【正文】 夜間收攏。需要增溫增濕時，采用打開供熱水泵的方法，一方面溫度增加了，但同時濕度也降低了，給溫度方面的控制帶來了負面影響。溫室環(huán)境是一個非線性、分布參數(shù)、時變、大時延、多變量藕合的復(fù)雜對象，被控對象的數(shù)學(xué)模型很難建立，為此，采用模糊控制來解決。第二步：模糊化?？刂埔?guī)則1的意義如下: 當(dāng)系統(tǒng)給定溫濕度值與實測溫濕度值的誤差都為負大(NB)時，輸出控制量Y1應(yīng)為正大(PB)、Y2為正大(PB)、Y3為負大(NB)、Y4為負大(NB)，以減小負偏差，使實際溫濕度趨近于給定值。通過溫室內(nèi)三維動態(tài)畫面及二維平面畫面的演示，用戶可在控制室內(nèi)掌握溫室的實際生產(chǎn)情況。提供實時曲線和歷史曲線。被啟動的下位機，一方面啟動各種傳感器來測量溫室環(huán)境，將采集到的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路換成相應(yīng)的數(shù)字量后，送入下位機進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、判斷分析并進行保存，另一方面把上次采集到的數(shù)據(jù)向上位機發(fā)送，同時根據(jù)上位機發(fā)出的控制信號去控制執(zhí)行機構(gòu)以達到溫室作物所需的環(huán)境。（3）采用單片機+PLC+PC機組成的溫室綜合控制系統(tǒng)，用單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，可降低成本、節(jié)約空間，PLC編程靈活，PC機存儲空間大，因此，具有相當(dāng)高的性價比；（4）提出模糊智能控制方案，采用兩輸入四輸出結(jié)構(gòu)的模糊控制器，符合溫室環(huán)境是一個非線性、分布參數(shù)、時變、大時延、多變量藕合的復(fù)雜對象的實際；（5）采用先進的MCGS組態(tài)軟件，可自動檢測并記憶全年任意時間的環(huán)境溫度地溫及濕度值，還可根據(jù)需要，預(yù)先設(shè)定自動記錄各種數(shù)據(jù)的時間周期；采用可視化編程，提高了編程效益。提供系統(tǒng)使用說明文件。提供實時報警和歷史報警。通過DDE，工程人員可以利用PC機豐富的軟件資源來擴充MCGS的功能，比如利用VSIUALBASIC開發(fā)服務(wù)程序。第三步：建立模糊控制規(guī)則。算法實現(xiàn)主要分以下幾個步驟：第一步：計算誤差。光照強度光照下限時，打開補光鈉燈；CO2濃度濃度上限或者CO2濃度濃度下限時，開窗通風(fēng)換氣。由于各環(huán)境參數(shù)之間的禍合關(guān)系，某一環(huán)控設(shè)備的啟閉會對多個環(huán)境因子產(chǎn)生影響，如打開濕簾水泵不僅使溫室內(nèi)的濕度增大，還使溫室內(nèi)的溫度降低。下位機軟件在GX ，而PLC本身又有多種程序設(shè)計語言，如梯形圖語言、指令語句表語言、功能表語言等。調(diào)用報警延時子程序進行灌溉動作LCALL TIMEORL P1, 02HLCALL TENMIN。調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序LCALL MAOPAO。延時參Cl00US EQU 3FHSHOWADR EQU 40H 。IN1通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址LINEADRO EQU 37H 。電氣接口標(biāo)準(zhǔn)與單片機通信時采用的格式是：1）異步半雙工；2）波特率：9600bps；3）奇偶校驗：偶校驗；4）幀校驗：累加方式（和校驗）；5）字符形式：ASCLL碼。SQ表示行程開關(guān)，SB表示帶鎖按鈕，SW表示三位置旋鈕，分別用于把各自的開關(guān)信號輸入PLC到中。 執(zhí)行設(shè)施及電氣控制設(shè)計 1. 執(zhí)行機構(gòu)溫室的執(zhí)行機構(gòu)可分為兩大類:一類是正反轉(zhuǎn)運行電機，如開窗、拉幕等，這些電機需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，必須有限位開關(guān)；另一類是開關(guān)控制設(shè)備，如風(fēng)機、水泵等［2］。TC1602型LCD是一種用57點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，顯示的容量為2行16個字。