農(nóng)業(yè)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、農(nóng)業(yè)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要:設(shè)計(jì)了一套能實(shí)時(shí)控制農(nóng)業(yè)種植溫室內(nèi)溫度、濕度、光照度及CO2濃度等參數(shù)的測(cè)控系統(tǒng)該系統(tǒng)安裝了農(nóng)藝專家管理程序能給出不同時(shí)期作物生長(zhǎng)所需要的最佳環(huán)境參數(shù)并自動(dòng)生成合理的控制方案實(shí)現(xiàn)了人造氣候的智能化管理。闡述了一個(gè)大棚溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠、成本低。系統(tǒng)通過對(duì)溫室內(nèi)的溫度與濕度參量的采集，并根據(jù)上述參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到了溫室大棚自動(dòng)控制的目的。

2、關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)溫室；農(nóng)業(yè)專家管理系統(tǒng)；專家決策；人造氣候；溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)托普物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)為：溫室生產(chǎn)是一種人為地創(chuàng)造作物生長(zhǎng)所需的最佳環(huán)境條件，通過科學(xué)的經(jīng)營(yíng)管理獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。其關(guān)鍵技術(shù)為環(huán)境控制，溫室環(huán)境控制是通過改變溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和CO2濃度等環(huán)境因子來獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，從而提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。溫室環(huán)境控制在所有室內(nèi)環(huán)境控制中是最困難的，除了要監(jiān)控溫度和濕度外，還需兼顧土壤水分、光照度、CO2濃度、EC值

3、和pH值等。由于溫室環(huán)境控制的對(duì)象種類繁多在不同生長(zhǎng)階段的需求也各不相同，而且受能源、資金、勞動(dòng)力等資源的限制及市場(chǎng)與天氣變化的影響，溫室環(huán)境控制必須在極有效率的狀態(tài)下進(jìn)行。因此，要建立一個(gè)良好的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)就必須要有一個(gè)良好的系統(tǒng)控制方案。一、國(guó)內(nèi)智能化溫室現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)具有生產(chǎn)智能化溫室能力的公司約20余家，由于其研制時(shí)間較早，受當(dāng)時(shí)的電腦水平和國(guó)內(nèi)部分種類傳感器的性能所限，系統(tǒng)整體水平不高。此外，由于其產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)間短，系統(tǒng)

4、的可靠性和耐用性還有待證明。目前，國(guó)內(nèi)公司主要依靠自己的力量研發(fā)，雖擁有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但仍無法與荷蘭、以色列等國(guó)家的智能化溫室系統(tǒng)相比。一是此類設(shè)備價(jià)格昂貴，不能得到普及；二是對(duì)各種參數(shù)的控制缺少智能化，而使其應(yīng)用受栽培學(xué)知識(shí)的局限性。一種植物在不同的生長(zhǎng)期其最佳氣候要求不同，不同植物在相同生長(zhǎng)期的最佳氣候要求也不同，由于操作者不一定是農(nóng)業(yè)專家，其設(shè)定的氣候參數(shù)是否是植物本生長(zhǎng)期的最佳參數(shù)，因此操作人直接影響著自控系統(tǒng)效益的發(fā)揮。為此

5、，我們從植物的生長(zhǎng)需求出發(fā)，利用電子技術(shù)、生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)開發(fā)了一套農(nóng)業(yè)種植溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝了“農(nóng)業(yè)專家管理系統(tǒng)”，能夠及時(shí)為用戶提供溫室各種作物在不同時(shí)期生長(zhǎng)所需要的最佳氣候參數(shù)及栽培技術(shù)和措施，不但能為不懂農(nóng)業(yè)技術(shù)的用戶提供技術(shù)幫助和實(shí)時(shí)指導(dǎo)，而且能自動(dòng)生成合理的控制方案，實(shí)現(xiàn)了人造氣候的智能化管理。二、系統(tǒng)構(gòu)成及功能本系統(tǒng)以主機(jī)為上位機(jī)，以若干個(gè)溫室內(nèi)的“氣候自動(dòng)控制器”為下位機(jī)，其間以通訊線路四、農(nóng)業(yè)專家管理

6、系統(tǒng)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)專家管理系統(tǒng)具有專家決策與咨詢兩項(xiàng)功能，因?yàn)閿?shù)據(jù)能反映事物的數(shù)量化特征，在數(shù)量上能為各級(jí)管理者和決策者提供數(shù)據(jù)和輔助決策信息，因此該系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)形式進(jìn)行輔助管理的。4.1人機(jī)接口人機(jī)接口是人機(jī)交流的界面，用戶可以向系統(tǒng)提供信息、任務(wù)要求和系統(tǒng)向用戶提供解答及索取為完成任務(wù)所需要的補(bǔ)充信息。4.2知識(shí)庫內(nèi)容由于溫室生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)專家知識(shí)范圍廣泛，知識(shí)類型復(fù)雜，我們采用了樹形目錄的方式進(jìn)行分類表示，內(nèi)容包括植物類別、植物特性、栽培技