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溫室大棚控制技術的三個發展階段

溫室大棚是一種可以改變植物生長環境、為植物生長創造很好的條件、避免外界四季變化和惡劣氣候對其影響的場所。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結構材料,可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節栽培植物。溫室生產以達到調節產期,促進生長發育,防治病蟲害及提高質量、產量等為目的。而溫室大棚設施的關鍵技術是環境控制,該技術的目標是提高控制與作業精度。 國外對溫室大棚環境控制技術研究較早,始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表,采集現場信息并進行指示、記錄和控制。80年代末出現了分布式控制系統。目前正開發和研制計算機數據采集控制系統的多因子綜合控制系統?,F在世界各國的溫室控制技術發展很快,一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。

從國內外溫室大棚控制技術的發展狀況來看,控制技術大致經歷三個發展階段:  

一、手動控制

這是在溫室大棚技術發展初期所采取的控制手段,其時并沒有真正意義上的控制系統及執行機構。種植者既是溫室大棚環境的傳感器,又是對作物進行管理的執行機構,他們是環境控制的核心。通過對溫室大棚內外的氣候狀況和對作物生長狀況的觀測,憑借長期積累的經驗和直覺推測及判斷,手動調節溫室大棚內環境。種植者采用手動控制方式,對于作物生長狀況的反應是直接、迅速且是有效的,它符合傳統農業的生產規律。但這種控制方式的勞動生產率較低,不適合工廠化農業生產的需要,而且對種植者的素質要求較高。

二、自動控制

這種控制系統需要種植者輸入溫室作物生長所需環境的目標參數,計算機根據傳感器的實際測量值與事先設定的目標值進行比較,以決定溫室大棚環境因子的控制過程,控制相應機構進行加熱、降溫和通風等動作。計算機自動控制的溫室控制技術實現了生產自動化,適合規?;a,勞動生產率得到提高。通過改變溫室大棚環境設定目標值,可以自動地進行環境氣候調節,但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時做出反應,難以介入作物生長的內在規律。目前我國絕大部分自主開發的大型現代化溫室大棚及引進的國外設備都屬于這種控制方式。

三、智能化控制

這是在溫室大棚自動控制技術和生產實踐的基礎上,通過總結、收集農業領域知識、技術和各種試驗數據構建專家系統,以建立植物生長的數學模型為理論依據,研究開發出的一種適合不同作物生長的專家控制系統技術。溫室大棚控制技術沿著手動、自動、智能化控制的發展進程,向著越來越先進、功能越來越完備的方向發展。由此可見,溫室大棚環境控制朝著基于作物生長模型、溫室大棚綜合環境因子分析模型和農業專家系統的信息自動采集及智能控制趨勢發展。


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