畢業(yè)論文---傳感器在智能溫室控制中的應用

1、<p>　　學生畢業(yè)設計（論文）報告</p><p>　　系 別： 機電工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化 </p><p>　　班 號： 機電082 </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p>&l

2、t;p>　　一、課題名稱： 傳感器在智能溫室控制中的應用 </p><p>　　二、課題應達到的要求： </p><p>　　1．傳感器技術介紹

3、 </p><p>　　2．傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀 </p><p>　　3．傳感器在智能溫室控制中應用的發(fā)展前景

4、 </p><p>　　三、主要工作內容： </p><p>　　1．通過網(wǎng)絡和圖書館等渠道查閱資料，了解機電一體化技術

5、 </p><p>　　2．分析傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀 </p><p>　　3．展望傳感器在智能溫室控制中應用的發(fā)展前景 </p><p><b>　　四、主要參考文獻：</b></p

6、><p>　　1．章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術的發(fā)展與應用[J].農機化研究,2006(7) </p><p>　　2．梁俊彥,李玉翔.機電一體化技術的發(fā)展及應用[J].科技資訊,2007(9) </p><p>　　3. 孫程光.基于智能溫室的多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設計[D]. 河北工業(yè)大學.2006

7、 </p><p>　　4. 范薇薇. 基于無線傳感器網(wǎng)絡的溫室控制系統(tǒng)研究[D].沈陽工業(yè)大學.2010（01） </p><p>　　5. 王建. 用于設施農業(yè)的智能傳感器網(wǎng)絡化模塊設計與實現(xiàn)[D].浙江大學.2006 </p><p>　　6. 王國美. 溫室自動控制系統(tǒng)的設計[D]. 西北農林科技大學.2001（05）

8、 </p><p>　　學 生（簽名） 年 月 日</p><p>　　指 導 教師（簽名） 年 月 日 </p><p>　　教研室主任（簽名） 年 月 日</p><p>　

9、　系 主 任（簽名） 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　傳感器在智能溫室中的應用</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p>&

10、lt;p>　　1.1 課題研究的背景和意義1</p><p>　　1.2 本課題研究的主要內容1</p><p>　　第二章 我國傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀3</p><p>　　2.1 國內外溫室控制技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3</p><p>　　2.1.1 國外溫室控制技術發(fā)展3</p><p>　

11、　2.1.2國內溫室控制技術發(fā)展3</p><p>　　2.1.3溫室環(huán)境測控技術的發(fā)展趨勢4</p><p>　　2.2 傳感器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢5</p><p>　　2.3 傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀8</p><p>　　2.3.1國外智能溫室的發(fā)展現(xiàn)狀8</p><p>　　2.3.2國內智能

12、溫室的發(fā)展現(xiàn)狀8</p><p>　　2.3.3智能溫室的發(fā)展趨勢8</p><p>　　第三章 作物生長發(fā)育與環(huán)境參數(shù)10</p><p><b>　　3.1 溫度10</b></p><p><b>　　3.2 濕度10</b></p><p><b>

13、;　　3.3 光照11</b></p><p>　　3.4 CO2濃度11</p><p>　　第四章 溫室設置（降溫、通風、采暖、排水等）12</p><p>　　第五章 幾種傳感器的具體應用實例16</p><p>　　5.1 溫度傳感器16</p><p>　　5.2 濕度傳感器18<

14、;/p><p>　　5.3 光照傳感器18</p><p>　　5.4 CO2傳感器19</p><p>　　第六章 傳感器在智能溫室控制中應用存在的問題、解決方法以及展望20</p><p><b>　　結束語22</b></p><p><b>　　答 謝 辭23</b&

15、gt;</p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p>　　傳感器在智能溫室控制中的應用</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　智能溫室作為新的農作物種植技術，己突破了傳統(tǒng)農作物種植受地域、自然環(huán)境、氣候等諸多因素的限制，對農業(yè)生產有重大意義。而智能溫室

16、的監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)其生產自動化、高效化最關鍵、最重要的環(huán)節(jié)。就農作物的生長環(huán)境而言，溫度、濕度、光照、CO2,土壤PH值等是其最基本的因子。作為監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠實現(xiàn)對以上因子的數(shù)據(jù)采集與分析處理，以便進行相應的控制，使智能溫室為農作物的生長提供一個良好的環(huán)境。因此，研制能夠同時測量溫室環(huán)境中的空氣溫度、濕度和光照等環(huán)境因子，并能實現(xiàn)遠程監(jiān)控的高性能多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可滿足現(xiàn)代智能溫室的需要。</p><p>　　

17、本文綜合應用了現(xiàn)代傳感器相關知識，研究設計了基于智能溫室的多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了以下功能:</p><p>　　可對溫室中多路空氣溫度、空氣濕度、光照度等參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和顯示，并通過數(shù)據(jù)傳輸設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控。處理數(shù)據(jù)準確，結構簡單，工作性能穩(wěn)定。</p><p>　　系統(tǒng)移植性強，只需改變前端測量用的傳感器類型，可在此基礎上修改為其它非電量參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。</p>

18、;<p>　　關鍵詞:智能溫室，環(huán)境監(jiān)測，傳感器</p><p>　　Abstract: As a new crop planting technology, greenhouse has broken the traditional crop planting restricted in region, natural environment, weather and so many factor

19、s, plays an important role in the agriculture. The measure control system of greenhouse is the most pivotal and important part in achieving producing automation and high efficiency. Temperature, humidity, light, CO2, and

20、 PH of soil are the most essential factors in the growth environment of the crop. Measure and control system can i</p><p>　　Modern technology of sensor circuits is used in this text. A multiparameter environ

21、mental monitor system based on intelligent greenhouse is designed, the function of it include:</p><p>　　It can collects, measures and displays the accurate data of multichannel air temperature, air humidity

22、and light. The system works stably. The structure of it is simple.</p><p>　　The system can be used in other non-electricity parameter measure system, only need to change the sensors.</p><p>　　KE

23、Y WORDS: intelligent greenhouse, environmental monitoring, sensor.第一章 緒論</p><p>　　1.1 課題研究的背景和意義</p><p>　　隨著社會經濟的發(fā)展，設施農業(yè)作為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視。而設施農業(yè)中溫室工程的建設與發(fā)展是都市型現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的重要組成部分，是設施農業(yè)發(fā)展

