溫室控制系統在設施園藝生產中起重要作用

    改革開放以來我國的設施農業得到了迅猛的發展，截止到2004 年，我國大型溫室面積已達到588.0hm2，其中進口大型溫室面積達到185.4hm2，國產大型溫室為403hm2。但是由于多種原因，我國北方日光溫室控制水平比較低， 溫室環境調控指標含糊、控制精度低，不能做到多環境因子綜合控制，阻礙了設施園藝產業的可持續發展。
1 國外狀況
    世界發達國家如荷蘭、美國、英國等大力發展集約化的溫室產業，溫室內溫度、光照、水、氣、肥實現了計算機調控，從品種選擇、栽培管理到采收包裝形成了一整套完整的規范化技術體系。美國是最早發明計算機的國家，也是將計算機應用于溫室控制和管理最早、最多的國家之一。美國有發達的設施栽培技術，綜合環境控制技術水平非常高。環境控制計算機主要用來對溫室環境(氣象環境和栽培環境)進行監測和控制。以花卉溫室為例，溫室內監控項目包括室內氣溫、水溫、土壤溫度、鍋爐溫度、管道溫度、相對空氣濕度、保溫幕狀況、通窗狀況、泵工作狀況、CO2濃度、EC調節池和回流管數值、pH調節池和回流管數值；室外監控項目包括大氣溫度、太陽輻射強度、風向風速、相對濕度等。溫室專家系統的應用給種植者帶來了一定的經濟效益，提高了決策水平，減輕了技術管理工作量，同時也為種植帶來了很大方便。以園藝業著稱的荷蘭從20世紀80年代以來就開始全面開發溫室計算機自動控制系統，并不斷地開發模擬控制軟件。目前，荷蘭自動化智能玻璃溫室制造水平處于世界先進水平， 擁有玻璃溫室1.2萬hm2多，占世界1/4以上，有85%的溫室種植者使用環境控制計算機。荷蘭開發的溫室計算機控制系統是通過人機交互界面進行參數設置和必要的信息顯示，可繪制出設定參數曲線、修正值曲線以及測量的數據曲線，可以從數據庫內調出設定的時間段內參數以便于必要的數據查詢，并能直接對計算機串行口進行操作，完成上位機與下位機之間的通信。上位機軟件集參數設置、信息顯示、控制等功能于一體，同時還能夠很好地完成溫室灌溉和氣候的控制和管理。英國的溫室管理全部采用計算機管理，在一些農業工程研究所里進行溫室骨架與荷載、溫室光照與材料、溫室環境與生理、溫室環境因子的計算機優化、溫室節能、溫室自動化控制、溫室作物栽培與產后處理、無土栽培等課題的研究。倫敦大學農學院研制的溫室計算機遙控技術，可以觀察、遙控50km 外溫室的溫、光、濕、氣、水等的環境狀況，并進行調控。日本在20世紀80年代中期應用于溫室的計算機達1000多臺，目前農業生產部門中計算機的普及率高達92%。日本利用計算機對溫室溫度、濕度、CO2濃度和施肥等進行控制，實現了灌水機械化、作業自動化、設施內多功能管理以及機器人搬運。對溫室內環境實施自動控制調節，所用設施包括:補光燈、遮蔭簾、加溫降溫系統、灌溉系統、CO2施肥系統、雙層保溫幕、天窗控制系統等。計算機自動監控管理可以根據室內溫、濕度和室外風速來自動控制天窗開關、加溫降溫，定時調節溫室內雙層保溫幕、灌溉，還可以根據室內CO2濃度調控CO2施肥系統。同時，可以自動記錄并儲存溫室各環境因子的數據、設施的工作狀況，并能以曲線圖的形式打印。有“ 沙漠上的綠洲” 美譽的以色列自然條件非常惡劣，氣候干旱；但是，政府非常重視，大力發展設施栽培。設施內的灌溉目前已采用電腦控制和電腦水質監測，位于辦公室里的中心計算機對田間的控制器進行通訊，可以方便地進行遙控灌溉和施肥，使水肥的利用率達到80%～90%，原本資源匱乏的以色列成為沙漠上的蔬菜出口國。此外，國外溫室業正致力于向高科技方向發展。遙測技術、網絡技術、控制局域網已逐漸應用于溫室的管理與控制中。控制要求能在遠離溫室的計算機控制室就能完成，即遠程控制。另外該網絡還連接有幾個通訊平臺，用戶可以在遙遠的地方通過形象、直觀的圖形化界面與這種分布式的控制系統對話，就像在現場操作一樣，給人以身臨其境之感。

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