分析農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)的進(jìn)步性及優(yōu)化措施

錢 鑫，方連明

（上海市閔行區(qū)三農(nóng)綜合服務(wù)中心，上海 201109）

分析農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)的進(jìn)步性及優(yōu)化措施

錢 鑫，方連明

（上海市閔行區(qū)三農(nóng)綜合服務(wù)中心，上海 201109）

溫室智能化控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，為溫室內(nèi)的農(nóng)作物創(chuàng)造最佳生長環(huán)境，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)園藝溫室發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。溫室的智能化控制系統(tǒng)有很多應(yīng)用優(yōu)勢，但也存在一些問題有待改善，文章介紹了農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀，指出了該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步性，并對系統(tǒng)的具體優(yōu)化措施進(jìn)行了討論研究，對溫室智能化控制系統(tǒng)的完善以及推廣應(yīng)用具有重要意義。

農(nóng)業(yè)園藝；溫室智能化控制系統(tǒng)；進(jìn)步性；優(yōu)化措施

1 農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀

（1）農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)發(fā)展。我國對農(nóng)業(yè)園藝溫室智能化控制系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)80年代，溫室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)是最初的研究成果，但是溫室智能化控制系統(tǒng)仍有很多不足。在之后的十幾年內(nèi)，我國科研人員學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)和理念，對溫室智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行大力創(chuàng)新和改善，使得該項(xiàng)技術(shù)得到了良好發(fā)展，在這一階段我國自主研發(fā)生產(chǎn)了多種自動(dòng)化設(shè)備，并在溫室環(huán)境監(jiān)測和調(diào)控方面發(fā)揮了巨大作用。在科研人員的不斷努力下，我國在2012年研發(fā)出了以無限傳感技術(shù)和鑲?cè)胧郊夹g(shù)為核心的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，這標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸走向成熟。

（2）農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀。首先溫室智能化控制系統(tǒng)只能對某一種環(huán)境因子進(jìn)行控制，無法實(shí)現(xiàn)對多種環(huán)境因子的同時(shí)控制，在對溫室環(huán)境進(jìn)行控制時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。溫室管理方法比較粗放，不能科學(xué)、合理運(yùn)用溫室智能化控制系統(tǒng)，無法充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性，使得溫室智能化控制系統(tǒng)逐漸成為一種擺設(shè)。雖然有些地區(qū)的溫室已經(jīng)運(yùn)用了智能化控制系統(tǒng)，但是農(nóng)戶往往會依靠自己的經(jīng)驗(yàn)對環(huán)境進(jìn)行管理，導(dǎo)致智能化控制系統(tǒng)無用武之地，沒有真正實(shí)現(xiàn)智能化。溫室智能化控制系統(tǒng)普及程度較低，沒有在廣大農(nóng)戶之間得到廣泛推廣和運(yùn)用，主要局限于大型農(nóng)業(yè)公司和企業(yè)。針對這些情況必須不斷對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改良，提高應(yīng)用率。

2 農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)的進(jìn)步性

（1）保證農(nóng)作物健康生長。溫室農(nóng)作物生長需要適宜的環(huán)境，溫度、濕度、光照、空氣等多種環(huán)境因子都會對農(nóng)作物生長造成影響，而溫室智能化控制系統(tǒng)可以對溫室內(nèi)各種環(huán)境因子的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，然后再根據(jù)農(nóng)作物生長需求，通過對環(huán)境進(jìn)行調(diào)整、改善，創(chuàng)造出農(nóng)作物生長的最佳環(huán)境，為農(nóng)作物的健康生長提供了保障。

（2）提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益。農(nóng)戶在建設(shè)溫室大棚時(shí)應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)，可以為農(nóng)作物健康生長提供最適宜環(huán)境，對農(nóng)作物科學(xué)、高效的管理，在很大程度上保證了農(nóng)作物的質(zhì)量，能夠生產(chǎn)出質(zhì)量更高的農(nóng)產(chǎn)品，提高了農(nóng)作物

價(jià)值，最大限度地提高了農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展。

（3）保護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡。應(yīng)用溫室智能化控制系統(tǒng)可以根據(jù)農(nóng)作物生長需要，對農(nóng)藥用量以及化肥用量進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，因?yàn)橄到y(tǒng)儀器和設(shè)備具有較高的精準(zhǔn)度，所以能夠使農(nóng)藥用量以及化肥用量更加精細(xì)化，在防止用量超標(biāo)方面發(fā)揮了重要作用，既能保證農(nóng)作物生長所需，又可以避免資源浪費(fèi)，同時(shí)還避免了對環(huán)境的污染。