24、的高級階段。溫室生產突破了傳統(tǒng)農業(yè)模式，避免了農作物種植受地域、自然環(huán)境、氣候等諸因素的限制，從而成為一種新的農作物種植技術，對農業(yè)的發(fā)展具有重要意義。近些年來，智能溫室的研究已經成為我國科學技術人員的一個重要課題。</p><p>　　溫室工程是以綜合國力的強盛為背景，以農用工業(yè)的發(fā)展為基礎，以生物技術、工程技術、信息技術的發(fā)展為依托的高新技術產業(yè)。自20世紀70年代以來，我國溫室生產己經有了很大的進步，但這些

25、溫室是在充分利用高產栽培技術和屏障技術的基礎上發(fā)展起來的，其收入很難再有大的提高。要改變這種狀況，將現(xiàn)代電子技術等引入農業(yè)溫室，實現(xiàn)對溫室的環(huán)境監(jiān)控，是最有效的途徑之一。</p><p>　　溫室現(xiàn)代化主要體現(xiàn)在對溫室內環(huán)境的監(jiān)控上，環(huán)境控制是農業(yè)現(xiàn)代化的重要標志，因此對溫室環(huán)境進行自動檢測，進而實行自動控制是非常必要的。溫室是一個集結構、機電、生物與環(huán)境為一體的綜合系統(tǒng)。一個現(xiàn)代化的溫室由下列部分組成:溫室框架

26、結構、覆蓋材料、通風系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、室內噴霧、遮陽/m溫系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和必要的生產機具等川。這些組件在軟、硬件各方面相互配合的優(yōu)劣決定系統(tǒng)的成敗。其中傳感器是溫室生產中重要的一環(huán)。</p><p>　　溫室中的環(huán)境由多個因子組成，諸如溫度、空氣相對濕度、光照、二氧化碳濃度、土壤水分等是其中較為重要的幾個。環(huán)境控制就是根據(jù)外界環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光照等，運用一定的工程措施來改善不適合

27、作物生長的環(huán)境條件，創(chuàng)造出最適合作物生長的微氣候條件。完整的環(huán)境控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器和執(zhí)行機構，最簡單的控制系統(tǒng)由單控制器+單傳感器+執(zhí)行機構組成。因此，傳感器的合理利用對智能溫室起著決定性作用。</p><p>　　1.2 本課題研究的主要內容</p><p>　　溫室作為設施農業(yè)的一個方面,其環(huán)境檢測與控制系統(tǒng)利用自動化、機械化和微電子智能化高新技術,使溫室內溫度、濕度、光照、水

28、分、營養(yǎng)和CO2濃度等環(huán)境參數(shù)自動調控到作物生長所需的最佳狀態(tài)值,實現(xiàn)生產作業(yè)高度自動化和機械化。由于系統(tǒng)中需要處理不同類型和性質的對象,所以信息獲取手段是最關鍵的技術。而傳感器作為獲取信息環(huán)節(jié),作用至關重要,其性能指標是制約溫室環(huán)境監(jiān)測與控制系統(tǒng)的關鍵性因素。</p><p>　　本文就我國傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀、傳感器國內外相關技術發(fā)展概況,綜合國內外溫室測控技術 ，分析了傳感器在智能溫室中的應用。

29、列舉了幾種作物生長發(fā)育與環(huán)境的主要參數(shù)（溫度、濕度、光照、CO2濃度）。其中,主要從作物生長發(fā)育與主要環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、光照、CO2濃度、土壤、水分等環(huán)境因子）間的密切關聯(lián)分析，進而列舉出溫度、濕度、光照、CO2濃度等主要傳感器在智能溫室中的應用。就傳感器及生產實際操作中存在的問題，提出解決方法，并就傳感器在智能溫室中的應用進行展望。</p><p>　　第二章 我國傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀</

30、p><p>　　2.1 國內外溫室控制技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　溫室環(huán)境控制技術決定現(xiàn)代溫室優(yōu)劣的重要因數(shù)之一，它隨著自動檢測技術、過程控制技術、通訊技術、計算機技術的發(fā)展而發(fā)展起來的。溫室通過無線傳感器網(wǎng)絡將溫室有關的環(huán)境參數(shù)的數(shù)值(溫度、濕度、光照等)采集到計算機并按一定的控制規(guī)則驅動執(zhí)行機構(如天窗、風機、濕簾等)，以達到人工控制溫室環(huán)境的目的。 </p>&

31、lt;p>　　2.1.1 國外溫室控制技術發(fā)展</p><p>　　在溫室技術上，荷蘭、美國、以色列處于國際領先地位。荷蘭是設施農業(yè)最發(fā)達的國家，從20世紀80年起就全面開發(fā)溫室自動控制技術，并研發(fā)了形形色色的控制軟件。至2009年底，荷蘭擁有溫室約為1.47萬hm2，其中使用計算機進行栽培的約占85%。美國針對溫室內光照、溫度、濕度等的特點，研發(fā)了計算機溫室管理系統(tǒng)，利用其對溫室進行自動調控。此外，美國還

32、研發(fā)了全球定位系統(tǒng)、電腦和遙感遙測等高新技術應用于溫室生產。以色列由于其干旱的沙漠氣候，首先對水系統(tǒng)進行研究，其應用于溫室的節(jié)水灌溉技術已經達到國際先進水平。通過安裝傳感器安裝于作物附近用來檢測水、肥的狀況，利用中心計算機對田間的控制器進行遙控灌溉和施肥，使水肥的利用率達到80%-90%。.</p><p>　　2.1.2國內溫室控制技術發(fā)展</p><p>　　我國對溫室技術的研究開始于

33、20世紀70年代起，研究人員吸收國外的先進技術并與我國國情相結合，對溫室控制技術不斷地創(chuàng)新。80年起，計算機就開始應用于我國溫室控制領域。90年代初期，溫室控制與管理系統(tǒng)在中國農業(yè)科學院農業(yè)氣象研究所和蔬菜花卉研究所被研發(fā)，并研發(fā)了其控制軟件。90年代中期，江蘇理工大學毛罕平等研制開發(fā)了溫室軟硬件控制系統(tǒng)，能對溫室內溫度、濕度等環(huán)境因子進行自動調控，是國內溫室控制系統(tǒng)的經典之作?！熬盼濉逼陂g，為了提高計算機在溫室中應用的利用率，國家科技

