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大棚温湿度控制系统的发展方向——【鑫芯物联】

2015-07-08  来自: 成都鑫芯电子科技有限公司 浏览次数:1418

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        设施农业被看作是本世纪 活力的新农村产业,它代表了世界现代农业的发展方向,设施农业是当今我国农业发展的重要支柱,但设施农业是一项投入高、产出也高的产业,它的高投入不光是体现在成套设备的建设过程中,它的高能耗是我们完成设施农业更重要的一方面。据不完全统计,大型加温温室的能源成本占整个设施运行成本的35%~65%(且不含夏季对温室进行降温所需能耗)。荷兰温室的耗电量占全国天然气总消耗电的10%,温室采暖设所需施费用占温室总投资的26%左右;在日本,每生产10kg黄瓜需要消耗5升石油,比粮食生产的能耗高50~60倍。然而在我们中国,能耗费用甚至要占总生产费用的50%以上。全世界一年农业生产中的耗能有30%用于温室的加温,光是能源消耗的费用就占温室作物生产总费用的14%~40%。

        总体看来,随着数字智能化农业生产在我国的的大力推广,环境调控已成为增加生产、提高作物种植效益的重要手段,提高温室环境监控的有效性,降低温室能源耗消耗费用,是温室研究的一个主要重要方向。成都鑫芯电子科技有限公司设计的智能大棚温湿度控制系统可使同时期的温度从20.0℃升到21.0℃,并且可以让使总能量消耗减少34%。

        1 温室环境监控系统的设计

        近几年来,由于温室能源消耗占成本的比例很大,大多数的公司在研究设计大棚温湿度控制系统的时候都能很好的从节省温室能源消耗这个方面出发,对已经设计好的温室进行改进。改进控制系统的性能也成为重要的研究领域,他们在设计大棚温湿度控制系统的时候嵌入了许多新型的控制算法,也取得了很好的效果。这些系统的设计越来越以植物生长的 适宜环境为中心,进行整体的设计。

        2 温室环境控制的算法方面

        从早期使用的PID算法,能使温度控制精度达到±0.2℃左右,到综合考虑温室内温度、湿度、光照度、CO2浓度等生长环境综合作用的多变量综合控制法,再到融入一些新算法的控制器,如温室内温度的模糊控制,模糊控制 动偏差为1.5,加热系统的静差为0.5℃。随后又引用了遗传优化模糊控制器,它能根据温室结构和作物生长情况的变化来自动修正控制算法,效果明显提高。这些所被我们运用的算法,如模糊控制算法、遗传算法、神经网络控制算法、农业专家系统控制算法等,这些算法都能有效的提高控制系统的精度和效率。

        3 温室环境控制硬件方面

早期大棚温湿度控制系统使用的是单纯的单片机控制系统,如果系统的某一个环节一旦出现故障,整个系统就不再会工作。中期大棚温湿度控制系统使用的是基于工业控制机(IPC)的温室控制系统,这种系统的所有输入、输出功能都由IPC集中控制,它的设备重心过于集中,一旦大脑——工控机发生故障将会使整个系统处于瘫痪状态。后期开发了基于PLC的温室控制系统,可实现多台PLC、多个温室环境参数的分布式控制——即分布式控制系统。近几年来我们所开发的嵌入式Linux系统,可提高温室系统性能,降低系统开发难度,满足温室计算机控制系统日益复杂化的需要,是温室控制系统发展的主要方向。

        在网络科技发展的前提下,现代温室正向着自动化、智能化、多媒体化与网络化方向发展。成都鑫芯电子科技有限公司将尽其所能,让我国大棚温湿度环境监控系统走向世界,造福于世界人民。


2015年7月8日

成都鑫芯电子科技有限公司编辑部

小编:葫芦里的小恶魔