【正文】 作為監(jiān)控模塊，兩者通過串口進行通信來控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，實現(xiàn)了過程的智能化、人性化。調(diào)節(jié)方法一般有以下四種：（1）改善設施的透光率；（2）應用反光幕；（3）人工補光；（4）遮光。在濕度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，溫室內(nèi)的加濕和去濕則由溫室內(nèi)的調(diào)節(jié)部件完成，這些部件有天窗、側(cè)窗、濕簾、風機等。另一種在室內(nèi)掛遮光幕，降溫效果比掛在室外差；屋面流水降溫法采用時須考慮安裝成本，清除玻璃表面的水垢污染問題；蒸發(fā)冷卻法使空氣先經(jīng)過水的蒸發(fā)冷卻降溫后再送入室內(nèi)，達到降溫目的。溫度的空間分布均勻，時間變化平緩?？勺儎拥沫h(huán)境控制系統(tǒng)目前主要側(cè)重于溫度、光照、相對濕度、CO2濃度等方面的研究，在溫室作物產(chǎn)量上已表現(xiàn)出比較滿意的效果。上層主要用作系統(tǒng)管理，其它各種功能如測量與控制任務等，主要由下層完成。 溫室環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展趨勢：隨著計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，溫室計算機環(huán)境控制系統(tǒng)的應用將由簡單的以數(shù)據(jù)采集處理和監(jiān)測為主，逐步轉(zhuǎn)向以知識處理和應用為主?？刂破鲗Ρ仁覂?nèi)溫度、濕度的測量值與設定值，根據(jù)溫度、濕度偏高、偏低或者合適得出9種組合，每個組合對應一組熱風爐、天窗、噴霧、通風機的組合狀態(tài)。采集量有室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤水份及C02濃度。基于以上的種種原因，我國的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家高科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎上，進行了溫室中溫度、濕度、光照等單因子控制技術(shù)的研究，并逐步推出既適宜我國經(jīng)濟發(fā)展水平又能滿足不同生態(tài)氣候條件要求的溫室控制系統(tǒng)。溫室內(nèi)的各環(huán)境因子大多由計算機集中控制，檢測傳感器也較為齊全，如溫室內(nèi)外的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、營養(yǎng)液濃度等，由傳感器的檢測基本上可以實現(xiàn)對各個執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，如無級調(diào)節(jié)的天窗通風系統(tǒng)，濕簾與風扇配套的降溫系統(tǒng)，由熱水鍋爐或熱風機組成的加溫系統(tǒng)，可定時噴灌或滴灌的灌溉系統(tǒng)，二氧化碳施肥系統(tǒng)，以及適用于溫室作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械等。國內(nèi)外研究學者對控制系統(tǒng)和控制算法做了大量的研究。2）能源消耗大，以現(xiàn)代溫室為代表的設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)效益低下，導致溫室產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了滑坡的現(xiàn)象。“九五”期間，國家科技部將工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程列為國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程，這是唯一的一項農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范工程項目。第三是我國農(nóng)產(chǎn)品成本高，科技含量低，無法形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。