34、攻關項目和國家自然科學基金的增設了實施農業(yè)研究項目，其中“智能型連棟塑料溫室結構及調控設施的優(yōu)化設計及實施”的專題直接在國家重大科技產業(yè)工程“工廠化高效農業(yè)示范工程”中被設置?！笆濉逼陂g，我國啟動了“溫室環(huán)境智能控制關鍵技術研究與開發(fā)”課題。此外，國家“863”計劃包含溫室自動控制系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)等。</p><p>　　我國溫室控制技術雖然發(fā)展歷史悠久，并也創(chuàng)造出很多科技成果，但由于我國國土遼闊，地區(qū)貧富差

35、異不均，導致大部分溫室仍然靠人工手動管理。這不僅使在生產中誤差量較大，而且產出率低，影響經濟效應?？梢姲l(fā)展設施農業(yè)是提高我國農業(yè)經濟的基礎，大力發(fā)展溫室控制技術是提高設施農業(yè)的關鍵之一。</p><p>　　2.1.3溫室環(huán)境測控技術的發(fā)展趨勢</p><p>　　“工業(yè)—科技一信息”是當今世界先進工業(yè)國家的轉變趨勢?，F(xiàn)代溫室自動化發(fā)展的目標是“以高新技術為核心，以信息電子化為手段，提高工

36、農業(yè)產品附加值”。當今溫室應用的自動化控制系統(tǒng)正向著分布式、網(wǎng)絡化、智能化、無線通訊化的方向發(fā)展。</p><p><b>　　(1)分布式</b></p><p>　　分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡之上的軟件系統(tǒng)。正是因為軟件的特性，所以分布式系統(tǒng)具有高度的內聚性和透明性。因此，網(wǎng)絡和分布式系統(tǒng)之間的區(qū)別更多的在于高層軟件(特別是操作系統(tǒng))，而不是硬件?？紤]到國內經濟承受能

37、力、對可靠性的要求以及具體的使用環(huán)境(溫室環(huán)境電氣干擾較小)，在溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中，各個溫室的控制功能一般由ARM(子處理器)完成。分布式控制方式具有高可靠性、開放性、靈活性、易于維護、協(xié)調性、控制功能齊全等優(yōu)點，因此它將在現(xiàn)在和以后很長一個時期廣泛應用于溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中。</p><p><b>　　(2)網(wǎng)絡化</b></p><p>　　網(wǎng)絡化是指將原來的散落

38、的工作狀態(tài)，落后的單機技術，通過聯(lián)網(wǎng)，斷口通信等技術改良，成為具有高效能傳輸，高資源共享，高技術支持的新的技術和設備狀態(tài)。它是90年代最具活力、發(fā)展速度最快的高新技術。把網(wǎng)絡技術應用于農業(yè)，能及時解決農業(yè)發(fā)展中的技術問題。隨著設施農業(yè)的規(guī)?；彤a業(yè)化程度的不斷提高，網(wǎng)絡通訊技術會在溫室控制與管理中得到廣泛的應用。從微觀上看，現(xiàn)有的總線技術及串口通訊技術可以被網(wǎng)絡技術所代替。從宏觀上看，隨著網(wǎng)絡通訊技術的發(fā)展，地區(qū)之間甚至跨國之間可以通過

39、互聯(lián)網(wǎng)技術，進行遠程控制或診斷。我國幅員遼闊氣候復雜，種植模式多樣，利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡技術進行在線服務具有廣闊的應用前景。</p><p><b>　　(3)智能化</b></p><p>　　智能化農業(yè)即利用智能化家業(yè)信息技術來指導農業(yè)生產。以農業(yè)專家系統(tǒng)為代表，它是一種擁有高層次、多方面農業(yè)專家知識、并能模仿人類的推理過程，在計算機上以形象、直觀的方式向使用者提供各種

40、農業(yè)問題決策咨詢服務的實用軟件系統(tǒng)。智能化溫室是基于農業(yè)科技與計算機自動控制技術于一體的新型農業(yè)，它是現(xiàn)代農業(yè)科技向產業(yè)轉化的物質基礎。栽培者通過使用計算機管理系統(tǒng)對溫室內溫濕度等環(huán)境因子進行自動檢測，并實時存儲，同時通過控制算法對環(huán)境因子進行調節(jié)，驅動執(zhí)行機構，為作物生長創(chuàng)造一個良好的生長環(huán)境。目前PID控制，模糊控制等人工智能技術在溫室控制中得到重視并逐步發(fā)展。</p><p><b>　　(4)無

41、線通訊技術</b></p><p>　　隨著溫室技術的不斷發(fā)展，溫室面積逐漸擴大，且溫室作物對溫室環(huán)境要求越來越高。所以在容積大的溫室系統(tǒng)中，各測控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，因此鋪設電纜難度大，布線困難。采用無線通訊技術在溫室控制系統(tǒng)中運用有著非?，F(xiàn)實的意義。傳感器之間通過無線傳輸協(xié)議，不但提高了溫室作物的測量精度，而且布線少，方便，美觀。目前在各種無線通訊技術中，GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆?/p>

42、式不同，是以封包(Packet)式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。短距離無線通信中，基于Zigbee技術的無線傳感器網(wǎng)絡，也開始受到廣泛的關注。</p><p>　　2.2 傳感器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢</p><p>　　1 微型化（Micro）</p><p>　　為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理

43、信息的能力日益增強的技術發(fā)展趨勢保持一致，對于傳感器性能指標（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴格；與此同時，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標準的輸出模式；而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代；后者主要由硅材料構成，具有體積小、重量輕、反應快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點。</p><p>　　就當前技術發(fā)展

44、現(xiàn)狀來看，微型傳感器已經對大量不同應用領域，如航空、遠距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領域的信號探測系統(tǒng)產生了深遠影響；目前開發(fā)并進入實用階段的微型傳感器已可以用來測量各種物理量、化學量和生物量，如位移、速度/加速度、壓力、應力、應變、聲、光、電、磁、熱、PH值、離子濃度及生物分子濃度等。</p><p>　　2 智能化（Smart）</p><p>　　智能化傳感器（Smart Sensor

45、）是20世紀80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應用領域，如分布式實時探測、網(wǎng)絡探測和多信號探測方面一直頗受歡迎，產生的影響較大。</p><p>　　目前，智能化傳感器技術正處于蓬勃發(fā)展時期，具有代表意義的典型產品是美國霍尼韋爾公司的ST-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器，以及另外一些含有微處理器（MCU）的單

46、片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器（SSIS）等。與此同時，基于模糊理論的新型智能傳感器和神經網(wǎng)絡技術在智能化傳感器系統(tǒng)的研究和發(fā)展中的重要作用也日益受到了相關研究人員的極大重視。</p><p>　　需要特別指出的一點是：目前的智能化傳感器系統(tǒng)本身盡管全都是數(shù)字式的，但其通信協(xié)議卻仍需借助于4~20 mA的標準模擬信號來實現(xiàn)。一些國際性標準化研究機構目前正在積極研究推出相關的通用現(xiàn)場

