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智能温室大棚监测控制系统研发.pdf 9页
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智能温室大棚监测控制系统研发
我国是一农业大国，农业是国家的重要经济命脉。提高单位面积的作物的
产量 、生产优质农产品是 现阶段农业发展的迫切要求，而温室大棚是实现高产、
优质农业的一个重要的组成部分。温室大棚是一种可以改变植物生长环境，根据
作物生的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气
候和土壤条件的影响，能够避免外界四变化和恶劣气候对其影响的场所，并且能
在有限的土地上周年地生产各种不同的蔬菜、鲜花等反季节作物的一种温室设
施。温室生产以达到调节作物生长过程中的产期，促进在不同时期作物的发育提
高作物 品质、产量等为目的。温室棚依照不同的屋架、采光材料又可分为很多
种类，如玻璃温室、塑料温室等。温室结构的建造标准是既能密封保温，便于通
风降温。但是作物要想现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行的，需要对农作物
的生长环境进行多方位多的精确采集和实时的控制。目前国家提出要狠抓农业科
技革命的新型农业道路，实施数字化精准农业温室大棚是现代农业发展改革的一
大措施。数字化精准农业温室大棚技术是从 生产理念、经营主体、农业装备、
先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业的改革，应用先进的技术调
控差异，科学利用资源，采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产，实现农
业生产的目标管理。
与普通的温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反
季作物而且将电子、计算机、通信和自动控制等信息技术引入到本领域中，朝着
精细农业、数字农业的方向发展。数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取
和分析农业环境的多种参数 ,实现对环境的多点检测，其检测目标可以是温度、
湿度、光照、振动、压力、水/土壤/空气成分等，能对大棚内个环境参数达到良
好的检测，进而协调控制大棚内的环境参数，使大棚内的环境条件能够适宜作物
的成长 。对温室大棚内的内的环境因子进行多点多参数的采集，一般需要在土
壤中铺设大量的线缆，使得对作物
的耕作造成了一定的困难，采用无线的方式
进行数据的采集可以解决上述问题；根据所采集的数据，需对温室大棚的环境进
行良好的控制，有效地控制大棚内作物在生长过程中需要的水分、通风以及温度
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等，高度有效地利用各种资源以求得到最大的产出。大棚内高温高湿的环境 对
控制系 统的可靠性控制要求很高，常用的单片机系统难以满足要求，而采用可
编程逻辑控制器 （PLC）作为大棚的主控制器，可大大提高系统的可靠性。本文
所设计的基于ZigBee的温室大棚智能监控系统可很好地满足大棚的控制要求。
托普物联网作为物联网推进研发的主体，致力于温室大棚智能监控系统的研
发，并制定多种方案，根据实际的具体情况，根据不同的情况，将温室大棚的系
统研发力尽做到最好。
国外研现状和发展趋势
温室大棚智能监控系统的国外研究现状
在15～ 16世纪，法国、荷兰、日本就开始建造简易温室大棚。栽培过时令
蔬菜或小水果。17世纪开始采用炉和热气加热以玻璃为材料的温室大棚。19世纪
在法国、英格兰、荷兰出现了双面玻璃材料的温室大棚，这个时期的温室大棚 主
要种植葡萄、黄瓜、草莓等。在19世纪后期 ，温室大棚种植技术从欧洲传到美
洲及其世界各地。在1860年美国就建立了世界上第一个温室大棚试验站，到20
世纪初美国已
有1000多个温室大棚用于各季蔬菜种植。20世纪50年代，美国、
加拿大的温室大棚生产达到高峰，荷兰、德国的温室大棚工业化生产业已兴起。
温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用传感仪表对温室设施中
的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构 （如幕帘、通风设备
等）施行简单控制。欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室，这些气候室
就是在人工的调解下进行的。在温室大棚中人工对农作物的环境参数的控制还不
是太准确，大部分的控制属于经验控制 。
随着传感仪器仪表及执行器技术的进步，温室大棚逐步可以实现分别对植物
所需的环境参数如对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数进行动控制
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