3 農(nóng)業(yè)園藝溫室的智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)化措施

（1）采用單片機(jī)進(jìn)行優(yōu)化。以單片機(jī)為核心研發(fā)出的溫室智能化控制系統(tǒng)主要是由前臺機(jī)組、控制設(shè)備、傳感器、底層結(jié)構(gòu)四部分組成，在這四部分的協(xié)同作用下完成對溫室環(huán)境的控制。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)對各種環(huán)境因子如溫度、濕度進(jìn)行監(jiān)控，然后將所得數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)控制中心，計(jì)算機(jī)控制中心對單片機(jī)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，結(jié)合農(nóng)作物生長情況對控制設(shè)備發(fā)出操作指令，控制設(shè)備會做出相應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的調(diào)控。該形式的控制系統(tǒng)成本較低，技術(shù)操作難度較低，農(nóng)戶很容易掌握，但是布線比較復(fù)雜且容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障。

（2）采用可編程邏輯控制器進(jìn)行優(yōu)化。在應(yīng)用過程中，對溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測所得的各種數(shù)據(jù)會通過主從節(jié)點(diǎn)傳輸至可編程邏輯控制器，與上位機(jī)進(jìn)行通信，將具體數(shù)據(jù)與農(nóng)作物生長所需環(huán)境條件結(jié)合起來，可編程邏輯控制器會對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其滿足農(nóng)作物生長需求。以可編程邏輯控制器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)功能齊全、可靠性較高且抗干擾能力較強(qiáng)，達(dá)到高效溫室的控制要求。

（3）采用工業(yè)控制機(jī)進(jìn)行優(yōu)化。工業(yè)控制機(jī)形式控制系統(tǒng)的組成主要包括工控機(jī)、傳感器、輸入輸出設(shè)備等，該控制系統(tǒng)是在單片機(jī)形式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，通過將單片機(jī)置換成微處理器，然后在繼電器和傳感器的配合使用下，實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境的監(jiān)控。工業(yè)控制機(jī)形式控制系統(tǒng)改善了原有硬件性能，整個(gè)系統(tǒng)連接、配合緊密，系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)比較簡單，安裝及維修都比較方便，成本相對較低。

（4）采用現(xiàn)場總線進(jìn)行優(yōu)化。以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)意味著信息處理現(xiàn)場化，現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)控制功能。這種方案增加了系統(tǒng)的信息量，減少了傳輸信息的光纜長度。該系統(tǒng)成本較低，布線簡單，可以長距離傳輸信息且可靠性較高，非常適用于大面積溫室控制，這些優(yōu)勢表明以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

溫室智能化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對溫室內(nèi)外多種環(huán)境因子的監(jiān)測和調(diào)控，順應(yīng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展潮流，對農(nóng)作物的數(shù)量、質(zhì)量以及生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。基于我國的應(yīng)用現(xiàn)狀，必須不斷對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和完善，為其廣泛推廣和應(yīng)用提供有力條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)園藝溫室事業(yè)更好的發(fā)展。

Analysis of Progress and Optimization Measures of Agricultural Horticultural Greenhouse Intelligent Control System

QIAN Xin，F(xiàn)ANG Lian-ming
（Minhang District“Agriculture，Rural Areas and Farmers”Comprehensive Service Center in Shanghai，Shanghai 201109，China）

Intelligent greenhouse control system is an advanced greenhouse environmental control system，which canprovide the best growth environment of crops in greenhouse，and plays an important rolein promoting horticultural greenhouse agriculture development.Greenhouse intelligent control system has many advantages，but there are also some problems to be solved.The article introduces development and status quo of agricultural horticultural greenhouse intelligent control system and points out the technology progress，and discusses the specific optimization measures of system research,which is of great significance got perfection of greenhouse intelligent control system.

agricultural garden；intelligent greenhouse control system;progress；optimization measures

S625.3

A

2095-980X（2016）10-0151-02

2016-09-28

錢鑫（1968-），助理農(nóng)藝師，主要從事食用農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管工作。