1999 年一年四季全天候生產(chǎn)的大型溫室有 萬 hm2，其中 90%為玻璃溫室。目前，在溫室控制技術(shù)方面，荷蘭、美國、以色列、日本等國較為先進。荷蘭、日本、以色列、美國、韓國、西班牙、意大利、法國、加拿大等國是設施農(nóng)業(yè)十分發(fā)達的國家，溫室以大型溫室為主。溫室調(diào)控技術(shù)至今經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展過程。美國開發(fā)的冬天保溫用的雙層充氣膜、高壓霧化降溫加濕系統(tǒng)以及夏季降溫用的濕簾降溫系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先水平；韓國的換氣、灌水、二氧化碳濃度控制等設施比較先進；荷蘭的頂面涂層隔熱、加熱系統(tǒng)、人工補光等方面有較高的水平；以色列的灌溉系統(tǒng)比較先進，室內(nèi)設施齊全。建立“蔬菜工廠”、“花卉工廠”、“苗木工廠”等用于研究和示范，成為溫室業(yè)的堅實科研后盾。20 世紀 50 年代末，我國在華北地區(qū)曾建造過屋脊式大型玻璃溫室，到 60 年代初，在東北地區(qū)建成 1hm2的大型玻璃溫室。 目前，我國是設施園藝栽培面積最大的國家。目前國內(nèi)溫室計算機控制系統(tǒng)與國際選進技術(shù)存在很大差距，商用控制系統(tǒng)不能滿足高效節(jié)能有效控制溫室機構(gòu)運行的要求。20世紀60年代，生產(chǎn)型的高級溫室開始應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，奧地利首先建成了番茄生產(chǎn)工廠，70年代后荷蘭、日本、美國、英國、以色列等國家的溫室園藝迅猛發(fā)展，溫室設施廣泛應用于園藝作物生產(chǎn)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。自70年代末起，我國先后從日本、美國、荷蘭和保加利亞等國引進了40套左右的現(xiàn)代化溫室成套設備。1996年8月起進行了溫室環(huán)境控制的技術(shù)效果測試分析和生菜、空心菜、三葉芹的無土栽培試驗，測試表明，溫度、濕度、光照、營養(yǎng)液和二氧化碳等各個環(huán)境因子控制技術(shù)效果良好，基本達到預期目的，并明確了各環(huán)境參數(shù)的合理控制范圍。例如:汪永斌，呂昂等研制的溫室群全數(shù)字式溫度和濕度綜合控制系統(tǒng)。楊明等設計的基于溫濕度模糊控制的智能溫室控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)上位機為PC機，下位機為AT89C52，采用模糊控制器進行溫濕度的智能控制。：目前，網(wǎng)絡技術(shù)己成為當前世界最有活力、發(fā)展最快的高科技領(lǐng)域。：所謂綜合環(huán)境調(diào)節(jié)，就是以實現(xiàn)作物的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)為目標，把影響作物生長的多種環(huán)境參數(shù)，如光照、溫度、濕度、CO2濃度等，都保持在適宜作物生長的狀態(tài)，并盡可能使用最少量的環(huán)境調(diào)節(jié)裝置，既省時又節(jié)能，還能使勞動者愉快地從事生產(chǎn)勞動。便攜式環(huán)境參數(shù)采集器內(nèi)部裝有溫度、濕度、光照等各種傳感器，并嵌入了藍牙芯片，因此，這種參數(shù)采集器具有無線通信功能，可以便捷地放置在溫室內(nèi)的不同位置。（2）加溫，我國傳統(tǒng)的單屋面溫室，大多采用爐灶煤火加溫，近年來也有采用鍋爐水暖加溫或地熱水暖加溫的。濕度的調(diào)控影響溫度，要求濕度與溫度的調(diào)控需按按一定的程序進行。如溫度過低、濕度過大的情況下，以加溫為主導，只有當溫度上升到一定值后，才能通風降濕，另一方面，溫度提高本身可以使相對濕度降低。補充二氧化碳的方法很多，常用的主要有三種：（1）燃燒法；（2）化學反應法（目前在我國的設施栽培中運用較多）；（3）施用顆粒有機生物氣肥法。其上位機的功能有：介入互聯(lián)網(wǎng)、PLC采集數(shù)據(jù)上傳的管理、設定點的下載、控制算法的優(yōu)化與生成等。它的輸出電流精確地正比于絕對溫度，可以作為精確測溫元件。