单片机气候参数监测系统设计【文献综述】.pdfVIP

毕业设计（论文）文献综述 题目： 单片机气候参数监测系统设计 专业：电子信息工程 1前言 目前我国农业正处于从传统农业向以优质、高产、高效益为目标的现代农业 转化的新阶段。环境控制工程作为农业生物速生、优质、 高产的手段，是农业 现代化的重要标志。温室大棚中的环境由多个因子组成，如温度、光照、湿度及 二氧化碳浓度等。时下，我国温室环境控制目前仍靠人工经验来管理，严重影响 了农业生产的效益，阻碍了农业生产的发展，因此，采用先进的人工智能技术， 科学、合理地控制影响作物的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，以 便给作物生长创造一个最佳的环境条件，做到既提高产品的质量、产量、经济价 值和社会效益，同时尽量降低生产成本，这对温室环境施行自动检测和控制是非 常必要的。温室设施的关键技术是环境控制，其目的是提高控制及作业精度。温 室环境控制技术是随自动化检测技术、过程控制技术、通讯技术、计算机技术的 发展而发展起来的。 [1-3] 2主题 温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、 避免外界 四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作 为全部或部分结构 材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节 栽培植物。温室生产以达到 调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施 的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。[4-5] 2.1 国外温室环境控制 国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式 的组合仪表，采集现场信息并进行指示，记录和控制。80 年代末出现了分布式 控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。 现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着 完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称 于世，其玻璃温室全部由计算机操作。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥 控技术，可以观测50km 以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，并进行 遥控。 2.2 我国温室控制技术 我国对于温室控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人 员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技 术，该技术仅限于温度、湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。之后，我国的 温室控制技术得到了迅速发展。20世纪80年代，我国先后从欧美和日本等发达 国家引进了21.2hm2连栋温室。由于当时只注重引进温室设备，而忽略了温室的 管理技术和栽培技术，且引进的温室能耗过高，致使企业相继亏损或停产。 90 年代初，我国大型温室跌入了发展的低谷。“九五”初期，以以色列温室为代表 的北京中以示范农场的建立，拉开了我国第二次学习和引进国外现代温室技术的 序幕。到90年代中后期，在对国外温室设备配置、温室栽培品种、栽培技术等 各个方面进行研究的基础上，我国自主开发了一些研究性质的环境控制系统。 1995 年，北京农业大学研制成功了“WJG-1 型实验温室环境监控计算机管理系 统”，此系统属于小型分布式数据采集控制系统。1996年，江苏理工大学毛罕平 等研制成功了使用工控机进行管理的植物工厂系统。该系统能对温度、光照、CO2 浓度、营养液和施肥等进行综合控制，是目前国产化温室控制技术比较典型的研 究成果。中国农业机械化科学研究院研制成功了新型智能温室系统。该系统由大 棚本体及通风降温系统、太阳能贮存系统、燃油热风加热系统、灌溉系统、计算 机环境参数测控系统等组成。1997 年以来，中国农业大学在温室环境的自动控 制技术方面也取得了一定的成果。90 年代末，河北职业技术师范学院的闰忠文 研制了蔬菜大棚，其能够对温、湿度进行实时测量与控制。但由于我国农业现代 化水平较低，农业劳动力大量过剩，温室的一次性投资大，资金短缺以及对操作 人员的素质要求比较高等因素，限制了温室控制技术在温室系统的扩展。[6-9] 2.3 温室环境控制技术三个发展阶段 从国内外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发 展阶段： ①手动控制。这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正 意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是 对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外 的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验