【導(dǎo)讀】智能化溫室可向人們提供健康、營(yíng)養(yǎng)、無(wú)公害、無(wú)污染的有機(jī)食品。改變果蔬生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量?？蓪?shí)現(xiàn)全年高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益好。的要求，直接協(xié)調(diào)到最佳狀態(tài)，可節(jié)能15％～50%，并有節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥的效果。在智能溫室控制中的應(yīng)用可使農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)型向以優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)為目的的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化。專業(yè)知識(shí)，并了解其現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。首先分析現(xiàn)在傳感器在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的發(fā)展情況，相比較原始耕作的優(yōu)劣。當(dāng)前傳感器在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，調(diào)查目前投入的最新技術(shù)?！x題，熟悉課題，明確任務(wù)要求，查找、收集、分析資料。～完成開題報(bào)告，并提交指導(dǎo)老師?！谥笇?dǎo)老師的幫助下進(jìn)行修改，進(jìn)一步完善初稿。～翔實(shí)相關(guān)論點(diǎn)、論據(jù)，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯。

　　

【正文】 床之間通道采用水泥地面，苗床下面鋪設(shè)鵝卵石。 9 環(huán)流風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 為每跨配備 2 臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)（根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)需要匹配型號(hào)），共布置 10 臺(tái)，采用手動(dòng) /自動(dòng)啟閉，與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接。 10 噴淋系統(tǒng) 在各個(gè)操作區(qū)域內(nèi)布置好上下水管道，噴淋、澆灌設(shè)施到位，并能夠局部控制。11 排水系統(tǒng) 溫室四周外側(cè)采用瓷磚進(jìn)行 裝飾，內(nèi)側(cè)采用水泥抹面；在溫室四周設(shè)有混凝土散水，寬度、厚度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，散水外設(shè)置排水溝 (加蓋 )。 溫室內(nèi)每個(gè)分區(qū)至少安裝一套水龍頭，滿足溫室正常用水需要。并安裝水表、電表。 室內(nèi)地面采用水泥混凝土打底，頂部趕光，厚度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)，并與外部排水系統(tǒng)聯(lián)通。 12 電動(dòng)控制系統(tǒng) 為每個(gè)操作間均配備照明裝置及 5 孔插座，并滿足足夠負(fù)荷。通道內(nèi)設(shè)置照明裝置，同套內(nèi)和分區(qū)內(nèi)均采用單獨(dú)控制。分區(qū)內(nèi)控制柜除控制溫室內(nèi)所有用電設(shè)備外，還要預(yù)留補(bǔ)光系統(tǒng)接口。通道內(nèi)控制柜，控制外遮陽(yáng)，北側(cè)墻開窗及室內(nèi)照明等。 電纜線布線采用線槽方式；溫室內(nèi)導(dǎo)線均采用防潮型絕緣導(dǎo)線，導(dǎo)線規(guī)格必須滿足符合需要。 13 計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)各個(gè)分區(qū)內(nèi)溫、濕度，并根據(jù)需要對(duì)溫室開窗通風(fēng)、遮陽(yáng)、強(qiáng)制降溫等系統(tǒng)進(jìn)行控制。于計(jì)算機(jī)控制室內(nèi)設(shè)置電子顯示屏一套（計(jì)算機(jī)控制室設(shè)在 50米距離內(nèi)的辦公樓里），與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接，在 A 區(qū)內(nèi)設(shè)置視頻系統(tǒng)一套。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要設(shè)備均采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，具有以下功能： （ 1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)控及數(shù)據(jù)處理：完成溫室內(nèi)、外環(huán)境參數(shù)的測(cè)量及對(duì)溫室內(nèi)設(shè)備的控制運(yùn)行，在主機(jī)上完成對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)控制操作及數(shù)據(jù)處理。 （ 2）本 地?cái)?shù)據(jù)處理及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示：數(shù)據(jù)采集控制器可完成每個(gè)溫室分區(qū)內(nèi)測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示、記錄、存儲(chǔ)和各項(xiàng)邏輯設(shè)置。并能夠通過(guò)通道內(nèi)電子顯示屏實(shí)時(shí)顯示。 （ 3） IP 地址訪問(wèn)：可通過(guò)任意一臺(tái)鏈接到 Inter 的計(jì)算機(jī)，依據(jù)授權(quán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)和數(shù)據(jù)查詢。 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 15 系統(tǒng)主要組成設(shè)備：控制中心設(shè)名牌 PC 主機(jī)，網(wǎng)絡(luò)集線器，打印機(jī)，顯示器各一臺(tái)，該中心完成對(duì)系統(tǒng)的日常操作和管理、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通訊調(diào)度等功能。 （ 4）室外氣象站 功能：完成室外溫濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向測(cè)量及測(cè)量結(jié)果顯示。 硬件配置 傳感器部分：數(shù)字式溫濕度一體化傳感器 ；數(shù)字式光照強(qiáng)度傳感器；風(fēng)速及風(fēng)向傳感器。上述傳感器戶外均屋頂安裝，傳感器線敷設(shè)至數(shù)據(jù)采集器。 數(shù)據(jù)采集器：配置 1 臺(tái)數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)完成室外傳感器數(shù)據(jù)采集，及本地顯示。 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 16 第 五 章 幾種傳感器的具體 應(yīng) 用實(shí)例 傳感器是溫室自動(dòng)控制的基礎(chǔ)元器件，承擔(dān)著各環(huán)境因素的檢測(cè)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行控制的任務(wù)。在溫室自動(dòng)化管理系統(tǒng)中應(yīng)用的傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、 CO2濃度傳感器等。 溫度傳感器 其作用是將室內(nèi)溫度的變化量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)放大器放大，模數(shù) 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，送進(jìn)微機(jī)與設(shè)定值比較，以便發(fā)出控制信號(hào)。根據(jù)溫度調(diào)節(jié)的原理不同，控制信號(hào)通過(guò)控制相應(yīng)的開關(guān)，或控制通風(fēng)換氣設(shè)備，或控制采暖設(shè)備，或控制降溫系統(tǒng)，或控制幕簾系統(tǒng)，對(duì)室溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用的溫度傳感器有熱敏電阻傳感器 （如圖 2 所示 溫度測(cè)量、控制用 NTC 熱敏電阻器） 、乙醚水銀傳感器等。 熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻值隨介質(zhì)溫度改變而改變的特性制成的熱敏元件。溫度升高則電阻值下降，其敏感部分主要由鉆、錳、鎳的金屬氧化物粉末按一定比例燒結(jié)而成，按使用要求可制成片狀、桿狀、球狀、圈狀等。在熱敏部分需加接引線，外 面還要用殼體加以保護(hù)。熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，體積小，反應(yīng)快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，它的測(cè)溫范圍在 100～ +300“ C 之間。 乙醚水銀傳感器是利用乙醚隨溫度變化具有明顯的熱脹冷縮的特性而進(jìn)行工作的。它由小玻璃瓶、彎玻璃管及一段有刻度的直玻璃管構(gòu)成連通容器，在玻璃瓶的底部裝有乙醚，并充入一定體積的水銀，在玻璃管內(nèi)插入連有導(dǎo)線的鋼細(xì)桿，鋼細(xì)桿的插入長(zhǎng)度可以根據(jù)控制溫度值的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度升高時(shí)，乙醚熱脹，其體積增大，壓力增加，推動(dòng)水銀柱上升，到預(yù)定溫度處，水銀和鋼桿接觸，繼電器電路接通，活動(dòng)觸點(diǎn)被繼電器 吸住，與固定觸點(diǎn)分開，斷開采暖設(shè)備的電路，采暖設(shè)備即停止工作，當(dāng)溫度下降時(shí)，則相反，這樣就能把溫室內(nèi)的溫度保持在一定值上。 圖 2 溫度測(cè)量、控制用 NTC 熱敏電阻器 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 18 濕度傳感器 濕度傳感器包括空氣濕度 傳感器 （ 如 圖 3 所示 空氣濕度傳感器 ） 和土壤濕度傳感器 （ 如 圖 4 所示 土壤濕度傳感器） 兩類。溫室內(nèi)使用的空氣濕度傳感器 一般用毛發(fā)濕度計(jì)或感濕電阻做成。毛發(fā)濕度計(jì)是利毛發(fā)對(duì)濕度的敏感性進(jìn)行工作的，空氣中相對(duì)濕度大時(shí)，毛發(fā)受潮伸長(zhǎng)，濕度小時(shí)毛發(fā)縮短。