文獻綜述-測控051-陳杰

基于單片機溫室大棚監控系統的軟件設計

文獻綜述

陳杰

(電子信息工程學系 指導教師： 黃永華)

一、研究背景及動態 中國作為一個農業大國，農業的發展狀況至關重要，要發展農業就必須走農業現代化這條道路。隨著國民經濟的迅速增長，農業的研究和應用技術越來越受到重視，特別是溫室大棚已經成為高效農業的一個重要組成部分，是中國走農業現代化的一種有效途徑，符合我國的當前國情，因此溫室大棚的研究備受重視。

我國溫室農業歷史悠久，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60年代末開始發展溫室產業，其主要以反季節生產的蔬菜和園藝作物的種植為主，發展迅速，產業日趨壯大。世界各國的現代溫室于20世紀60年代逐步完善并快速發展。第二次世界大戰后，各國致力于自身的經濟發展。隨著經濟迅速恢復和快速發展，人們的生活質量大幅度提高，對農產品提出了更高的要求及更多的需求，因而對生產溫室的需求逐年上升。隨著科學技術的進步和工業水平的提高，農業的工業化進程加快了設施農業應運而生，在全球迅速崛起，并形成資金、技術和勞動力密集型的高新技術產業，成為當今世界最具活力的產業之一[2]。社會的需求、技術和經濟的支持，使得現代溫室快速發展。

我國近代溫室發展經歷了三個階段：(1)發展改良型日光溫室階段：改良型溫室的特點是造價低，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)發展大型玻璃溫室階段：大型玻璃溫室的特點是其形式以大型連棟方式出現，溫室骨架為全鋼結構，涂防銹漆，電動開窗，燃油鍋爐加溫，并安裝噴灌裝置。但結構性能仍然不夠好，由于大面積連片，缺乏通風降溫裝置，夏季室內溫度過高無法進行生產。(3)發展大型現代溫室階段：現代溫室主體骨架由采用經熱鍍鋅防銹處理的型鋼材組成，具備相應的抗風雪等載荷的能力；采用玻璃、塑料薄膜、硬質塑料、PC板等透光材料覆蓋及相應的卡槽、卡簧、鋁合金型材等緊固、鑲嵌構件，具有透光和保溫的性能；配備有遮陽、降溫、加溫、通風換氣等配套設備和栽培床、灌溉施肥、照明補光等栽培設施；此外，還有環境調控的控制設備等，形成完整成套的技術和設施設備[2]。

二、評述

由于溫室大棚種植符合我國的當前國情，是農業現代化實現的重要環節，在國家的大力支持下，近幾年得到了快速發展，但發展的同時依然存在著許多不足之處，其歸結起來主要有以下幾個方面：

(1)自動化水平不高 目前大部分的溫室還依然采用傳統的方法，人們主要采用溫度計、濕度計來采集溫度值和濕度值，通過人工操作加熱、加濕、通風和降溫設備來控制溫濕度。溫室內耕種機具操縱方便性差，絕大多數還要靠人工作業，工效低，勞動強度大，費用高，導致設施農業高勞動生產率和高土地利用率的效能得不到充分發揮。

(2)規模效益差 目前我國現用溫室還有很大一部分是由國外引進的，國外現代化溫室比較適合在氣候溫和、四季溫差較小的地區使用，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。一個地區冬季的光照狀況和低溫的強度與頻率是發展溫室的限制因素，因此研究溫室的地區氣候適應性對日光溫室的布局和采取的措施就顯得相當重要。我國加溫溫室的分布與國外不同，許多溫室生產先進的國家，都把溫室建立在冬季光照和溫度條件相對比較優越的地區，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；而溫室產量產值又很低，經濟效益差[3]。因此引進或自行設計溫室，應因地制宜，才能取得一定的經濟效益。

(3)設施結構簡陋 我國設施結構較簡陋，內部調控設備和功能不齊全、 不完善，設施內的技術落后以及總體規劃不盡合理，綜合配套栽培技術水平低，沒有最大限度地發揮其作用，導致了我國設施農業種植面積位居世界第一，但產量并不理想。我國在溫室種植實現機械化方面還有些欠缺。

隨著現代溫室智能化的不斷完善，人們對溫室環境的控制不斷提出新的要求，電子技術、計算機與通信技術的飛速發展又為溫室環境的控制不斷完善注入了新的活力。它未來的發展趨勢:

(1)溫室的大型化：單片機控制系統的發展依賴于現代計算機和新型硬件的發展[4]。在計算機普及的年代，這有力地推動了單片機控制系統的發展。新型軟件和硬件的使用，結合Internet網絡技術的控制，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現奠定基礎。

(2)設施的成套化：近幾年，國外溫室及大棚的內部設備日趨完善，各項作業都實現了機械化操作，在采暖、通風、光照、施肥、灌溉、運輸等方面，基本上實現了自動控制，并開始用微機控制各種調節系統。溫室

總結

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