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　　溫室是一種可以改變植物生長(zhǎng)環(huán)境、為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱?chǎng)所。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長(zhǎng)的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，防治病蟲(chóng)害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。而溫室設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制，該技術(shù)的最終目標(biāo)是提高控制與作業(yè)精度。

　　國(guó)外對(duì)溫室環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行指小、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開(kāi)發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國(guó)的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無(wú)人化的方向發(fā)展。像園藝強(qiáng)國(guó)荷蘭，以先進(jìn)的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計(jì)算機(jī)操作?？诒狙兄频氖卟怂芰洗笈镌诓シN、間苗、運(yùn)苗、灌水、噴藥等作業(yè)的自動(dòng)化和無(wú)人化方面都有應(yīng)用?？诒纠糜?jì)算機(jī)控制溫室環(huán)境因素的方法，_i幾要是將各種作物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)作出相應(yīng)修正或調(diào)整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和CO:濃度為隨變因素，使這四個(gè)_i幾要環(huán)境因素隨時(shí)處于最佳配合狀態(tài)。美國(guó)和荷蘭還利用差溫管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)花卉、果蔬等產(chǎn)品的開(kāi)花和成熟期進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。英國(guó)倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計(jì)算機(jī)遙控技術(shù)，可以觀測(cè)SOkm以外溫室內(nèi)的光、溫、濕、氣和水等環(huán)境狀況，并進(jìn)行遙控。

　　我國(guó)對(duì)于溫室控制技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國(guó)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家溫室控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了人工氣候室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于溫度、濕度和CO:濃度等單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。之后，我國(guó)的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。

　　20世紀(jì)80年代，我國(guó)先后從歐美和口本等發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了21.2hm“連棟溫室。由于當(dāng)時(shí)只注重引進(jìn)溫室設(shè)備，而忽略了溫室的管理技術(shù)和栽培技術(shù)，且引進(jìn)的溫室能耗過(guò)高，致使企業(yè)相繼5損或停產(chǎn)。90年代初，我國(guó)大型溫室跌入了發(fā)展的低谷。“九五”初期，以以色列溫室為代表的北京，以小范農(nóng)場(chǎng)的建立，拉開(kāi)了我國(guó)第二次學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)代溫室技術(shù)的序幕。到90年代，后期，在對(duì)國(guó)外溫室設(shè)備配置、溫室栽培品種、栽培技術(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，我國(guó)自_i幾開(kāi)發(fā)了一些研究性質(zhì)的環(huán)境控制系統(tǒng)。1995年，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功了“WJG-1型實(shí)驗(yàn)溫室環(huán)境監(jiān)控計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)”，此系統(tǒng)屬于小型分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。

　　19%年，江蘇理工大學(xué)毛罕平等研制成功了使用工控機(jī)進(jìn)行管理的植物工)一系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)溫度、光照、CO:濃度、營(yíng)養(yǎng)液和施肥等進(jìn)行綜合控制，是目前國(guó)產(chǎn)化溫室控制技術(shù)比較典型的研究成果。，國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制成功了新型智能溫室系統(tǒng)。該系統(tǒng)由大棚本體及通風(fēng)降溫系統(tǒng)、太陽(yáng)能貯存系統(tǒng)、燃油熱風(fēng)加熱系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)環(huán)境參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)等組成。1997年以來(lái)，，國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在溫室環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)方面也取得了一定的成果。90年代末，河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院的門忠文研制了蔬菜大棚，其能夠?qū)?、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與控制。但由于我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力大量過(guò)剩，溫室的一次性投資大，資金短缺以及對(duì)操作人員的素質(zhì)要求比較高等因素，限制了溫室控制技術(shù)在溫室系統(tǒng)的擴(kuò)展。

　　從國(guó)內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，溫室環(huán)境控制技術(shù)大致經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段:

　?、偈謩?dòng)控制。

　　這是在溫室技術(shù)發(fā)展初期所采取的控制手段，其時(shí)并沒(méi)有真正意義上的控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。生產(chǎn)一線的種植者既是溫室環(huán)境的傳感器，又是對(duì)溫室作物進(jìn)行管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們是溫室環(huán)境控制的核心。通過(guò)對(duì)溫室內(nèi)外的氣候狀況和對(duì)作物生長(zhǎng)狀況的觀測(cè)，憑借長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)推測(cè)及判斷，手動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境。種植者采用手動(dòng)控制方式，對(duì)于作物生長(zhǎng)狀況的反應(yīng)是最直接、最迅速且是最有效的，它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。但這種控制方式的勞動(dòng)生產(chǎn)率較低，不適合工)一化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且對(duì)種植者的素質(zhì)要求較高。80年代，期，以遼寧海城和瓦房店為代表的高效節(jié)能口光溫室基本屬于這種控制方式。荷蘭溫室發(fā)展的初期，環(huán)境因子也是根據(jù)種植者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制。如使用手動(dòng)加熱系統(tǒng)和手動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，在玻璃窗上涂上石灰以減少過(guò)多的光照等。另外，在溫室，掛上溫度計(jì)用來(lái)檢查對(duì)溫室環(huán)境的控制效果。

