智能温室篇1
最先出现的是一种具有调光功能的智能玻璃，可根据室外光强的变化来调节窗玻璃颜色的深浅。例如美国几家公司开发的一种玻璃工艺，可把5层薄薄的特殊陶瓷材料烘到玻璃板上，而陶瓷层厚度总共只及人的头发直径的五分之一。如果对该玻璃板的陶瓷涂层通上电流，玻璃的颜色便会发生变化：电压越高，玻璃变得越黑。这种玻璃制作的窗户在白天成为理想的挡光工具，将电流控制旋钮拧到最大时，窗户能阻挡95％的光线。
与这种电致变色玻璃有异曲同工之妙的，是新加坡开发的一种能排除热气的智能玻璃窗。这种玻璃窗是个多层电极化窗口，在两层玻璃之间加入两层薄薄的氧化钨和氧化钒电解液，以及一条接到窗檐内的普通电池电线。当电池通电后，玻璃之间的化学成分产生电脉冲，使玻璃随阳光强弱改变颜色。阳光强时，玻璃呈蓝色，95％的阳光被反射出去，阳光弱时玻璃无色，变成透明状态，所有光线可进入室内。
根据气温变化来调节透明度的智能玻璃，最近在日本开发成功。它的结构实际上是在两个玻璃层之间填入一种带颜料的高分子微小颗粒。这种微小颗粒可随着温度的变化改变自己的体积，当温度上升时，其体积最大可增大30倍，当温度降低后又可恢复原状。这种智能玻璃在气温超过30℃时透明度降低，可把80％的光遮蔽掉；若气温在30℃以下时，80％的光可通过。气温到底超过多少度才开始遮光，这可通过对材料处理后自行设定。
国外科学家在研究把智能玻璃进一步推广到建筑行业中去，开发出一种身兼窗帘功能的窗玻璃，它的夹层里有一层水溶性聚合纤维，低温天气时这种聚合物中的油质成分把凝结的水分子聚集在自己的周围，像僵硬的绳子似的成串排列，阻挡光线；当它受热时，这种聚合物分子又像沸水里翻滚的面条，摆脱凝聚时的束缚，此时又变得清澈透明起来。这一转变过程大部分情况下只需两三度的温差就能有所反应，并且是双向可逆式进行。
建筑物的窗户如果装上这样的玻璃，其主人就可以轻松适应周围的环境，减少照明、空调的电能消耗。早上太阳一出，气温升高，这些聚合物就会使窗玻璃像冬天结霜一样，从边角开始逐渐雾化变暗，挡住太阳的光和热。当室内外温差达到10度时，窗玻璃会在几分钟内浑浊起来，可阻挡80％的太阳光和90％的紫外线。比如，当太阳从天空的一端逐渐转向另一端时，装有这种聚合物玻璃的天窗就能全天提供比较恒定的进光量。当然，这也不至于让人昼夜颠倒，因为房间主人还可以通过选择钮在25瓦至60瓦的照明度数之间设定适合自己的明暗度。比如，春天温暖的阳光就不用遮挡，这时不开空调，房间也能保持恒温。
我国科学家则另辟蹊径，发明了一种新型的智能玻璃。这种玻璃在室外温度升高时，会因红外线透过率下降使屋内亮度保持不变；而当室外温度下降时，红外线透过率升高，使屋内温度不会变化很大。
智能温室篇2
为了能够突破农业的生产条件限制使温室智能控制运用更加广泛，引入了微型风力发电、雨水收集模块；通过对温室物理量的利用，设计了以基于mC9S12XS128单片机温室控制系统方案，此系统设计控制稳定、经济、便利、适应性强适合推广。
【关键词】mC9S12XS128单片机模块化功能创新
1引言
1.1研究背景及意义
近年来，因为单片机被广泛应用于工业控制领域，有很多温室大棚均采用了单片机智能控制系统，然而方辉等单纯的依靠单片机的智能控制并不能有效解决现代农业生产中出现的些许问题并且依靠51单片机不如使用总线频率高且本身具有a/D功能的16位、32位单片机更为简便灵活。而何胜等针对户用小型风力发电系统的并网运行控制进行研究，可以更大范围的去应用，它可以推广到农业温室大棚生产中。目前，智能温室的研究已经趋近成熟，HuiGuoLu等实现了成熟的温室大棚智能控制。然而能够与生产环境紧密结合且适应力强的的智能温室发展尚不明显。鉴于上述分析，现代温室功能延伸方面存在很大提升空间，为此设计一种基于mC9S12XS128单片机的温室大棚控制系统，在实现温室大棚的智能控制的同时，也包含一些新的农业生产设计理念。
1.2研究现状分析
世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。此外，国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。我国农业计算机的应用开始于20世纪70年代，90年代中后期，江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、Co2、施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。本文基于自动控制理论，设计了相应的mC9S12XS128单片机智能控制和与实际农业结合性强的温室系统。
