溫室自動控制系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀

溫室作為一種為農(nóng)作物生長創(chuàng)造適宜環(huán)境的農(nóng)業(yè)設(shè)旌，可看成是一個半獨(dú)立于自然界大氣候的半封閉式的人工生態(tài)環(huán)境，它可以避開外界種種不利因素的影響，改善或創(chuàng)造更佳的環(huán)境氣候。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和智能控制理論的發(fā)展，近百年來，溫室作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其自動控制和管理技術(shù)不斷得以提高，在世界各地都得到了長足發(fā)展。

特別是二十世紀(jì)70年代電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和微型計算機(jī)的問世，更使溫室環(huán)境控制技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化。溫室發(fā)展大致經(jīng)歷了手動一機(jī)械一分散電控系統(tǒng)一多功能集中電子控制臺一微機(jī)綜合控制”這幾個發(fā)展階段，傳統(tǒng)的溫室控制方法，都存在著明顯的缺陷，采用這些方式，要模擬復(fù)雜氣候環(huán)境中作物所處的局部環(huán)境幾乎是不可能的，要實(shí)現(xiàn)對各種相互制約，相互影響的環(huán)境因素的綜合控制也很困難。

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荷蘭在1974年將計算機(jī)作為溫室氣候控制系統(tǒng)使用商品的核心部分出現(xiàn)在荷蘭及世界市場上。目前，荷蘭全國現(xiàn)有的1萬hm2的玻璃溫室全部由這種氣候控制計算機(jī)操縱控制，并且可以同時控制各個溫室單元，形成網(wǎng)絡(luò)化的溫室管理體系。在日本，作為設(shè)施農(nóng)業(yè)主要內(nèi)容的設(shè)施園藝相當(dāng)發(fā)達(dá)，塑料溫室達(dá)到普遍應(yīng)用，設(shè)施栽培面積位居世界前列。而在韓國，從1992年以來政府就把設(shè)施園藝作為重點(diǎn)事業(yè)來推進(jìn)發(fā)展，到92年底，帶環(huán)境控制的現(xiàn)代化設(shè)施的面積占10％左右。

以色列的溫室從80年代到90年代更新了三代，科學(xué)家成功開發(fā)了一系列計算機(jī)軟件，硬件，實(shí)現(xiàn)了溫室供水，施肥和環(huán)境自動化控制。英國農(nóng)業(yè)對溫室發(fā)展也很重視，科學(xué)家們先后進(jìn)行了溫室環(huán)境與作物生理，溫室環(huán)境因子的計算機(jī)優(yōu)化，溫室節(jié)能，溫室自動控制，溫室作物栽培與產(chǎn)后處理的研究。另外，國外溫室正致力于高科技發(fā)展。遙測技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，控制局域網(wǎng)已逐漸應(yīng)用予溫室的控制與管理中。

從目前的研究情況來看，我國的溫室自動控制系統(tǒng)科研水平跟國外比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是尚未建立溫室結(jié)構(gòu)的國家標(biāo)準(zhǔn)，研究者給出的控制系統(tǒng)大都有較強(qiáng)針對性。由于溫室結(jié)構(gòu)千差萬別，執(zhí)行機(jī)構(gòu)各不相同，對于控制系統(tǒng)的優(yōu)劣缺乏橫向可比性。

二是缺乏與我國氣候特點(diǎn)相適應(yīng)的溫室自動控制軟件。目前我國引進(jìn)溫室自動控制系統(tǒng)大多投資大，運(yùn)行費(fèi)用過高，并且控制系統(tǒng)中所側(cè)重考慮的環(huán)境參數(shù)與我國的氣候特點(diǎn)存在矛盾，如荷蘭由于溫度變化很小，故降溫，通風(fēng)問題考慮很少，而采光問題考慮得較多，如果將這種溫室應(yīng)用于我國新疆地區(qū)，肯定不合適，因?yàn)樾陆臏夭钭兓蟆?

三是我國綜合環(huán)境控制技術(shù)的研究剛剛起步，目前仍然停留在研究單個環(huán)境因子調(diào)控技術(shù)的階段，而實(shí)際上，溫室內(nèi)的日照量，氣溫，地溫，空氣濕度，土壤濕度，CO2濃度等環(huán)境因素，是在相互影響，相互制約的狀態(tài)中對作物的生長產(chǎn)生影響的，環(huán)境因素的空間變化，時間變化都很復(fù)雜。此外，優(yōu)化值的設(shè)定是一項復(fù)雜的工作，作物生長是多因素綜合作用的結(jié)果，當(dāng)我們改變某一環(huán)境因子時，常會把其他環(huán)境因子變到一個不適宜的水平，因此，將溫室內(nèi)的物理模型，作物的生長模型，溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)模型結(jié)合起來，進(jìn)行作物生長環(huán)境參數(shù)的優(yōu)化研究，開發(fā)一套與我國溫室生產(chǎn)現(xiàn)狀相適應(yīng)的環(huán)境控制軟件是很重要的。

大棚智能控制系統(tǒng)如何控制灌溉和施肥

智能溫室控制系統(tǒng)還可以自動控制灌溉和施肥，具體的控制原理和控制室溫是一樣的，通過土壤濕度傳感器和土壤氮磷鉀傳感器來實(shí)時監(jiān)測，通過有實(shí)時的數(shù)據(jù)反饋，來控制灌溉和施肥。

智能溫室溫室系統(tǒng)還可以通過監(jiān)測溫室空氣質(zhì)量，來實(shí)現(xiàn)控制大棚內(nèi)的通風(fēng)，通過溫度傳感器來控制遮陽板控制光照。

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