47、總線數(shù)字信號傳輸標準；不過，在眼下過渡階段仍大多采用遠距離總線尋址傳感器（HART）協(xié)議，即Highway Addressable Remote Transducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協(xié)議，與目前使用4～20mA模擬信號的系統(tǒng)完全兼容，模擬信號和數(shù)字信號可以同時進行通信，從而使不同生產廠家的產品具有通用性。</p><p>　　目前，智能化傳感器多用于壓力、力、振動沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，

48、如美國霍尼韋爾公司的ST3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外，智能化傳感器在空間技術研究領域亦有比較成功的應用實例。</p><p>　　在今后的發(fā)展中，智能化傳感器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領域?？梢灶A見，新興的智能化傳感器將會在關系到全人類國民生的各個領域發(fā)揮越來越大作用。</p><p>　　3 多功能傳感器（Mu

49、ltifunction）</p><p>　　如前所述，通常情況下一個傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應用領域中，為了能夠完美而準確地反映客觀事物和環(huán)境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng)，它可以借助于敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術和微機技術的

50、飛速發(fā)展，目前已經可以生產出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨一塊芯片上的一體化多功能傳感器。</p><p>　　多功能傳感器無疑是當前傳感器技術發(fā)展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事于該領域的研究工作。如將某些類型的傳感器進行適當組合而使之成為新的傳感器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時探測多種信號，微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時采用熱

51、敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數(shù)字信號。</p><p>　　從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，最熱門的研究領域也許是各種類型的仿生傳感器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實用的角度考慮，多功能傳感器中應用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器，譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一，這種傳感器系統(tǒng)由PVDF材料、無觸點皮膚敏感系統(tǒng)以及具有壓

52、力敏感傳導功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據(jù)悉，美國MERRITT公司研制開發(fā)的無觸點皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功，其無觸點超聲波傳感器、紅外輻射引導傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應用甚廣。</p><p>　　4 無線網(wǎng)絡化（wireless networked）</p><p>　　無線網(wǎng)絡對我們來說并不陌生，比如手機，無線上網(wǎng)，電視機。傳感器對我們來說也不陌生

53、，比如溫度傳感器、壓力傳感器，還有比較新穎的氣味傳感器。但是，把二者結合在起來，提出無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Networks）這個概念，卻是近幾年才發(fā)生的事情。 </p><p>　　這個網(wǎng)絡的主要組成部分就是一個個可愛的傳感器節(jié)點。說它們可愛，是因為它們的體積都非常小巧。這些節(jié)點可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、噪聲的升降。更讓人感興趣的是，每一個節(jié)點都是一個可以進行快速運算的

54、微型計算機，它們將傳感器收集到的信息轉化成為數(shù)字信號，進行編碼，然后通過節(jié)點與節(jié)點之間自行建立的無線網(wǎng)絡發(fā)送給具有更大處理能力的服務器</p><p>　　傳感器網(wǎng)絡有著巨大的應用前景，被認為是將對21 世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的傳感器應用領域包括：軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測等等。隨著傳感器技術、無線通信技術、計算技術的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡將遍布我們生活環(huán)境，從而真正實現(xiàn)“無處

55、不在的計算”。以下簡要介紹傳感器網(wǎng)絡的一些應用。</p><p><b>　　(1)軍事應用</b></p><p>　　傳感器網(wǎng)絡研究最早起源于軍事領域，實驗系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡，也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡?，F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡應用中，通過飛機撒播、特種炮彈發(fā)射等手段，可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達的觀察區(qū)域如敵方陣地內，收集到有用

56、的微觀數(shù)據(jù)；在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時，傳感器網(wǎng)絡作為整傳感器網(wǎng)絡體仍能完成觀察任務。傳感器網(wǎng)絡的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應用于如下一些場景中：</p><p>　　監(jiān)測人員、裝備等情況以及單兵系統(tǒng)：通過在人員、裝備上附帶各種傳感器，可以讓各級指揮員比較準確、及時地掌握己方的保存狀態(tài)。通過在敵方陣地部署各種傳感器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據(jù)。</p&

57、gt;<p>　　監(jiān)測敵軍進攻：在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器，從而及時發(fā)現(xiàn)敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調整和部署新的傳感器網(wǎng)絡。</p><p>　　評估戰(zhàn)果：在進攻前后，在攻擊目標附近部署傳感器網(wǎng)絡，從而收集目標被破壞程度的數(shù)據(jù)。</p><p>　　核能、生物、化學攻擊的偵察：借助于傳感器網(wǎng)絡可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染，提供快

58、速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　(2)環(huán)境應用</b></p><p>　　應用于環(huán)境監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現(xiàn)場維護的優(yōu)點。通過密集的節(jié)點布置，可以觀察到微觀的環(huán)境因素，為環(huán)境研究和環(huán)境監(jiān)測提供了嶄新的途徑傳感器網(wǎng)絡研究在環(huán)境監(jiān)測領域已經有很多的實例

59、。這些應用實例包括：對海島鳥類生活規(guī)律的觀測；氣象現(xiàn)象的觀測和天氣預報；森林火警；生物群落的微觀觀測等</p><p>　　洪災的預警：通過在水壩、山區(qū)中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災到來之前發(fā)布預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。</p><p>　　農田管理：通過在農田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器，可以更好地對農田

60、管理微觀調控，促進農作物生長。</p><p><b>　　(3)家庭應用</b></p><p>　　建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內，獲取室內環(huán)境參數(shù)，從而為居室環(huán)境控制和危險報警提供依據(jù)。</p><p>　　智能家居：通過布置于房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調

61、、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境。</p><p>　　建筑安全：通過布置于建筑物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發(fā)現(xiàn)異常事件及時報警，自動啟動應急措施。</p><p>　　智能交通：通過布置于道路上的速度、識別傳感器，監(jiān)測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發(fā)現(xiàn)違章能及時報警和記錄。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學傳

62、感器監(jiān)測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡是新興的通信應用網(wǎng)絡，其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡，需要各種技術支撐。目前，成熟的通信技術都可能經過適當?shù)母倪M和進一步發(fā)展，應用到無線傳感器網(wǎng)絡中，形成新的市場增長點，創(chuàng)造無線通信的新天地。</p><p&g

