農(nóng)業(yè)溫室自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、農(nóng)業(yè)溫室自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)摘要:設(shè)計了一套能實時控制農(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期作物生長所需要的最佳環(huán)境參數(shù)并自動生成合理的控制方案實現(xiàn)了人造氣候的智能化管理。闡述了一個大棚溫室自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行可靠、成本低。系統(tǒng)通過對溫室內(nèi)的溫度與濕度參量的采集，并根據(jù)上述參數(shù)實現(xiàn)對溫度和濕度的自動調(diào)節(jié)，達到了溫室大棚自動控制的目的。

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；溫室自動控制系統(tǒng)托普物聯(lián)網(wǎng)認為：溫室生產(chǎn)是一種人為地創(chuàng)造作物生長所需的最佳環(huán)境條件，通過科學(xué)的經(jīng)營管理獲得最佳經(jīng)濟效益的農(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的最佳條件，從而提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益。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)境控制的對象種類繁多在不同生長階段的需求也各不相同，而且受能源、資金、勞動力等資源的限制及市場與天氣變化的影響，溫室環(huán)境控制必須在極有效率的狀態(tài)下進行。因此，要建立一個良好的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)就必須要有一個良好的系統(tǒng)控制方案。一、國內(nèi)智能化溫室現(xiàn)狀目前，國內(nèi)具有生產(chǎn)智能化溫室能力的公司約20余家，由于其研制時間較早，受當(dāng)時的電腦水平和國內(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)品進入市場時間短，系統(tǒng)

4、的可靠性和耐用性還有待證明。目前，國內(nèi)公司主要依靠自己的力量研發(fā)，雖擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，但仍無法與荷蘭、以色列等國家的智能化溫室系統(tǒng)相比。一是此類設(shè)備價格昂貴，不能得到普及；二是對各種參數(shù)的控制缺少智能化，而使其應(yīng)用受栽培學(xué)知識的局限性。一種植物在不同的生長期其最佳氣候要求不同，不同植物在相同生長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、，我們從植物的生長需求出發(fā)，利用電子技術(shù)、生物技術(shù)、計算機控制技術(shù)開發(fā)了一套農(nóng)業(yè)種植溫室自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝了“農(nóng)業(yè)專家管理系統(tǒng)”，能夠及時為用戶提供溫室各種作物在不同時期生長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)幫助和實時指導(dǎo)，而且能自動生成合理的控制方案，實現(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)以主機為上位機，以若干個溫室內(nèi)的“氣候自動控制器”為下位機，其間以通訊線路四、農(nóng)業(yè)專家管理

6、系統(tǒng)設(shè)計農(nóng)業(yè)專家管理系統(tǒng)具有專家決策與咨詢兩項功能，因為數(shù)據(jù)能反映事物的數(shù)量化特征，在數(shù)量上能為各級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)形式進行輔助管理的。4.1人機接口人機接口是人機交流的界面，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)所需要的補充信息。4.2知識庫內(nèi)容由于溫室生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)專家知識范圍廣泛，知識類型復(fù)雜，我們采用了樹形目錄的方式進行分類表示，內(nèi)容包括植物類別、植物特性、栽培技