根據(jù)最高最低濕度要求，預(yù)先設(shè)定兩個(gè)控制點(diǎn)，一個(gè)控制點(diǎn)使電路接通，噴霧裝置噴霧，提高濕度，另一個(gè)使電路斷開，停止噴霧，室內(nèi)濕度不再增加。從而保持空氣濕度在一個(gè)合適的范圍值內(nèi)。感濕電阻同熱敏電阻一樣進(jìn)行工作。 圖 3 空氣 濕度傳感器 圖 4 土壤 濕度傳感器 光照傳感器 如 圖 5 所示 光照傳感器 它是利用光敏電阻的光電效應(yīng)進(jìn)行工作的。在黑暗的環(huán)境下光敏電阻的電阻值很大，導(dǎo)電性降低，受光線照射后，電阻值降低，導(dǎo)電性增強(qiáng)。常用的光敏器件有光敏二極管和三極管，作 光照傳感器使用時(shí)，一般和一個(gè)電阻相串聯(lián)，接入到電橋電路中去。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，反應(yīng)快，精度比較高，光敏二極管的靈敏度比三極管的更高一些。 圖 5 光照傳感器 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 19 CO2傳感器 監(jiān)測(cè) CO2 含量的方法有導(dǎo)電率法和紅外線 CO2 分析儀測(cè)試法等。導(dǎo)電率法是根據(jù)氫氧化鈉溶液與 CO2 反應(yīng)時(shí)其導(dǎo)電率會(huì)發(fā)生變化的原理進(jìn)行測(cè)量的。 測(cè)量范圍的變化取決于氫氧化鋼的規(guī)定含量，可測(cè)定 50～ 2020mg／ kg 范圍內(nèi)的CO2含量。溶液的導(dǎo)電率通過(guò)電極測(cè)量的信號(hào)經(jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后可輸入微機(jī)處理后調(diào)控 CO2 濃度。在溫室中監(jiān)測(cè) CO2 含量最常用的方法是導(dǎo)電率法。 如圖 6所示為 CO2傳感器 。 圖 6 CO2傳感器 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 20 第 六 章 傳感器在智能溫室控制中應(yīng)用存在 的問(wèn)題、解決方法以及展望 使用傳感器常見的問(wèn)題 有： 傳感器的量測(cè)值受到質(zhì)疑，除了傳感器本身硬件的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，另一類問(wèn)題來(lái)自使用技術(shù)的不適當(dāng)。常見的問(wèn)題介紹如下： 傳感器的使用是否正確 以溫度量測(cè)為例，如果將氣溫計(jì)直接暴露在陽(yáng)光下，量測(cè)得到的溫度不是真正的氣溫，而是空氣溫度的熱量與陽(yáng)光的能量給予溫度計(jì)的綜合反應(yīng)，因此測(cè)量值偏高。使用干濕球溫度計(jì)量測(cè)相對(duì)濕度，濕球溫度計(jì)必需有吸水物質(zhì)覆蓋，給予的水量要足夠，通過(guò)的風(fēng)速要大于每秒 3 公尺。如果上述使用條件不恰當(dāng)，量測(cè)的濕球溫度不是真正的濕球溫度，所計(jì)算 的相對(duì)濕度將是偏高值。 量測(cè)位置是否有代表性 溫度計(jì)的位置如果貼近梁柱，由于金屬材料在陽(yáng)光增加時(shí)吸熱快，溫度高于空氣溫度。傍晚陽(yáng)光減弱，金屬散熱降溫速率又快于氣溫。因此溫度計(jì)如果貼近金屬物，量測(cè)溫度與真正溫度則有不同 。 介質(zhì)內(nèi)酸堿值（ pH）與電導(dǎo)度（ EC）的量測(cè)值受到取樣技術(shù)的影響。通常是將介質(zhì)內(nèi)水分?jǐn)D出以進(jìn)行量測(cè)，因此取樣前澆水的水量，澆水后靜置的時(shí)間，擠出水份的數(shù)量等作業(yè)方式都影響了量測(cè)值。在每次取樣作業(yè)時(shí)要使用相同的方式，量測(cè)值的比較才有意義。 介質(zhì)水分量測(cè)值與植株位置有關(guān) ?？拷泊矁蓚?cè)的植株，由于盆器接近走道蒸散容易，含水量往往低于植床中間的植株。 植物接收的光量與植物位于溫室內(nèi)部的位置有關(guān)，與光量計(jì)的放置高度更有關(guān)系。正確的量測(cè)點(diǎn)應(yīng)該是放置于植物最上位葉片的上方。而不是放在屋頂下方。 至今為止，人們只是監(jiān)測(cè)作物周圍的環(huán)境情況，并沒(méi)有測(cè)量作物本身。將來(lái)這種情況可能會(huì)改變，諸如植株的溫度、光合作用、蒸騰作用、莖和果實(shí)的直徑變化等一些生理過(guò)程也將被測(cè)量。溫室中的二氧化碳濃度將根據(jù)植株光合作用的情況來(lái)決定，用蒸騰作用的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)決定水分和營(yíng)養(yǎng)液的供給量（無(wú)土栽培），通過(guò)檢 測(cè)植物的莖和果實(shí)的直徑變化，來(lái)決定植物的灌溉間隔，根 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 21 據(jù)植株的溫度的測(cè)量值來(lái)進(jìn)行溫室內(nèi)的環(huán)境控制等。這要求測(cè)量更多的參數(shù)，所需的傳感器種類會(huì)越來(lái)越多，傳感器在溫室大棚的應(yīng)用前景也會(huì)越來(lái)越廣闊，所以，在穩(wěn)定已有產(chǎn)品性能的同時(shí)，開發(fā)適用于溫室環(huán)境控制的各類傳感器是當(dāng)務(wù)之急。 