63、t;　　2.3 傳感器在智能溫室控制中的應用現(xiàn)狀</p><p>　　2.3.1國外智能溫室的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　將計算機技術用于溫室控制始于20世紀60年代，到80年代中期，用于溫室中的計算機在日本已有1000多臺，荷蘭5000多臺。目前，荷蘭、以色列、美國等發(fā)達國家可以根據(jù)溫室作物的要求和特點，對溫室內光照、溫度、水、氣、肥等諸多因子進行自動調控，美國和荷蘭還利用溫室管理技術

64、，實現(xiàn)對花卉、果蔬等產品的開花和成熟期進行控制，以滿足生產和市場的需要。日本和荷蘭還研究了一系列用于植物組織增殖、嫁接、育苗、采收等的機器人，大大提高了勞動效率。另外，奧地利、美國、日本等國家目前建造了世界上最為先進的植物工廠，采取完全封閉生產、人工補充光照，全部采用電腦控制和采用機器人或機械手進行播種、移動作業(yè)、采收等。以色列溫室環(huán)境控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段國際比較典型的代表性產品，具有很強的實用性，可以根據(jù)控制對象的特點選用不同類型的控制器

65、及外圍設備，充分實現(xiàn)現(xiàn)代化溫室內部的環(huán)境需求。具體特點包括:具有一個綜合性的、實用靈活的、有許多控制應用程序構成的軟件包;可監(jiān)測溫度、濕度、風速、風向、光照、CO2、雨量等數(shù)據(jù);主控機與控制網(wǎng)絡之間的通信可以通過電纜、無線或移動電話等方式進行;軟件基于Windows平臺，以圖表形式實現(xiàn)實時監(jiān)</p><p>　　2.3.2國內智能溫室的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在我國將計算機應用于溫室

66、控制開始于20世紀70年代中期，自70年代末起，我國陸續(xù)從以色列、美國、日本、荷蘭等國引進了許多先進的現(xiàn)代化溫室，在吸收國外發(fā)達國家高科技溫室生產技術的基礎上，我國科研工作人員進行了溫室內部溫度、濕度、光照、CO2濃度等環(huán)境因子控制技術的綜合研究。到了90年代初期，計算機開始用于溫室的管理和控制領域，國內自主開展了一些研究并取得了一定的成果。目前國內單因子監(jiān)測控制較多，控制主要采用傳統(tǒng)的一些方法(如常規(guī)的PID調節(jié))，精度和穩(wěn)定性方面與

67、國外還有一定差距?？刂葡到y(tǒng)大多是以單片機控制為主的現(xiàn)場控制，一些上位機對溫室的管理只限于存儲歷史數(shù)據(jù)，不能對數(shù)據(jù)進行實時采集與處理。</p><p>　　2.3.3智能溫室的發(fā)展趨勢</p><p>　　近年來，神經網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊理論等人工智能方法在國外溫室環(huán)境控制技術中得到重視并逐步發(fā)展，其中神經網(wǎng)絡方法應用較廣。另外，采用多個環(huán)境因子綜合考慮的多因子控制方式替代現(xiàn)行的單個環(huán)境因子

68、分別考慮的單因子控制方式也是研究的一個重要方向。目前在溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中，分布式系統(tǒng)是主要發(fā)展方向，系統(tǒng)中不存在一個控制中心，主要控制功能由各分布的子處理器完成。各個溫室的控制功能一般由單片機(子處理器)完成，PC機作為主處理器，僅實現(xiàn)輔助功能，脫離主處理器，整個控制系統(tǒng)仍可工作。分布式控制方式具有價格低、控制靈活、可靠性高等優(yōu)點，將在以后很長一個時期內廣泛應用于溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，可以通過Internet進行遠程控

69、制或診斷，在辦公室通過網(wǎng)絡對溫室設備進行操作，達到減輕生產人員勞動強度、提高設備利用效率、改善溫室氣候的目的，具有廣闊的應用前景。</p><p>　　第三章 作物生長發(fā)育與環(huán)境參數(shù)</p><p>　　作物的生長發(fā)育及產品器官的形成，一方面取決于作物本身的遺傳特性，另一方面取決于外界環(huán)境條件。在生產上，要通過育種技術來獲得具有新的遺傳性狀的新品種，同時，也要通過優(yōu)良的栽培技術及適宜的環(huán)境

70、條件來控制生長和發(fā)育。影響作物生長發(fā)育的主要環(huán)境條件包括：溫度(空氣溫度及土壤溫度)，光照(光的組成，光強度和光周期)，水分(空氣濕度和土壤濕度)，土壤(土壤肥力，化學組成，物理性質及土壤溶液的反應)，空氣(大氣及土壤中空氣的特性，CO2的含量，有毒氣體的含量)，生物條件(土壤微生物，雜草及病蟲害)等。所有這些條件之間是相互作用、相互聯(lián)系、相互禍合的，作物的生長發(fā)育是這些條件綜合作用的結果。下面就這些參數(shù)對溫室環(huán)境的影響進行一定的說明.

71、</p><p><b>　　3.1 溫度</b></p><p>　　植物在生命周期中的一切生物化學作用，都必須在一定的溫度條件下進行，溫度在空間上隨著緯度和海拔的升高而降低，在時間上隨四季及晝夜而周期性變化，因此影響作物生長發(fā)育的環(huán)境條件中，以溫度最為敏感，也最為重要.作物的種類不同對溫度的要求有所不同，作物的不同發(fā)育期對溫度亦有不同的要求，而且在同一發(fā)育期間內對

72、溫度的要求也會隨著晝夜變化而周期性地發(fā)生變化。此外溫室內的氣溫主要受太陽輻射強度的影響，且其變化趨勢滯后于太陽輻射強度的變化約1 ~2h:室外氣溫的變化對室內氣溫也有一定影響，但陰天日出后的室外氣溫保持基本不變，而室內氣溫卻能穩(wěn)定上升。在溫室環(huán)境的自動控制系統(tǒng)中應該考慮到溫室的這種變化情況。</p><p><b>　　3.2 濕度</b></p><p>　　溫室內

73、作物對水分的要求也就是對空氣濕度和土壤濕度的要求。根據(jù)1996年和1997年7~8月的溫濕度記載，除了陰雨天以外，室內午后過低的空氣濕度會導致作物發(fā)生光合作用的午休現(xiàn)象.空氣相對濕度的大小直接影響到植物的光合作用，因為光合作用強，需要更多的水分。土壤濕度對植物的影響也很大，如果溫室中排水不良，或者灌水不當，土壤滲水性不好，造成土壤水分過剩，濕度過高，使土壤中的氧氣減少，植物根部呼吸困難，從而危害作物的生長發(fā)育。但是，當土壤含水量逐漸減少

