應(yīng)用自動(dòng)控制和電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一,近年來電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了溫室控制方面的一場(chǎng)革命,對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)增質(zhì)增量產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，溫室工程已成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的智能溫室自問世以來，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段和措施。它的功能在于以先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)施，人為控制作物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，使作物生長(zhǎng)不受自然氣候的影響，做到常年工廠化，進(jìn)行高效率，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。
一個(gè)完整的溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括以下幾個(gè)部分：
1，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)元件：包括溫度監(jiān)測(cè)、濕度監(jiān)測(cè)、CO2濃度等監(jiān)測(cè)元件。這些裝置相當(dāng)于整個(gè)控制系統(tǒng)的眼睛，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚的狀況，以便實(shí)施控制。
2，執(zhí)行結(jié)構(gòu)：如各種泵，加熱器，CO2 發(fā)生裝置，照明控制裝置等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些裝置相當(dāng)于整個(gè)控制系統(tǒng)的手，自動(dòng)控制系統(tǒng)的指令通過這些設(shè)備得到執(zhí)行，以達(dá)到控制目標(biāo)。
3，A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊。因?yàn)樽詣?dòng)控制系統(tǒng)不能識(shí)別各種電信號(hào)，必須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)才能為計(jì)算機(jī)所識(shí)別，同樣計(jì)算機(jī)發(fā)出的也是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)。這些設(shè)備如同人的神經(jīng)系統(tǒng)，把各個(gè)信號(hào)傳遞到大腦，并把控制信號(hào)傳遞到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
4，控制系統(tǒng)主機(jī)：主機(jī)實(shí)施各種控制方案，并依據(jù)不同的環(huán)境、作物、生長(zhǎng)期實(shí)施不同的控制方案。是這個(gè)控制系統(tǒng)的核心，相當(dāng)于大腦。
5，人機(jī)交互系統(tǒng)：工作人員可以通過人機(jī)交互系統(tǒng)了解系統(tǒng)的工作情況，并可通過人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)下發(fā)人工指令，設(shè)定控制主機(jī)的工作環(huán)境。人機(jī)交互系統(tǒng)通過紫金橋組態(tài)軟件就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互。
以上的分類是一個(gè)典型的控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的繁簡(jiǎn)情況，系統(tǒng)的配置會(huì)有所增減。如有的小系統(tǒng)，就直接用計(jì)算機(jī)做為控制系統(tǒng)主機(jī)了，和人機(jī)交互系統(tǒng)合二為一了。
功能敘述
溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但通常所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃度等。計(jì)算機(jī)通過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息，通過邏輯運(yùn)算和判斷控制相應(yīng)溫室設(shè)備運(yùn)作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。輸出和打印設(shè)備可幫助種植者作全面細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主要具備以下幾部分功能：
1、綜合環(huán)境控制
采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)比較分析，四季連續(xù)工況調(diào)控系統(tǒng)。，比例調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度與通風(fēng)。CO2 發(fā)生裝置按需比例調(diào)節(jié)環(huán)境CO2濃度，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內(nèi)光照強(qiáng)度的前提下，組合調(diào)節(jié)環(huán)境溫度與通風(fēng)，達(dá)到強(qiáng)制降低環(huán)境溫度的效果。通過計(jì)算機(jī)對(duì)溫室各電動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行整體調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)控到作物生長(zhǎng)所需求的溫、濕、光、水、氣等條件，另外通過臭氧消毒凈化器對(duì)溫室進(jìn)行消毒。
2、肥水灌溉控制
采用計(jì)算機(jī)肥水灌溉運(yùn)籌系統(tǒng)。根據(jù)作物區(qū)的需要，對(duì)水培區(qū)的營(yíng)養(yǎng)液成分，PH和EC值進(jìn)行綜合調(diào)控。對(duì)基培和土培區(qū)主要是根據(jù)作物生產(chǎn)需要，設(shè)定基質(zhì)、土壤的水勢(shì)值，自動(dòng)調(diào)節(jié)滴灌、噴灌系統(tǒng)的灌溉時(shí)間和次數(shù)。
3、緊急狀態(tài)處理
采用計(jì)算機(jī)實(shí)測(cè)環(huán)境參數(shù)、狀態(tài)極限值反饋報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)作物的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定溫室環(huán)境的極限值和作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)極限值報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)，提高了整個(gè)系統(tǒng)安全性。
4、信息處理
采用計(jì)算機(jī)集散控制信息管理系統(tǒng)。信息處理由中心控制計(jì)算機(jī)完成。主機(jī)通過局部數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)雙向控制及全系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理。其功能包括運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯著，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索，數(shù)據(jù)平均值報(bào)表、曲線顯示與打印。
下面我們以葡萄溫室和黃瓜、番茄溫室為例，介紹其生長(zhǎng)參數(shù)：
葡萄溫室：
a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內(nèi)溫度為5℃。休眠期以后白天需控制溫室內(nèi)溫度為25-30℃，夜間需控制在15-18℃。
b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。
c、光照強(qiáng)度應(yīng)保持在45000-55000勒克斯
d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點(diǎn)左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在7-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
黃瓜、番茄溫室：
a、在苗期需保持溫室內(nèi)溫度在13-15℃，定植后白天上午應(yīng)保持在25-28℃，下午應(yīng)保持在20-25℃，夜間應(yīng)保持在15-18℃。
b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%，夜間保持在85-90%；番茄白天保持在65-75%，夜間保持在75-85%。
c、光照強(qiáng)度番茄應(yīng)保持在50000勒克斯左右，保證12個(gè)小時(shí)光照；黃瓜應(yīng)保持在40000勒克斯左右，保證8-10小時(shí)光照。
d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點(diǎn)左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在6.5-7.5。
f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)踐標(biāo)明，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)大大降低了工作量，而且由于能精準(zhǔn)控制農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，作物產(chǎn)量和質(zhì)量都大幅度提高，帶來了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。