【文章內(nèi)容簡介】 低。 目前，溫濕度控制器技術(shù)比較成熟，控制采樣和輸出靈明度都比較理想，因此，在控制系統(tǒng)中我們采用了 TDK0302 智能溫濕度控制器 。其 特點： ① 、溫濕度控制器選用高可靠性電腦芯片高精度溫濕傳感器以智能化軟件控制技術(shù)組合而成。 ② 、控制器具有抗干擾能力強，控制精度高，控制方式靈活，能根據(jù)不同的溫濕度控制需要可對溫濕度上下限，控制回差，控制方式分別進行設定，可適應絕大多數(shù)溫濕度監(jiān)控需要。 （ 2）、 補充 光源 9 植物的生命活動都 與光照密不可分 ,因為人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)是通過光合作用制造出來的。目前 ,苗室 內(nèi)的光照仍以 自然 光照為主 ,但光照強度一般較弱 ,這是因為自然光要透過透明屋面覆蓋材料才能進入 苗 室內(nèi) ,這個過程中會由于覆蓋材料吸收、反射、覆蓋材料內(nèi)表面結(jié)露的水珠折射、吸收等而降低透光率。如果透明材料不清潔 ,使用時間長而染塵、老化等因素 ,其透光率甚至不足自然光的 50%。補光有調(diào)節(jié) 蔬菜苗期 的光合作用 ,促進作物生長。據(jù)研究 ,當溫室內(nèi) 苗 床面上光照日總量小 于 100 W/m2 時 ,或光照時數(shù) 每天 不足 時 ,就應進行人工補光。因此 ,在北方冬季 更 需要這種補光 ,補光的光源是電光源 ，要求有一定的光譜能量分布 或 太陽光的連續(xù)光譜 ， 可以模擬自然光照或采用類似 蔬菜育苗 生理輻射的光譜。 可見光 （日光） 波長 ： 光色 波長 λ （ nm) 代表波長 紅（ Red） 780～ 630 700 橙（ Orange） 630～ 600 620 黃（ Yellow） 600～ 570 580 綠（ Green） 570～ 500 550 青（ Cyan） 500～ 470 500 藍（ Blue） 470～ 420 470 紫（ Violet） 420～ 380 420 光譜范圍對植物生理的影響 ： 280 315nm 對形態(tài)與生理過程的影響極小 315 400nm 葉綠素吸收少，影響光周 期效應，阻止莖伸長 400 520nm（藍） 葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用影響最大 520 610nm（綠） 色素的吸收率不高 610 720nm（紅） 葉綠素吸收率低，對光合作用與光周期效應有顯 10 著影響 720 1000nm 吸收率低，刺激細胞延長，影響開花與種子發(fā)芽 ＞ 1000nm 轉(zhuǎn)換成為熱量 從上面的數(shù)據(jù)來看，不同波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的，植物光合作用需要的光線，波長在 400720nm 左右。 400520nm（藍色）的光線以及 610720nm（紅色）對于光合作用貢獻最大。 按照以上原理， 補光 光源 應該 做成紅藍組合 ，并且可單獨工作于 全藍、全紅 模式 ，以提供 蔬菜育苗 所需的波長范圍。 紅藍燈色譜比例一般可選 7 或 9： 1的比例。 白光 大功率 LED 燈，最普遍的是使用 紫外線 激發(fā)黃色熒光粉，由此復合產(chǎn)生視覺上的白光效果。能量分布上，在 445nm 的藍色區(qū)和 550nm 的黃綠色區(qū)存在兩個峰值。而植物所需的 610720nm 紅光，則非常缺乏。 我們選用 波長 峰值為 470nm 的藍光和 峰值為 650nm 的紅光 1W與 3W 大功率 LED 顆粒， 排 列組合構(gòu)成 補光 光源。 （ 3）、 超導加熱系統(tǒng) 傳統(tǒng)供熱方式一般為火爐煙道加溫、沼氣爐與土暖氣供暖方式，這些方式雖然簡單易行，但很難做到自動化控制。我們選取了水箱熱交換方式，對水箱的加熱能量來自暖氣與電加熱，熱水在水箱里與熱超導液進行熱交換，然后送入苗床。 超導育苗加熱系統(tǒng)是由熱交換單元、育苗架單元、超導加熱管路單元、安全控制單元組成。 ① 、熱交換單元 熱交換單元分為三個部分：箱體部分、水暖管路加熱與電加熱部分、箱體內(nèi)集熱排管熱交換部分組成。 水箱 箱體選用 6 毫米的冷軋鋼板焊接而成，在 箱體 內(nèi)壁焊接有 3 厘米寬的加強板 條 與拉筋 ， 內(nèi)置有熱交換管網(wǎng)、電加熱器， 外部有安全閥、壓力表等，充分的考慮到箱體在一定的壓力下的安全性。箱體 主要 使用水暖加熱，在 停暖 11 季節(jié) 和 供暖不足時 ，使用 箱體內(nèi) 的 電加熱系統(tǒng)，保障 了苗床 上始終保持著穩(wěn)定的設定溫度。箱體內(nèi)集熱 式 熱交換排管由無縫鋼管焊接而成 ，采用容器加排管方式組合 ， 既有較大的容積，又有足夠熱交換效率。通過 熱交換將箱體內(nèi)的熱量， 傳遞 給排管內(nèi)的超導液，由超導液傳輸熱量到 苗床 。 ② 、育苗架單元 育苗架單元由 國標 角鐵焊接而成， 苗床 分為三層 ，總高度 米，便于 育苗盤操作。 每層表面焊接有三根橫向的角鐵，用以 放置育苗盤 。在每層下約 5厘米位置固定有 超導加熱管 ，用來給苗床加熱 。 在育苗架兩端設有 2 組低壓強力排風扇，可使苗床除濕時空氣對流。在苗床側(cè)方，安裝有 1 對 LED 雙光源投光燈，用于補光照明。 育苗架超導加熱管 與水箱箱體采用法蘭盤連接，便于運輸和維護。 ③ 、超導加熱管路單元 超導加熱管路單元中的加熱管，選用 優(yōu)質(zhì) 無縫鋼管焊接而成。加熱管安裝在每層育苗架的底部，每層底部按一定比例橫向 排 列三根加熱管，三層加熱管的連接是從高到低串接而成，這樣的擺列和連接考慮到每層育苗架的任何位置溫度是均衡的，有利于出苗和生長的一致性。 ④ 、安 全監(jiān)控單元： 安全監(jiān)控單元分為：熱交換箱體安全監(jiān)控部分與超導加熱管路安全監(jiān)控部分。箱體壓力安全控制部分，是為了保障在暖氣加熱與電加熱過程中箱體在一個安全的條件下工作（多重壓力安全保護）。安全部件有：壓力安全閥、溫度控制 探頭 、 溫度保護探頭、 壓力控制電磁閥、壓力表。超導管路安全監(jiān)控部分部件有壓力安全閥、正壓力表、負壓力表。 三 、 技術(shù) 方案 項目蔬菜育苗自動化控制系統(tǒng)中應用單片機技術(shù)、測量模塊技術(shù)、風機、微噴灌、真空熱超導供熱散熱器和 LED 組合光源等，對蔬菜育苗環(huán)境的溫度、濕度以及光照進行控制。 12 關(guān)鍵 技術(shù) 在于 蔬菜 育苗過程中溫濕度及光照的自動 控制和熱超導供熱系統(tǒng)。 為解決關(guān)鍵技術(shù)，項目控制系統(tǒng)硬件由溫濕度自動控制、光照自動控制、熱源自動控制和人工干預控制四部分構(gòu)成，編制了三套應用程序，解決了蔬菜育苗中的自動化監(jiān)測與控制。 溫濕度 控制 本 系統(tǒng)中 溫濕度 控制單元 可實時采集溫室內(nèi)溫度 和 濕度 的 環(huán)境參數(shù)，以直觀的 數(shù)顯 方式顯示給用戶，并根據(jù) 所育苗蔬菜品種 需求 設定溫度與濕度區(qū)間值 。當溫濕度超過設定值的時候，自動開啟或者關(guān)閉指定設備 ， 直至回落到各回差設定值時為止 。 溫濕度控制單元的硬件主要包括：單片計算機，檢測系統(tǒng)，顯示電路， A/D電路、輸出控制電路等。利用傳感器測量苗室內(nèi)的溫濕度，經(jīng)過信號處理，將傳感器測得的數(shù)據(jù)送至控制系統(tǒng)（單片機），與預設的育苗蔬菜的溫濕度值的上下限進行對比，并通過顯示電路將測得的溫濕度進行實時顯示?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)比較的結(jié)果對調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出相應的指令，啟動控制相應的調(diào)節(jié)設備：微噴灌，換風風扇，熱超導供熱系統(tǒng)，這樣就實現(xiàn)了對苗室溫濕度的自動控制。 溫濕度控制原理圖：