　?、谧詣?dòng)控制。

　　第二次世界大戰(zhàn)以后，溫室生產(chǎn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“溫室效應(yīng)”的概念。手動(dòng)控制的生產(chǎn)方式正逐漸被機(jī)械設(shè)備所替代。首先被引入使用的是自動(dòng)調(diào)溫儀，其后，與環(huán)境控制和作物生長(zhǎng)有關(guān)的研究成果相繼問(wèn)世，這些新的成果促進(jìn)了新型環(huán)境控制設(shè)備的誕生。

　　于是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代控制理論對(duì)溫室內(nèi)的各種環(huán)境因子，包括溫度、光照、濕度、CO2濃度和施肥等，進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)成為溫室控制的_i幾要方式。根據(jù)溫室作物的生長(zhǎng)習(xí)性和市場(chǎng)的需要，部分甚至完全擺脫自然環(huán)境的約束，使人為創(chuàng)造適宜作物生長(zhǎng)最佳環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)手段成為_(kāi)i幾流。此時(shí)的溫室有比較完整的控制系統(tǒng)，有各種傳感器采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，良好的人機(jī)界面使種植者的操作過(guò)程形象而且簡(jiǎn)便。這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長(zhǎng)所需環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測(cè)量值與事先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，以決定溫室環(huán)境因子的控制過(guò)程，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱、降溫和通風(fēng)等動(dòng)作。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的溫室控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高。通過(guò)改變溫室環(huán)境設(shè)定目標(biāo)值，可以自動(dòng)地進(jìn)行溫室內(nèi)環(huán)境氣候調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對(duì)作物生長(zhǎng)狀況的改變難以及時(shí)作出反應(yīng)，難以介入作物生長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律。目前我國(guó)絕大部分自_i幾開(kāi)發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室及引進(jìn)的國(guó)外設(shè)備都屬于這種控制方式。

　?、壑悄芑刂?。

　　這是在溫室自動(dòng)控制技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過(guò)總結(jié)、收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、技術(shù)和各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立植物生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開(kāi)發(fā)出的一種適合不同作物生長(zhǎng)的溫室專家控制系統(tǒng)技術(shù)。這種智能化的控制技術(shù)將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與溫室自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以溫室綜合環(huán)境因子作為采集與分析對(duì)象，通過(guò)專家系統(tǒng)的咨詢與決策，給出不同時(shí)期作物生長(zhǎng)所需要的最佳環(huán)境參數(shù)，并且依據(jù)此最佳參數(shù)對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊處理，自動(dòng)選擇合理、優(yōu)化的調(diào)整方案，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)溫室的智能化管理與生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為我們提供了一種全新的處理復(fù)雜農(nóng)業(yè)問(wèn)題的思想方法和技術(shù)手段。它能夠根據(jù)溫室環(huán)境條件和作物生長(zhǎng)狀況，應(yīng)用適當(dāng)?shù)闹R(shí)表達(dá)和規(guī)則化，推理決策出最適合作物生長(zhǎng)的溫室環(huán)境。將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用于溫室的實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動(dòng)調(diào)控是溫室發(fā)展的新亮點(diǎn)。這種控制方式既能體現(xiàn)作物生長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)抨農(nóng)業(yè)專家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，的指導(dǎo)作用，又可充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)的調(diào)控非常方便和有效，實(shí)現(xiàn)溫室的完全智能化控制。因此，溫室專家控制系統(tǒng)技術(shù)是一種比較理想、比較有發(fā)展前途的控制方式。

　　溫室控制技術(shù)沿著手動(dòng)一自動(dòng)一智能化控制的發(fā)展進(jìn)程，向著越來(lái)越先進(jìn)、功能越來(lái)越完備的方向發(fā)展。由此可見(jiàn)，溫室環(huán)境控制朝著基于作物生長(zhǎng)模型,溫室綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的溫室信息自動(dòng)采集及智能控制趨勢(shì)發(fā)展。

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