2系统简介
2.1系统总体框架
该智能温室是由风力发电模块、温室信息采集及控制系统、单片机处理模块、雨水收集模块组成。
2.2功能简介
改智能温室配有风力发电模块，能够给整个系统输送可用的电力；单片机处理模块能够将传感器传回的数据进行有效处理，然后根据设定好的数据对温度、湿度、光照强度做出相应的调整，以此实现温室的智能调控。温室配备有水槽，连接水泵及滴灌管线。温室设计控制显示屏来显示实时的温度、光强、湿度数据，并且在单片机处理模块设计拨码开关用来更换系统控制程序。
2.3实现原理
2.3.1温室风力发电模块
该模块主要由发电、变电两部分组成。风力发电原理主要是依靠空獾牧鞫，来推动风力发电机的叶片旋转并带动发电机转子转动而产生电力，是一种将风能转换成机械能，再将机械能转化成电能的过程。
变电是电气工程中的技术，我们利用专业优势进行变电试验，选择了开关电源、铅酸蓄电池、继电器、微型直流发电机作为主要元器件。试验主要验证温室接受风电的可能性，关键是实现DC/aC转换保正电力的稳定，模拟缩小版的温室风力发电设施。最后的实验结论是：模拟发电过程得到可靠的稳定裕度，仅用开关电源即可以满足对220V市电压的转换。因此选用风电可操作且稳定。
2.3.2温室信息采集及控制系统
首先该系统包含“农作物正常生长预警指示系统”、“滴灌控制系统”、“光合/草帘控制系统”、“温度控制系统”四个子系统。四个子系统的控制原理相同，均采用负反馈控制。本文的智能控制系统创新之处在于可以对温室生产条件设定，使系统人机友好。
这些系统共同点为：都是由传感器采集温室内的模拟信号，再由单片机采集并处理，经过继电器控制各功能单元运行。实现的功能包括：控制水泵、控制换气扇、控制草帘拖动直流电机、控制液晶显示屏、控制蜂鸣器LeD警示灯。传感器选用光照强度传感器、土壤湿度传感器、温度传感器。传感器一般选用结构简单实用性强、灵敏度高的。
特别需要注重的是直流电机的电机驱动问题。电机驱动方法通常是用pwm占空比驱动，在温室系统中难免遇到电机的负载较大的问题，这就要求系统能够保证元器件工作稳定。我们通过实验发现在直流电机驱动的时候加上个续流二极管可以很好的起到保护元器件的作用。
2.3.3mC9S12XS128单片机智能功能原理
mC9S12XS128单片机是Freescale公司的HCS12X系列16位单片机。由16位中央处理单元、128KB程序Flash）、8KBRam、8KB数据Flash组成片内存储器。mC9S12XS128单片机中有些特殊功能可定义为多个引脚，如pwm、SCi1模块。
采用mC9S12XS128单片机智能控制首先进行a/D采集，采集温室内各物理量在进行程序运算乃至控制整个温室大棚各机电设备的运转。例如本文温室内“农作物正常生长预警指示系统”，它的原理是根据具体农业生产标准制定三个范围：a（温室内标准温度范围）、b（温室内标准光照强度范围）、c（温室内标准土壤湿度范围）相加得到一个农业生产综合值，这个值落到农业综合生产标准值域内，那么农作物正常生长指示灯亮。
需要注意的是为了进一步的保证系统的稳定性，在单片机编程中还可采用piD控制思想以克服外界对系统采样时的扰动，可以设定目标，定义比例常数、积分常数、微分常数等。piD控制这种方法适合控制系统中，当前在工业生产中应用较为普遍。
3智能温室未来发展趋势
国内外很多温室大棚均采用了物联网技术，实现温室集约化、网络化远程管理。物联网技术可以将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，可以测量基质湿度、成分、pH值、温度、空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等，再通过模型分析，自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业，从而获得植物生长的最佳条件。未来，随着中国经济水平不断提高，在物联网技术的支持下现代智能温室会在农业领域得到广泛应用。
4分析与结论
针对温室大棚控制，本系统中融入风力发电模块为该系统提供电力，设计雨水收集装置进行蓄水。系统有效结合传感器技术和单片机处理技术，能够对光照强度、温室内部温度以及土壤湿度进行检测，并实现对各物理量的闭环控制。硬件设计过程中采用模块化设计、piD控制思想，提高了系统的稳定裕度。本系统所用器件性能稳定、廉价，成本较低，性价比较高。