74、時，植物根部呼吸的水分減少，從而影響植物的水分代謝，阻滯植物的生長或者使植物出現(xiàn)嚴重的萎蔫。所以不同的植物對濕度的要求不同，即使是同一植物在不同發(fā)育期的不同階段對濕度的要求也不同。因此在溫室中應該考慮到濕度的管理問題。</p><p>　　溫室中的濕度管理指的是對溫室中的空氣濕度和土壤濕度進行調節(jié)以滿足作物生長的要求?？諝鉂穸扔每諝獾南鄬穸榷挥媒^對濕度來表示，因為相對濕度更能反應事實。溫室中空氣濕度的管理包括

75、增濕和除濕，當白天濕度太低時，作物會發(fā)生光合作用午休現(xiàn)象，這時就需要向溫室增加濕度;當濕度較高的情況下，可能會誘發(fā)一些病蟲害。土壤濕度的管理就是把灌溉系統(tǒng)包括滲灌、滴灌、微灌等應用到溫室中來，傳統(tǒng)的灌溉方法既浪費水資源(特別在干旱地區(qū)就大大增加溫室作物的成本，這是不必要的)，又容易使土塊板結，提高室內濕度。在溫室中應用滲灌灌水均勻，能提高地溫，保持土壤疏松，降低室內濕度，減輕病害發(fā)生，生育期提前。</p><p>

76、;<b>　　3.3 光照</b></p><p>　　光照是作物生長發(fā)育的關鍵條件之一。沒有光照，就談不上植物的生長，光照不足，勢必影響植物的生長發(fā)育。但在溫室生長上，我們對于光的作用，往往沒有象對溫度、水分等那樣注意，因為溫度的高低，水分的多少，會在很短的時間內，影響到植物的生長發(fā)育，只要幾個小時的冰凍或干旱，就會凍死或干死。而光的影響沒有這樣明顯，一時的缺光，還不致于死亡。但光的強度、

77、光的組成、以及光照時間長短，對其生長發(fā)育，都很重要。</p><p>　　光照的強度直接影響到光合作用的強度。作物生長發(fā)育所需的光照在一定的范圍內，過高或過低對作物都有害，因此必須對溫室中光照進行管理。夏天，中午前后光照強度大，室外空曠地可達8~10萬lx，室內也有5~8萬lx，超過了一般葉菜類作物的光飽和點。強光照射不僅使溫度提高，濕度過低，造成植株凈光合積累少，對三葉芹等需光較低的作物還可造成因灼燒和呼吸消耗

78、過高而黃化死亡。而啟動遮陽網(wǎng)，可以使光照度下降到3萬lx左右，遮光效果約15%，這一光強度對蔬菜作物是合適的。在室內光照強度低于30001x時采用人工補光。人們在選擇人工光源時，一般根據(jù)光源的光譜性能、發(fā)光效率、壽命和價格等方面來考慮。溫室常用的人工光源有白熾燈、鹵鎢燈、高壓水銀熒光燈、高壓鈉燈、摘燈、金屬鹵化物燈等。</p><p><b>　　3.4 CO2濃度</b></p>

79、;<p>　　CO2是作物進行光合作用的主要原料，蔬菜作物的產量90%~95%靠光合作用制造。在露天大田生產條件下，空氣中的CO2濃度為300ppm即0. 03%，一般能滿足光合作用的需要，但是在密閉的溫室中栽培蔬菜卻常顯得嚴重不足，如二氧化碳不足，盡管光照好，水肥足，植物仍不能進行旺盛的光合作用，使營養(yǎng)物質積累少，作物生長衰弱，難以早熟高產。CO2施肥在國外己由試驗發(fā)展到實際應用階段。因此，人工補充CO2己成為發(fā)展高產、

80、優(yōu)質、高效農業(yè)的重要措施之一，這也就涉及到溫室中的CO2管理問題。</p><p>　　溫室內二氧化碳的管理就是掌握好濃度。如若濃度過低，達不到增產的目的；濃度過高，又可能對作物造成危害，出現(xiàn)葉片周邊焦邊，甚至死亡等。應根據(jù)不同的作物和不同的生長發(fā)育時期以及天氣條件等來調整二氧化碳的施放濃度。為了最大限度的提高二氧化碳的施肥效果，施放二氧化碳時，必須控制在溫度、濕度、光照度滿足之后進行。</p>&

81、lt;p>　　第四章 溫室設置（降溫、通風、采暖、排水等）</p><p>　　溫室設置有外遮陽系統(tǒng)；內遮陽系統(tǒng)；風機-濕簾降溫系統(tǒng)；側部開窗系統(tǒng)；頂部電通風系統(tǒng)；噴淋系統(tǒng)、移動苗床系統(tǒng)；采暖系統(tǒng)；電控系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)；防滴露系統(tǒng)；環(huán)流風機系統(tǒng)等。</p><p>　　1 溫室外遮陽降溫系統(tǒng)</p><p>　　外遮陽端立柱與端橫梁均采用100×5

82、0×3.0mm方管，中間立柱與橫梁采用50×50×2.0mm方管，遮陽幕布采用溫室專用外用遮陽幕（黑網(wǎng)），遮陽率75%。系統(tǒng)驅動采用齒輪齒條驅動系統(tǒng)。溫室遮蔭系統(tǒng)啟閉采用自動/手動控制模式，沿溫室開間方向啟閉；采用統(tǒng)一控制驅動系統(tǒng)。溫室電控柜上裝有手動/自動轉換開關，與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p><b>　　2 溫室內遮陽系統(tǒng)</b></p&

83、gt;<p>　　采用溫室專用內用鋁箔遮蔭保溫幕,遮陽率65%。系統(tǒng)驅動采用齒輪齒條驅動系統(tǒng)。溫室遮蔭系統(tǒng)啟閉采用自動/手動控制模式，沿溫室開間方向啟閉；每個操作分區(qū)均為單獨控制。通道內部不布置。溫室電控柜上裝有手動/自動轉換開關，與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p>　　3風機-濕簾降溫系統(tǒng)</p><p>　　濕簾采用鋁合金框架，濕簾高度適宜，共設置4套供水系統(tǒng)，即