本模塊采用AT89C51單片機作為控制核心，通過各傳感器對溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、CO2濃度等參數(shù)實時檢測，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機。如此翻來覆去，形成方波輸出?；谝陨显?，本設(shè)計選用電容式濕度傳感器HS1101電容式濕度傳感器HS1101，它是基于獨特工藝設(shè)計的電容元件，固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，精度高達177。要想克服簡單電路的缺陷，就要使得增益調(diào)整和補償調(diào)整相互獨立。溫度傳感器AD590是電流輸出型溫度傳感器，以電流輸出量作為溫度指示，其電流溫度靈敏度為1μA/K。而且，PLC有各種組態(tài)模塊功能，通過先進的現(xiàn)場總線技術(shù)，可實現(xiàn)多臺PLC、多個溫室的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制，特別適合上、下位機結(jié)合的大型連棟溫室集群控制。在冬春設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中，為了保溫，設(shè)施經(jīng)常處于密閉狀態(tài)，缺少內(nèi)外氣體交換，二氧化碳濃度變幅較大，中午設(shè)施內(nèi)由于光合作用，二氧化碳濃度下降，接近甚至低于補償點，二氧化碳處于虧缺狀態(tài)應(yīng)當(dāng)及時的補充二氧化碳。在冬季溫室環(huán)境控制中，默認為溫度控制優(yōu)先的原則，在溫度條件滿足后，再來滿足濕度條件。 濕度的調(diào)節(jié)與控制土壤濕度要與空氣相對濕度協(xié)調(diào)一致才能達到溫室濕度的有效控制，濕度調(diào)控范圍一般在60%RH80%RH，精度為士5%。具體方法就是增加保溫覆蓋的層數(shù)，采用隔熱性能好的保溫覆蓋材料，以提高設(shè)施的氣密性。運用這種技術(shù)把溫室環(huán)境自動檢測與控制系統(tǒng)中的各個電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)無線地連接起來，以達到便捷地對溫室環(huán)境參數(shù)進行自動檢測，靈活地對溫室環(huán)境參數(shù)進行自動控制的目的。面向?qū)ο蟮姆植际较到y(tǒng)，每一個功能單元針對一個對象、每一根進線、每一根出線、每個傳感器、接觸器等都可作為對象。因此近幾年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊推理等人工智能技術(shù)在溫室栽培中得到了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用。胡建東，肖建軍等采用模糊控制原理設(shè)計了連棟溫室溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用的控制器由單片計算機80C31及外擴展一定數(shù)量的存貯器和接口芯片組成:作者將溫度控制系統(tǒng)簡化成一個二維的模糊控制系統(tǒng)，分別從模糊系統(tǒng)包括的輸入輸出變執(zhí)行機理和反模糊化方面進行了設(shè)計，模糊控制技術(shù)的應(yīng)用使連棟溫室控制盡可能達到一個最佳的狀態(tài)。如由江蘇理工大學(xué)李萍萍、毛罕平等人自行研制的智能溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，它采用工業(yè)控制計算機作為溫室控制系統(tǒng)的核心，它是江蘇省“九五”農(nóng)業(yè)科技項目，他們在1996年7月初步建成了一套具有降溫、補光、控濕和增施二氧化碳等功能的智能溫室，1997年又相繼完成了應(yīng)用夜加溫和太陽能加溫的系統(tǒng)。我國溫室產(chǎn)業(yè)起步比較晚。1949年，借助于工程技術(shù)的發(fā)展，美國建成了第一個植物人工氣候室，開展了植物對自然環(huán)境的適應(yīng)性和抗御能力的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究。4）計算機控制水平低。