温室控制系统在设施园艺生产中起重要作用

    改革开放以来我国的设施农业得到了迅猛的发展，截止到2004 年，我国大型温室面积已达到588.0hm2，其中进口大型温室面积达到185.4hm2，国产大型温室为403hm2。但是由于多种原因，我国北方日光温室控制水平比较低， 温室环境调控指标含糊、控制精度低，不能做到多环境因子综合控制，阻碍了设施园艺产业的可持续发展。
1 国外状况
    世界发达国家如荷兰、美国、英国等大力发展集约化的温室产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例，温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵工作状况、CO2浓度、EC调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统，并不断地开发模拟控制软件。目前，荷兰自动化智能玻璃温室制造水平处于世界先进水平， 拥有玻璃温室1.2万hm2多，占世界1/4以上，有85%的温室种植者使用环境控制计算机。荷兰开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线，可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的数据查询，并能直接对计算机串行口进行操作，完成上位机与下位机之间的通信。上位机软件集参数设置、信息显示、控制等功能于一体，同时还能够很好地完成温室灌溉和气候的控制和管理。英国的温室管理全部采用计算机管理，在一些农业工程研究所里进行温室骨架与荷载、温室光照与材料、温室环境与生理、温室环境因子的计算机优化、温室节能、温室自动化控制、温室作物栽培与产后处理、无土栽培等课题的研究。伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观察、遥控50km 外温室的温、光、湿、气、水等的环境状况，并进行调控。日本在20世纪80年代中期应用于温室的计算机达1000多台，目前农业生产部门中计算机的普及率高达92%。日本利用计算机对温室温度、湿度、CO2浓度和施肥等进行控制，实现了灌水机械化、作业自动化、设施内多功能管理以及机器人搬运。对温室内环境实施自动控制调节，所用设施包括:补光灯、遮荫帘、加温降温系统、灌溉系统、CO2施肥系统、双层保温幕、天窗控制系统等。计算机自动监控管理可以根据室内温、湿度和室外风速来自动控制天窗开关、加温降温，定时调节温室内双层保温幕、灌溉，还可以根据室内CO2浓度调控CO2施肥系统。同时，可以自动记录并储存温室各环境因子的数据、设施的工作状况，并能以曲线图的形式打印。有“ 沙漠上的绿洲” 美誉的以色列自然条件非常恶劣，气候干旱；但是，政府非常重视，大力发展设施栽培。设施内的灌溉目前已采用电脑控制和电脑水质监测，位于办公室里的中心计算机对田间的控制器进行通讯，可以方便地进行遥控灌溉和施肥，使水肥的利用率达到80%～90%，原本资源匮乏的以色列成为沙漠上的蔬菜出口国。此外，国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。控制要求能在远离温室的计算机控制室就能完成，即远程控制。另外该网络还连接有几个通讯平台，用户可以在遥远的地方通过形象、直观的图形化界面与这种分布式的控制系统对话，就像在现场操作一样，给人以身临其境之感。

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