84、每個分區(qū)1套，均為單獨控制，并可與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p>　　采用軸流節(jié)能風機，每跨設置兩臺，采用手動/自動啟閉，可與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p>　　濕簾安裝在溫室通道的南側，天溝下部，濕簾外采用防蟲網(wǎng)密封，風機安裝在溫室南側，在通道的北側，即溫室的北側部，對應濕簾設置電動窗系統(tǒng)，電動窗啟動方式，采用手動/自動啟閉，與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p&g

85、t;<p><b>　　4 組合降溫系統(tǒng)</b></p><p>　　在我國亞熱帶季風氣候區(qū)，夏季常遇高溫高濕，降溫難度大，采用單一的降溫方式難以滿足所有氣候條件的降溫要求。組合降溫是目前最好的解決措施，該系統(tǒng)由降溫膜、外遮陽、自然通風、機械通風、濕簾風機和地下水管道循環(huán)等多種方式組合降溫系統(tǒng)組合流程圖如1所示。</p><p>　　降溫系統(tǒng)有多種組合的

86、工作方式，呈現(xiàn)較復雜的多態(tài)性，每種工作狀況都有自身適合的氣候條件與范圍，它受外界溫度、濕度、輻照量和運行的經濟性等因素影響。外部氣候不穩(wěn)定性的變化，需要系統(tǒng)這種多態(tài)性的工作方式去相協(xié)和。組合方式的選擇與判斷，一般根據(jù)確立的準則和代表性的數(shù)據(jù)，通過人工神經網(wǎng)絡，并用遺傳算法優(yōu)化建立映射關系，建立完善的判斷模型。級差排序則在校驗過程中為可能出現(xiàn)的偏差進行模式調整時提供最接近的組合方案。地下水管道循環(huán)降溫是利用移動苗床、熱水加溫系統(tǒng)或部分結構

87、骨架等構成的管道系統(tǒng)實現(xiàn)的，設施成本低。在南方地區(qū)氣候高溫高濕，地下潛水也比較豐富，在地下10m處的水溫一般高于年平均氣溫2℃左右，利用這種區(qū)域特點，低溫的</p><p>　　地下潛水用作管道的循環(huán)降溫，降溫后尾水再作其它有序利用。但地下水降溫也存在需水量大、降溫效率低的不足，較適合在系統(tǒng)中用作由極端炎熱等氣候下的輔助降溫手段。</p><p>　　5 溫室側部開窗系統(tǒng)</p>

88、;<p>　　采用分區(qū)獨立控制，窗戶大小為2.0m長×1.0m，寬每跨設置12個；共為該溫室設置5套驅動系統(tǒng)，均采用手動/自動啟閉，與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p><b>　　6 混合式通風系統(tǒng)</b></p><p>　　溫室通風是調和與改善溫室內環(huán)境的重要手段。現(xiàn)代溫室多以機械通風為主，其可控性強，通風效果可靠，但要消耗一定的能

89、源。自然通風正相反，它的通風效果受外界氣候的影響性大，但因其節(jié)能且經濟而被廣泛采用。國外的研究也十分關注加強自然通風問題，如近來出現(xiàn)的可收放的全開型屋頂通風溫室等。機械通風的溫室雖也有一定的自然通風功能，但總體很弱。</p><p>　　而溫室混合式通風系統(tǒng)（hybrid ventilation）的技術方法，屬一種新的節(jié)能型通風方式，它通過自然通風和機械通風的相互轉換或兩種通風模式的共存來實現(xiàn)。溫室具備自然通風與

90、機械通風功能。自然通風根據(jù)窗體開度劃分為通風等級；機械通風根據(jù)風機的數(shù)量，劃分一級強制通風與二級強制通風。混合式通風系統(tǒng)的工作狀態(tài)也具有多態(tài)性的特征。在室外氣候適合自然通風的情況下，機械通風關閉；當溫室內的溫濕度將升高至設定限度時，自然通風系統(tǒng)關閉而機械通風開啟。自然通風在密封性保障的條件下，對機械通風基本無干擾。對于亞熱帶季風氣候類型，其四季分明，春秋季節(jié)時間長，夏季有持續(xù)的高溫期，有時一天中的氣候變化輻度也很大。混合式通風系統(tǒng)通過對

91、兩種模式的響應與轉換，達到對氣候的適應性。在有利的氣候條件下，利用熱壓和風壓產生的自然驅動力實現(xiàn)通風要求；而在不利的氣候條件下，通過機械負壓抽風實現(xiàn)主動控制性?；旌贤L系統(tǒng)是在明確主導風向情況下，組織安排溫室空間尺寸，整體協(xié)調兩種通風模式效率的發(fā)揮，通過在溫室端側部和頂部布置大面積的窗體來實現(xiàn)通風功能。其中，部分的自然通風窗體可用作機械通風的進風口。兩種通風模式的共存對溫室尺寸范</p><p><b>

92、;　　7 采暖系統(tǒng)</b></p><p>　　采用溫室專用的高頻焊接熱浸鍍鋅鋼制園翼型散熱器，每開間內散熱器數(shù)量原則上多于常規(guī)的生產型溫室。要求在冬季最冷時，室內最低溫度不低于15℃。</p><p><b>　　8 移動式苗床系統(tǒng)</b></p><p>　　苗床規(guī)格為1.7米寬，15米長，高度為0.8米，每跨布置5架，苗床基礎

93、及室內地面需要滿足使用要求，苗床之間通道采用水泥地面，苗床下面鋪設鵝卵石。</p><p><b>　　9 環(huán)流風機系統(tǒng)</b></p><p>　　為每跨配備2臺循環(huán)風機（根據(jù)參數(shù)設計需要匹配型號），共布置10臺，采用手動/自動啟閉，與計算機自動控制系統(tǒng)連接。</p><p><b>　　10 噴淋系統(tǒng)</b></

94、p><p>　　在各個操作區(qū)域內布置好上下水管道，噴淋、澆灌設施到位，并能夠局部控制。11排水系統(tǒng)</p><p>　　溫室四周外側采用瓷磚進行裝飾，內側采用水泥抹面；在溫室四周設有混凝土散水，寬度、厚度符合相關標準，散水外設置排水溝(加蓋)。</p><p>　　溫室內每個分區(qū)至少安裝一套水龍頭，滿足溫室正常用水需要。并安裝水表、電表。</p><

95、p>　　室內地面采用水泥混凝土打底，頂部趕光，厚度符合相關標準。室內設置排水系統(tǒng)，并與外部排水系統(tǒng)聯(lián)通。</p><p><b>　　12 電動控制系統(tǒng)</b></p><p>　　為每個操作間均配備照明裝置及5孔插座，并滿足足夠負荷。通道內設置照明裝置，同套內和分區(qū)內均采用單獨控制。分區(qū)內控制柜除控制溫室內所有用電設備外，還要預留補光系統(tǒng)接口。通道內控制柜，控

