[发明专利]基于单片机的大棚智能调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其涉及一种基于单片机的大棚智能调节系 统。

背景技术

我国的温室控制技术起步较晚，60年代仅利用简易式塑料大棚来种植 蔬菜。20世纪70年代，我国从国外引进了设施环境控制设备与手段都很 先进的温室设施。由于当时只注重引进温室设备，而忽略了温室的管理技 术、种植技术，以及地域、水土、气候乃至资源的差异，而且引进的温室 能能源消耗太大，以至于这些巨资引进的设施基本上亏损经营。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，但是该技术仅限于温度、湿度和二氧化 碳浓度等单项环境因子的控制。90年代初，我国大型温室跌入了发展低谷。 “九五”初期，以以色列温室为代表的“北京中以示范农场”建立，这拉 开了我国第二次学习和引进国外先进温室技术的序幕。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，江苏理工大学研制成功了基 于工控机进行管理的植物工厂系统。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、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。

近年来，我国的温室控制虽然取得了长足的进步，但仍存在一些问题。 主要表现在：(1)在分布上，我国温室大部分集中在东北，华北，谣北等 地区的大中城市周围；(2)在结构上国产温室分为塑料温室和塑料大棚温 室两种。国产温室大部分是因地制宜的选择设施结构及覆盖材料，结构简 单，日光温室占很大比重。(3)在控制和管理上，国产温室自动化程度低。 近年来国内也进行了一些温室的自动控制的研究，但这些研究基本上是单 因素的检测和控制，没有进行全面系统的研究。

目前，相关行业己经有网络化测量和控制方面的研究，实现网络化、 分布式数据采集系统取代传统孤立的、信息闭塞的系统，甚至跨越以太网 或Internet进行数据采集，实施远程控制。虽然国内温室规模有限，还 没有形成规模经济，另外构建的费用也较高，但从长远来看，温室监控系 统分布式和网络化将是一种必然的趋势。

西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。1949年，借助于工 程技术的发展，美国建成了第一个植物人工气候室，开展了植物对自然环 境的适应性和抗御能力的基础及应用研究。20世纪60年代，生产型的高 级温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂，70年代后 荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展，温室设施 广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。随着计算机技术的进步 和智能控制理论的发展，近百年来，温室大棚作为设施农业的重要组成部 分，其自动控制和管理技术不断得以提高，在世界各地都得到了长足的发 展。特别是二十世纪70年代电子技术的迅猛发展和微型计算机的出现， 更使温室大棚环境控制技术产生了革命性的变化。80年代，随着微型计算 机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室环境要求的提高，以微 机为核心的温室综合环境控制系统，在欧美和日本得到了长足的发展，并 迈入了网络化、智能化阶段。

温室产业及相关技术在国外的发展速度很快。如以色列的温室从80 年代到90年代更新了三代，科学家成功开发了一系列计算机软件，硬件， 实现了温室供水，施肥和环境自动化控制。英国农业部对温室发展也很重 视，科学家们先后进行了温室环境与作物生理，温室环境因子的计算机优 化，温室节能，温室自动控制，温室作物栽培与产后处理的研究。在荷兰 的阿姆斯特丹RAI展览馆每年11月举办一次国际花卉展览会，2003年就 有来自世界各国的477个厂商展示了各自的产品和实力。另外，国外温 室正致力于高科技发展。遥测技术，网络技术，控制局域网已逐渐应用予 温室的控制与管理中。