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 22 結(jié)束語(yǔ) 傳感器在智能溫室中 有著十分廣泛的應(yīng)用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值，在未來(lái)還將在許多新興領(lǐng)域體 現(xiàn)其優(yōu)越性，如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見，將 來(lái)傳感器 將無(wú)處不在， 將完全融入我們的生活。傳感器在智能溫室中的應(yīng)用也將跳出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的局限，向其他行業(yè)發(fā)展。 綠色生態(tài)酒店 ： 隨著溫室工程技術(shù)在我國(guó)的迅速發(fā)展，溫室不但廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的種植業(yè)，而且借助溫室其獨(dú)特的綠色生態(tài)環(huán)境，通過(guò)園林景觀和生活設(shè)施設(shè)計(jì)進(jìn)行提升，把農(nóng)業(yè)設(shè)施溫室的生產(chǎn)功能進(jìn)行充分挖掘，提升并提煉出生活功能、生態(tài)功能，建設(shè)成為綠色生態(tài)酒店，給生活在鋼筋水泥構(gòu)筑的大都市里的人們提供了一個(gè)全新的綠色生態(tài)的生活、休閑、消費(fèi)空間 。 溫室公園 ： 利用大型現(xiàn)代化智能溫室 ,采用多種栽培模式 ,對(duì)多種類作物進(jìn)行復(fù)混種植 ,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為以園林景觀的形式向廣大城鄉(xiāng)居民、中小學(xué)生、廣大農(nóng)民朋友進(jìn)行示范展示 ,為人們創(chuàng)造和提供了一個(gè)學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)、了解農(nóng)業(yè)、體驗(yàn)農(nóng)業(yè)的新型環(huán)境 ,集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)建設(shè)和愉悅身心于一體 ,是人類生態(tài)文明發(fā)展的客觀要求 ,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果 ,承載著生物技術(shù)、工程技術(shù)、信息技術(shù) ,是科技化和信息化的新型農(nóng)業(yè) ,全新拓展了農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)職能 ,提升了農(nóng)業(yè)的品位。 相信不久的將來(lái)，傳感器會(huì)為智能溫室的轉(zhuǎn)型帶來(lái)更多的方便，傳感器在智能溫室中的應(yīng)用也將更加科學(xué)合理，并會(huì)帶動(dòng) GDP 的迅猛增長(zhǎng)。 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 23 答 謝 辭 本論文設(shè)計(jì)在 王麗琴 老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過(guò)程，無(wú)不凝聚著 王 老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)論文寫作期間，王 老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒(méi)有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向 王 老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，順利完 成畢業(yè)論文。 同時(shí)，在論文寫作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 機(jī)電 082 05 號(hào) 李進(jìn) 傳感器在智能溫室中的應(yīng)用 18 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 孫 程光 .基于智能溫室的多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) [D]. 河北工業(yè)大學(xué) .2020（ 01） ［ 2］ 王建 . 用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)化模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D]. 浙江大學(xué) .2020（ 02） ［ 3］ 范薇薇 . 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室控制系統(tǒng)研究 [D]. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) .2020（ 01） ［ 4］ 王國(guó)美 . 溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [D]. 西北農(nóng)林科技大學(xué) . 2020（ 05） ［ 5］ 何鵬 ,袁琪 ,丁春欣 . 傳感器在溫室大棚環(huán)境控制中的應(yīng)用 [J]. 2020（ 07） ［ 6］ 邢萬(wàn)明 ,康欣娜 . 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室公園的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020