96、制外遮陽，北側墻開窗及室內照明等。電纜線布線采用線槽方式；溫室內導線均采用防潮型絕緣導線，導線規(guī)格必須滿足符合需要。</p><p>　　13 計算機智能控制系統(tǒng) </p><p>　　監(jiān)測各個分區(qū)內溫、濕度，并根據(jù)需要對溫室開窗通風、遮陽、強制降溫等系統(tǒng)進行控制。于計算機控制室內設置電子顯示屏一套（計算機控制室設在50米距離內的辦公樓里），與計算機控制系統(tǒng)連接，在A區(qū)內設置視頻系統(tǒng)一套。

97、</p><p>　　計算機控制系統(tǒng)主要設備均采用國產設備，具有以下功能：</p><p>　?。?）實時數(shù)據(jù)測控及數(shù)據(jù)處理：完成溫室內、外環(huán)境參數(shù)的測量及對溫室內設備的控制運行，在主機上完成對系統(tǒng)的自動控制操作及數(shù)據(jù)處理。</p><p>　?。?）本地數(shù)據(jù)處理及設備運行狀態(tài)顯示：數(shù)據(jù)采集控制器可完成每個溫室分區(qū)內測量數(shù)據(jù)的顯示、記錄、存儲和各項邏輯設置。并能夠通

98、過通道內電子顯示屏實時顯示。</p><p>　?。?）IP地址訪問：可通過任意一臺鏈接到Internet的計算機，依據(jù)授權對系統(tǒng)進行訪問和數(shù)據(jù)查詢。</p><p>　　系統(tǒng)主要組成設備：控制中心設名牌PC主機，網(wǎng)絡集線器，打印機，顯示器各一臺，該中心完成對系統(tǒng)的日常操作和管理、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡通訊調度等功能。</p><p><b>　　（4）室外氣象站

99、</b></p><p>　　功能：完成室外溫濕度、光照、風速、風向測量及測量結果顯示。</p><p><b>　　硬件配置</b></p><p>　　傳感器部分：數(shù)字式溫濕度一體化傳感器；數(shù)字式光照強度傳感器；風速及風向傳感器。上述傳感器戶外均屋頂安裝，傳感器線敷設至數(shù)據(jù)采集器。</p><p>　　數(shù)

100、據(jù)采集器：配置1臺數(shù)據(jù)采集器，負責完成室外傳感器數(shù)據(jù)采集，及本地顯示。</p><p>　　第五章 幾種傳感器的具體應用實例</p><p>　　傳感器是溫室自動控制的基礎元器件，承擔著各環(huán)境因素的檢測并將其轉換成電信號進行控制的任務。在溫室自動化管理系統(tǒng)中應用的傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器等。</p><p><b>

101、　　5.1 溫度傳感器</b></p><p>　　其作用是將室內溫度的變化量轉換成電信號，再經放大器放大，模數(shù)轉換器轉換，送進微機與設定值比較，以便發(fā)出控制信號。根據(jù)溫度調節(jié)的原理不同，控制信號通過控制相應的開關，或控制通風換氣設備，或控制采暖設備，或控制降溫系統(tǒng)，或控制幕簾系統(tǒng)，對室溫進行調節(jié)。常用的溫度傳感器有熱敏電阻傳感器（如圖2所示溫度測量、控制用NTC熱敏電阻器）、乙醚水銀傳感器等。&

102、lt;/p><p>　　熱敏電阻是利用半導體的電阻值隨介質溫度改變而改變的特性制成的熱敏元件。溫度升高則電阻值下降，其敏感部分主要由鉆、錳、鎳的金屬氧化物粉末按一定比例燒結而成，按使用要求可制成片狀、桿狀、球狀、圈狀等。在熱敏部分需加接引線，外面還要用殼體加以保護。熱敏電阻的優(yōu)點是靈敏度高，體積小，反應快，結構簡單，成本低，它的測溫范圍在-100～+300“C之間。</p><p>　　

103、乙醚水銀傳感器是利用乙醚隨溫度變化具有明顯的熱脹冷縮的特性而進行工作的。它由小玻璃瓶、彎玻璃管及一段有刻度的直玻璃管構成連通容器，在玻璃瓶的底部裝有乙醚，并充入一定體積的水銀，在玻璃管內插入連有導線的鋼細桿，鋼細桿的插入長度可以根據(jù)控制溫度值的大小進行調節(jié)。當溫度升高時，乙醚熱脹，其體積增大，壓力增加，推動水銀柱上升，到預定溫度處，水銀和鋼桿接觸，繼電器電路接通，活動觸點被繼電器吸住，與固定觸點分開，斷開采暖設備的電路，采暖設備即停止

104、工作，當溫度下降時，則相反，這樣就能把溫室內的溫度保持在一定值上。</p><p>　　圖2 溫度測量、控制用NTC熱敏電阻器</p><p><b>　　5.2 濕度傳感器</b></p><p>　　濕度傳感器包括空氣濕度傳感器（如圖3所示空氣濕度傳感器）和土壤濕度傳感器（如圖4所示土壤濕度傳感器）兩類。溫室內使用的空氣濕度傳感器一般用毛

105、發(fā)濕度計或感濕電阻做成。毛發(fā)濕度計是利毛發(fā)對濕度的敏感性進行工作的，空氣中相對濕度大時，毛發(fā)受潮伸長，濕度小時毛發(fā)縮短。根據(jù)最高最低濕度要求，預先設定兩個控制點，一個控制點使電路接通，噴霧裝置噴霧，提高濕度，另一個使電路斷開，停止噴霧，室內濕度不再增加。從而保持空氣濕度在一個合適的范圍值內。感濕電阻同熱敏電阻一樣進行工作。</p><p>　　圖3 空氣濕度傳感器 圖4

106、土壤濕度傳感器</p><p><b>　　5.3 光照傳感器</b></p><p>　　如圖5所示光照傳感器它是利用光敏電阻的光電效應進行工作的。在黑暗的環(huán)境下光敏電阻的電阻值很大，導電性降低，受光線照射后，電阻值降低，導電性增強。常用的光敏器件有光敏二極管和三極管，作光照傳感器使用時，一般和一個電阻相串聯(lián)，接入到電橋電路中去。這種傳感器結構簡單可靠，反應快，精度