文獻(xiàn)綜述-測控051-陳杰

基于單片機(jī)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

文獻(xiàn)綜述

陳杰

(電子信息工程學(xué)系 指導(dǎo)教師： 黃永華)

一、研究背景及動態(tài) 中國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r至關(guān)重要，要發(fā)展農(nóng)業(yè)就必須走農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化這條道路。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，是中國走農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一種有效途徑，符合我國的當(dāng)前國情，因此溫室大棚的研究備受重視。

我國溫室農(nóng)業(yè)歷史悠久，早在公元前221～206年間，就曾有“冬種瓜于驪山 陜西 谷中溫處，瓜實(shí)成”的記載[1]。這就是我國，也是世界上最原始的溫室栽培。國外溫室栽培的起源，以羅馬為最早。我國從20世紀(jì)60年代末開始發(fā)展溫室產(chǎn)業(yè)，其主要以反季節(jié)生產(chǎn)的蔬菜和園藝作物的種植為主，發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)日趨壯大。世界各國的現(xiàn)代溫室于20世紀(jì)60年代逐步完善并快速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后，各國致力于自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)迅速恢復(fù)和快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量大幅度提高，對農(nóng)產(chǎn)品提出了更高的要求及更多的需求，因而對生產(chǎn)溫室的需求逐年上升。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)水平的提高，農(nóng)業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程加快了設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，在全球迅速崛起，并形成資金、技術(shù)和勞動力密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，成為當(dāng)今世界最具活力的產(chǎn)業(yè)之一[2]。社會的需求、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的支持，使得現(xiàn)代溫室快速發(fā)展。

我國近代溫室發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：(1)發(fā)展改良型日光溫室階段：改良型溫室的特點(diǎn)是造價(jià)低，能就地取材，保溫性能好，適合我國北方氣候條件，但冬季光照差，地爐使室內(nèi)空氣污染，對作物生長不利。目前單坡溫室仍然是我國溫室的主要形式。(2)發(fā)展大型玻璃溫室階段：大型玻璃溫室的特點(diǎn)是其形式以大型連棟方式出現(xiàn)，溫室骨架為全鋼結(jié)構(gòu)，涂防銹漆，電動開窗，燃油鍋爐加溫，并安裝噴灌裝置。但結(jié)構(gòu)性能仍然不夠好，由于大面積連片，缺乏通風(fēng)降溫裝置，夏季室內(nèi)溫度過高無法進(jìn)行生產(chǎn)。(3)發(fā)展大型現(xiàn)代溫室階段：現(xiàn)代溫室主體骨架由采用經(jīng)熱鍍鋅防銹處理的型鋼材組成，具備相應(yīng)的抗風(fēng)雪等載荷的能力；采用玻璃、塑料薄膜、硬質(zhì)塑料、PC板等透光材料覆蓋及相應(yīng)的卡槽、卡簧、鋁合金型材等緊固、鑲嵌構(gòu)件，具有透光和保溫的性能；配備有遮陽、降溫、加溫、通風(fēng)換氣等配套設(shè)備和栽培床、灌溉施肥、照明補(bǔ)光等栽培設(shè)施；此外，還有環(huán)境調(diào)控的控制設(shè)備等，形成完整成套的技術(shù)和設(shè)施設(shè)備[2]。

二、評述

由于溫室大棚種植符合我國的當(dāng)前國情，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，在國家的大力支持下，近幾年得到了快速發(fā)展，但發(fā)展的同時(shí)依然存在著許多不足之處，其歸結(jié)起來主要有以下幾個(gè)方面：

(1)自動化水平不高 目前大部分的溫室還依然采用傳統(tǒng)的方法，人們主要采用溫度計(jì)、濕度計(jì)來采集溫度值和濕度值，通過人工操作加熱、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫濕度。溫室內(nèi)耕種機(jī)具操縱方便性差，絕大多數(shù)還要靠人工作業(yè)，工效低，勞動強(qiáng)度大，費(fèi)用高，導(dǎo)致設(shè)施農(nóng)業(yè)高勞動生產(chǎn)率和高土地利用率的效能得不到充分發(fā)揮。

(2)規(guī)模效益差 目前我國現(xiàn)用溫室還有很大一部分是由國外引進(jìn)的，國外現(xiàn)代化溫室比較適合在氣候溫和、四季溫差較小的地區(qū)使用，但我國土域廣闊，特殊的氣候條件超出了國外溫室的適用范圍。一個(gè)地區(qū)冬季的光照狀況和低溫的強(qiáng)度與頻率是發(fā)展溫室的限制因素，因此研究溫室的地區(qū)氣候適應(yīng)性對日光溫室的布局和采取的措施就顯得相當(dāng)重要。我國加溫溫室的分布與國外不同，許多溫室生產(chǎn)先進(jìn)的國家，都把溫室建立在冬季光照和溫度條件相對比較優(yōu)越的地區(qū)，以減少溫室能源的消耗。而我國90%的溫室集中在三北寒冷地區(qū)的大中城市周圍。這些溫室每年需投入大量的能源用來冬季加熱，夏季降溫；而溫室產(chǎn)量產(chǎn)值又很低，經(jīng)濟(jì)效益差[3]。因此引進(jìn)或自行設(shè)計(jì)溫室，應(yīng)因地制宜，才能取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)設(shè)施結(jié)構(gòu)簡陋 我國設(shè)施結(jié)構(gòu)較簡陋，內(nèi)部調(diào)控設(shè)備和功能不齊全、 不完善，設(shè)施內(nèi)的技術(shù)落后以及總體規(guī)劃不盡合理，綜合配套栽培技術(shù)水平低，沒有最大限度地發(fā)揮其作用，導(dǎo)致了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積位居世界第一，但產(chǎn)量并不理想。我國在溫室種植實(shí)現(xiàn)機(jī)械化方面還有些欠缺。

隨著現(xiàn)代溫室智能化的不斷完善，人們對溫室環(huán)境的控制不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為溫室環(huán)境的控制不斷完善注入了新的活力。它未來的發(fā)展趨勢:

(1)溫室的大型化：單片機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展依賴于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和新型硬件的發(fā)展[4]。在計(jì)算機(jī)普及的年代，這有力地推動了單片機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展。新型軟件和硬件的使用，結(jié)合Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的控制，極高地提高了工作效率，在自動控制和管理上為溫室大型化的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

(2)設(shè)施的成套化：近幾年，國外溫室及大棚的內(nèi)部設(shè)備日趨完善，各項(xiàng)作業(yè)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化操作，在采暖、通風(fēng)、光照、施肥、灌溉、運(yùn)輸?shù)确矫?#xff0c;基本上實(shí)現(xiàn)了自動控制，并開始用微機(jī)控制各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫室

總結(jié)

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