；Thinking

20世紀(jì)70年代末開始，我國陸續(xù)從以色列、美國、日本、荷蘭等國引進(jìn)了許多先進(jìn)的現(xiàn)代化溫室。在吸收國外高科技溫室自動監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)上，我國科研人員對溫室控制技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行了研究，取得了一定的成果。但是由于日光溫室存在著單棟面積小、管理形式多樣，而且總體投資能力較差等問題，適用于日光溫室群集中的分散管理、操作簡便、價(jià)格低廉的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)一直是農(nóng)業(yè)科研人員努力的方向。兵團(tuán)第十三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所和遵義群建塑膠制品有限公司聯(lián)合開發(fā)出一套系統(tǒng)日光溫室自動化監(jiān)控系統(tǒng)并在生產(chǎn)上應(yīng)用。

1 日光溫室自動化監(jiān)控系統(tǒng)總體思路

應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)自動化監(jiān)控應(yīng)用軟件，在傳統(tǒng)日光溫室內(nèi)安裝各類感應(yīng)探頭，對日光溫室內(nèi)的土壤濕度、空氣干濕度、空氣溫度相關(guān)數(shù)據(jù)采集，通過無線電信號遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的閥門控制、水泵控制，泵站監(jiān)控、閥門檢測、無線模塊管理、發(fā)送數(shù)據(jù)排序等功能。能對溫度、光照、CO2濃度、營養(yǎng)液和施肥等進(jìn)行綜合自動控制，具體結(jié)構(gòu)如圖1。

2 系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)軟件選用工控組態(tài)軟件或VB軟件它為用戶提供了從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動畫顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等解決實(shí)際工程問題的各種方案與實(shí)施工具，用戶可避開復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟硬件問題，只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與組態(tài)配置，即可生成相應(yīng)的應(yīng)用。系統(tǒng)主要由上位機(jī)、無線通訊接口、控制器等部分組成，通過串行通訊接口及無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與多臺控制設(shè)備之間信息傳輸，并完成對各種控制器的控制。本系統(tǒng)控制芯片，負(fù)責(zé)通訊調(diào)度及控制器各種功能的實(shí)現(xiàn)，完成無線控制器數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流。其中無線模塊通過串行通訊接口的數(shù)據(jù)發(fā)送到空中，在線的無線控制器都會接收到該數(shù)據(jù)?？刂破鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)匹配執(zhí)行相應(yīng)操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、通訊、系統(tǒng)控制、實(shí)時(shí)顯示及修改各種控制數(shù)據(jù)、曲線，記錄每天的各種采集數(shù)據(jù)。

3 控制、操作系統(tǒng)

3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度監(jiān)控器，各傳感器可定時(shí)采集溫室內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可隨時(shí)探測溫室室內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，定時(shí)記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)軟件可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值進(jìn)行報(bào)警。

3.2 機(jī)械控制系統(tǒng) 機(jī)械控制系統(tǒng)包括卷簾機(jī)、放風(fēng)減速單機(jī)、水泵控制器、電磁閥、換氣扇控制電機(jī)，各電機(jī)的開啟和運(yùn)行都是通過無線電信號控制，計(jì)算機(jī)通過自檢系統(tǒng)進(jìn)行對各電機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，

4 傳統(tǒng)日光溫室配套設(shè)備

傳統(tǒng)日光溫室的設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)很多沒有設(shè)計(jì)自動控制輔助設(shè)備，因此必須添加溫室放風(fēng)口減速電機(jī)、溫室專用換氣扇、卷簾機(jī)、溫室滴灌系統(tǒng)、供水系統(tǒng)及相應(yīng)設(shè)備配套電路和感應(yīng)器。

5 討論

（1）傳統(tǒng)日光溫室的建造結(jié)構(gòu)不規(guī)范，在設(shè)計(jì)和安裝自動化控制設(shè)備時(shí)需要按實(shí)際情況調(diào)整，各控制參數(shù)也要相應(yīng)調(diào)整。

（2）傳統(tǒng)日光溫室自動化控制設(shè)備能夠按預(yù)定指標(biāo)進(jìn)行工作，但是常常因?yàn)闇厥覂?nèi)作物不同和外界天氣原因需要人工進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。

（3）傳統(tǒng)日光溫室多為分散農(nóng)戶經(jīng)營，自動化控制的規(guī)?；?yīng)不能充分體現(xiàn)，公司化規(guī)模較大經(jīng)營日光溫室應(yīng)用效果更好。

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