這次打規(guī)模的引進溫室，特別是北京、上海幾個示范園區(qū)，在引進溫室至溫室園藝成套設(shè)施硬件的同時，還引進了配套品種、栽培技術(shù)、專家系統(tǒng)等軟件成套技術(shù)，以及國外相關(guān)專家現(xiàn)場指導(dǎo)。農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合控制作為農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，以溫室為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展主要方向之一，成為21世紀(jì)最有活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè)。 荷蘭大量投資與溫室相關(guān)的基礎(chǔ)研究。除了對溫室進行監(jiān)控外，計算機優(yōu)化環(huán)境參數(shù)、節(jié)能、節(jié)水及設(shè)施裝備的可靠性等很多方面都取得了很好的技術(shù)成果，并推出了許多新產(chǎn)品。歐美等國家在 30 年代就相繼建立了人工氣候室。這些高水平大型溫室的環(huán)境控制系統(tǒng)能夠根據(jù)傳感器采集室溫、葉濕、地濕、室內(nèi)濕度、土壤含水量、溶液濃度、二氧化碳濃度、風(fēng)速、風(fēng)向、以及植物作物生長狀態(tài)等有關(guān)參數(shù)，結(jié)合作物生長所需最佳條件，有效調(diào)節(jié)有關(guān)設(shè)備裝置，將室內(nèi)溫、濕、光、水、肥、氣等諸因素綜合協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。由于借鑒了工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的先進成果，技術(shù)水平不斷提高，它能根據(jù)作物生長的最佳生長條件，調(diào)節(jié)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影響，在有限的土地上周年地生產(chǎn)蔬菜和鮮花。國外現(xiàn)代溫室單位面積的產(chǎn)量高經(jīng)濟效益高，荷蘭溫室番茄年產(chǎn)量達到 60kg/m2，5000 hm2用于種植花卉，花卉產(chǎn)業(yè)每天向世界鮮花市場上出口 1700 萬支鮮花和 170 萬盆盆花，鮮花出口占全世界鮮花市場的 60%以上，年收入高達 110 億美元，占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 35%，經(jīng)濟效益高，成為歐洲的“菜籃子”，“花籃子”。要解決這些問題，根本在于實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向以優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)為目的的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化。由此，又一個大規(guī)模引進國外大型現(xiàn)代溫室，至 1998 年，,引進的國家有荷蘭、法國、以色列、西班牙、美國、日本、韓國以及我國的臺灣地區(qū)，基本涵蓋了現(xiàn)代溫室發(fā)達的國家和地區(qū)；引進和建設(shè)的地點，北起黑龍江，南至海南島，東起上海，西至新疆，包括了全國所有的省、市、自治區(qū)；引進溫室的主要類型包括單屋脊和雙屋脊的大型連棟玻璃溫室，拱圓形、鋸齒形、雙層充氣和雙層結(jié)構(gòu)的塑料膜溫室，以及聚碳酸酯板溫室等，代表了現(xiàn)代溫室的所有類型；引進溫室的配套設(shè)備包括遮陽、通風(fēng)、降溫、加溫、保濕、自動控制和計算機管理，以及栽培床、活動苗床、噴滴灌和自走噴灌、自走式采摘車、自動化穴盤育苗、水培設(shè)備等等，也基本包括了所有先進的配套設(shè)備。3）不同地域的氣候環(huán)境制約了進口大型溫室適用性，溫室不能周年運行。西方發(fā)達國家在現(xiàn)代溫室測控技術(shù)上起步比較早。計算機對這些系統(tǒng)的控制己經(jīng)不是簡單的、獨立的、靜態(tài)的直接數(shù)字控制，而是基于環(huán)境模型上的監(jiān)督控制，以及基于專家系統(tǒng)上的人工智能控制，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正在向著完全自