本文設計了具有獨立調(diào)節(jié)功能的測溫電路，具體如圖31所示。2％RH；極好的線性輸出；1～99％RH濕度量程；40～100℃的溫度工作范圍，響應時間5秒；濕度輸出受溫度影響極小，防腐蝕性氣體；常溫使用無需溫度補償，無需校準；％RH；典型值180pf55%RH；長期穩(wěn)定性及可靠性；％RH/年。根據(jù)溫室內(nèi)作物對光照強度的要求，光照傳感器應該反應靈敏、精度高。數(shù)據(jù)采集處理電路如圖33所示。同時，為了在某些緊急狀態(tài)或反常狀態(tài)下，能使操作人員不致忽視，以便及時處理，本系統(tǒng)采用簡單易行的聲光報警電路。本設計中包括的環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)有:外遮陽幕系統(tǒng)、保溫被系統(tǒng)、鈉燈補光系統(tǒng)、前后窗自然通風系統(tǒng)、濕簾水泵系統(tǒng)、環(huán)流風機系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、噴灌系統(tǒng)。表31 PLC I/0分配表 串行通訊接口電路設計FX系列PLC基本單元模塊提供了一個RS422異步串行通訊口，用SC09編程電纜將“422編程口”（8針mini口）與計算機的“232串行通訊口”（9針D形口）相連，實現(xiàn)上下位機的通訊。第四章 系統(tǒng)軟件設計本系統(tǒng)軟件主要包括：單片機部分的軟件、PLC部分的軟件、串口通訊軟件和上位機系統(tǒng)軟件。1N0采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址LINEADR1 EQU 38H 。顯示區(qū)數(shù)據(jù)存放首址ORG OOOOHSJMP STARTORG OOOBH 。調(diào)用濾波子程序LCALL TURN。灌水結(jié)束等待10分鐘Limp RUN。其中梯形圖語言沿襲傳統(tǒng)的電氣符號控制圖，但簡化了符號，編程容易且直觀。當溫室內(nèi)的CO2濃度較低需通風換氣時，也使溫室內(nèi)的溫度降低。表41 溫濕度聯(lián)合控制策略 模糊控制算法實現(xiàn)的高級控制PLC與監(jiān)控計算機聯(lián)合工作為“在線”工作方式，“在線”工作方式充分發(fā)揮了計算機容量大、計算速度快的優(yōu)點。從上位機系統(tǒng)的專家數(shù)據(jù)表中取出溫濕度的專家數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)參數(shù)的設定值，讀入由下位機系統(tǒng)結(jié)合傳感器系統(tǒng)得到的實測數(shù)據(jù)，并計算溫濕度誤差。根據(jù)溫室環(huán)境控制過程的經(jīng)驗可以得出對應控制量的一系列語言規(guī)則，分別建立兩輸入單輸出（E1, E2, Y1）、（E1, E2, Y2）、（E1, E2, Y3）、（E1, E2, Y4）的模糊規(guī)則，這樣總共得到25條模糊規(guī)則，如控制規(guī)則1: If E1=NB and E2=NB Then Y1=PB and Y2=PB and Y3=NB and Y4=NB。圖42 下位機與VB應用程序交換數(shù)據(jù)溫室環(huán)境參數(shù)監(jiān)控平臺作為與用戶直接對話的窗口，既要實現(xiàn)對溫室的實時控制，同時還要向用戶提供一系列生產(chǎn)管理幫助，因此其主要功能有:①畫面監(jiān)控。⑤趨勢曲線。系統(tǒng)工作過程如下:上位機每經(jīng)過一定時間就向下位機發(fā)出控制信號，啟動下位機及其被控機構(gòu)，同時準備接收下位機發(fā)送來的信號和數(shù)據(jù)。 進一步研究方向（1）考慮到溫室遠程控制，系統(tǒng)應擴展無線功能模塊和GSM短消息功能模塊，解決溫室布線困難的問題；（2）從系統(tǒng)控制決策生成出發(fā)，根據(jù)溫室控制類型的不同，進行系統(tǒng)專家智能庫的開發(fā)；（3）系統(tǒng)檢測設備需要完善，傳感器系統(tǒng)的測量精度需要校準；（4）模糊控制算法的優(yōu)化，對溫室多個環(huán)境因子進行綜合考慮，實現(xiàn)多維模糊控制器的設計，提出能更好解決多維控制器控制規(guī)則的兼容性和冗余性問題的