大棚彎管機在國內研究現狀與可靠性
　　大棚彎管機在國外溫室環境控制系統研究開始于20世紀70年代末，首先研制出微型計算機溫室環境控制系統，系統采用單因子控制方式，效果相對較差。到90年代采用模糊控制等智能控制技術，實現環境綜合控制。目前，國外溫室智能控制技術已經達到比較完備的程度，溫室內溫度、濕度、光照強度等環境因子通過計算機集中控制，通過控制電磁閥、暖風機、風扇等設備可以實現環境參數自動調節。隨著科學技術發展，人工智能廣泛應用于溫室控制，美國學者提出一體化溫室網絡管理體系，將溫室中環境參數調節、水肥灌溉等作為一個整體，系統根據溫室環境狀況輸出控制信號協調各部分動作，實現最優控制。
　　國外的溫室栽培起源早，美國在1949建成第一個植物人工氣候室，開始研究植物對自然環境的適應和抗御能力。自20世紀70年代起，西方發達國家加大了在設施農業上的投入和補貼，在溫室技術方面也進行了大量研究。荷蘭、以色列等歐美國家溫室園藝發展迅速，光照、溫度等環境參數已經實現了智能控制；隨著計算機技術的發展，以色列推出了通過計算機調控溫室內部環境參數的現代化溫室；到80年代，微型計算機技術發展迅速，歐美推出了以微型計算機為核心的溫室智能控制系統。溫室環境控制邁入智能化、網絡化階段。
　　我國溫室大棚發展比較晚，60年代僅利用簡易式塑料大棚來種植蔬菜，70年代以來，溫室技術開始有了較快的發展。80年代后從美國等發達國家引入先進的現代化溫室成套設備，通過吸收其先進經驗，對我國溫室大棚智能控制技術的發展起到了積極作用。由于起步晚，引進的溫室設施在實際使用過程中也出現了很多問題，主要表現為以下幾點：
　　(一)引進的溫室設施價格昂貴，運行成本高，經濟效益差，一般農戶難以接受發展溫室產業不能只靠引進。我國的農業技術人員吸收國外溫室設施先進技術經驗的同時結合我國的特殊氣候特征和農業發展水平，在溫室的智能控制系統方面進行了很多的探索和研究，形成了具有自主特色的現代溫室智能控制系統。20世紀90年代初，我國農業科學院自主研發了基于Windows操作系統的溫室智能控制與管理系統；90年代中期，毛罕平和同事研發了能對營養液系統、溫度、光照、二氧化碳等綜合控制的溫室軟硬件控制系統。我國自主研發的智能控制系統已有很多投入使用。比如基于單片機的花房溫濕度控制系統、杭州市美人紫葡萄園自動控制精準滴灌技術試驗基地等。這些研究對于推動溫室產業的發展有著積極地作用，填補了我國溫室大棚智能控制方面的空白。雖然我國溫室產業發展迅速，但是仍存在以下問題：
　　(1)溫室產業沒有相應的標準。我國不同地區氣候差異大，應根據不同地區和不同氣候條件建立溫室產業發展標準，做到發展模式有據可依。
　　(2)科學技術含量低。我國溫室大棚產業起步晚，基礎比較差。難以形成大規模產業。
　　(3)大多數的設施簡陋，抵御自然災害能力差。環境調控技術和設備落后，缺乏理論基礎與量化標準，環境的可調節程度有限。
　　(4)控制手段大多采用人工方式，調控效果差，與國外相比存在較大差距，而且國內現有的一些研究成果很難被真正的推廣應用。
　　(二)引進的溫室設施一般是按照國外氣候條件設計，與我國的氣候差異大。溫室設施使用性能不理想。
　　(三)引進的溫室設施要求管理人員技術水平高，所以適用范圍小，很難普及使用。
　　我國是一個農業大國，人多地少，提高單位面積的作物產量是現階段農業發展的迫切要求，而溫室大棚就是一種可以改變植物生長環境，根據作物生長的最佳生長條件，調節溫室氣候使之一年四季滿足植物生長需要，不受氣候和土壤條件的環境影響，并且能在有限的土地上周年地進行農作物生產的一種溫室設施。
　　農作物在成長過程中需要的環境因子很多，適宜的溫度、濕度、光照強度以及C02濃度是作物實現高產、優質的關鍵。但在溫室大棚內對各種參數的測量需要大量布線，對耕作造成了很大的不便；另外大棚內高溫高濕的環境對控制系統的可靠性控制要求很高，常用的單片機系統難以滿足要求。本課題設計的溫室大棚智能監控系統采用ZigBee的無線通信技術避免了繁瑣的布線的問題；采用可編程邏輯控制器(PLC)作為大棚的主控制器，提高了系統的可靠性。
　　大棚彎管機講首先設計了基于ZigBee的無線數據采集節點，對溫室內溫度、濕度、C02濃度以及光照強度的環境參數的數據采集，構建了ZigBee星型網絡，實現了采集數據的無線傳輸；用PLC作為系統的主控機構，將主節點傳輸的數據通過一定的通信格式傳輸給PLC以后，PLC根據系統設置的環境閩值對相應的執行機構進行控制，啟動增溫降溫、加濕除濕、遮陽補光等調控設備，從而使溫室環境符合作物的生長規律；為了實現對多個大棚的分布式控制，組建了基于RS-485總線的PLC分布式控制系統；采用易控工業組態軟件實現上位監控設計，對整個PLC網絡控制系統進行監控；利用易控工業組態軟件的Web發表功能，實現了溫室大棚組的遠程監控，使得管理人員不深入現場同樣可以獲得溫室大棚的環境參數信息，實現遠程監控。
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