智能温室篇3
关键词：单片机、植物温室、控制系统、智能控制
植物，尤其是珍贵花卉、苗木和反季节蔬菜的生长都需要某种特定的温度、湿度、光照度和二氧化碳含量等条件，当气候条件不能满足上述要求时，它们便生长不良，甚至枯萎、腐烂或死亡。如果对温室实行智能化控制，使其气候参数始终处于植物生长所需的最佳状态，将大幅度提高其产量和品位，带来较好的经济效益。目前，我国农业温室应用智能控制的为数不多，主要是因为这种设备价格昂贵，不适合国情。为此，我们开发一套低成本的植物温室自动控制系统，该系统能为植物生长提供所需的最佳温度、湿度、光照度和二氧化碳含量等气候条件，最适合对我国现有中、低档普通温室进行“智能化”改造，符合农民消费水平，适合我国国情。
1、系统的总体结构
本系统以w77e58单片机为核心，外扩8255可编程接口芯片。由单片机完成数据采集、数据处理及环境气候参数的调节功能，并可将数据通过RS—232通讯线路传送给主机（pC机），实现多温室系统的数据处理、监控和维护功能。控制系统包括传感器子系统、数据采集子系统、信息处理子系统和执行子系统四部分。
1.1传感器子系统
传感器子系统的作用是将气候参数转换成电压参数，它是监控系统的主要信息来源，关系到整个系统的检测、数据分析和控制的可靠性与准确性。主要包括土壤湿度传感器、叶面湿度传感器、空气温湿度一体化传感器、光照度传感器、Co2传感器。由于温室大棚一般面积较大，传感器属定点使用的仪表，所以各类传感器的使用数量较多。
1.2数据采集子系统
主要完成对传感器子系统传来的信号进行信号变换、a/D转换和采样以及通道选择等。
1.3信息处理子系统
信息处理子系统是整个系统的核心部分，包括环境参数预设置、信号处理和控制三部分。环境参数预设置一方面可以将某一时间范围内植物生长对温度、湿度、光照度和Co2浓度的要求进行设置，另一方面可根据农作物不同生长期对温度、湿度、光照度和Co2浓度的要求进行设置。信号处理实现测量数据与本阶段所设定的最佳气候参数进行比较分析，为控制提供依据。控制部分的作用是向控制电路发出各种相应的控制信号。
1.4执行子系统
执行子系统包括通风机、加热器、水泵、光照调节装置（遮阳网滚筒机构和补充照明设备）、Co2施放机构等设备，是自动控制系统的执行者。
2、系统的功能
该系统为满足植物生长所需的最佳气候条件，具有以下功能：
2.1检测与控制温度的功能
系统自动检测温室内的温度，当温度低于某设定值时，自动启动加热器加温，当温度升至某设定值时自动关闭加热器；当温室的温度高于某设定值时，自动开启通风窗降温，当温度降至某设定值时，自动关闭通风窗。
2.2检测与控制湿度的功能
系统自动检测与控制温室内空气湿度、叶面湿度与土壤湿度，采用空气湿度传感器检测空气湿度，采用叶面湿度传感器检测叶面湿度并由单片机控制喷雾水泵调节空气湿度和叶面湿度。当湿度低于某设定值时，自动启动喷雾水泵增湿，反之，自动启动通风窗去湿。采用土壤湿度传感器检测土壤的湿度，当湿度低于某设定值时，自动开启水泵浇水或液体肥料。
2.3检测与控制光照的功能
系统自动检测温室内植物所受的光照信息，针对阳性、阴性或中性植物所需光照不同的特点，设定相应的光照参数，当光照度高于某设定值时，自动启动滚筒机构覆盖黑色的遮盖网，以遮挡部分阳光来接近或达到光照度的要求，反之，揭去遮阳网。若某植物须延长光照时间，还可在夜间进行定时顶光照射。
3、硬件系统
3.1硬件整体结构
系统硬件整体结构框图如图1所示。
图1系统硬件框图
由图所示，系统以单片机w77e58为控制的核心部件，单片机分别接收与处理温度、湿度、光照和Co2传感器传送来的信息，所发出的控制信号分别控制输出电路中的直流继电器m1～m6。由于m1～m6的触点J1～J6都分别接入执行机构中各交流接触器线圈回路中，因此触点的动作可分别控制遮阳网滚筒结构、发热体、通风窗、浇水泵、喷雾泵和Co2施放机构等输出设备的运行。
3.2单片机w77e58接口原理图
单片机w77e58接口原理如图3所示。温度、湿度、光照度和Co2等传感器所检测的信号从w77e58的引脚p1.0~p1.5输入，控制信号从引脚p2.0~p2.5输出。引脚p0.0~p0.7接外扩可编程接口芯片8255，引脚p3.2~p3.4接模拟开关，引脚p3.0~p3.1接RS－232数据接口。w77e58单片机的串行接口通过maX232接口芯片完成电平转换（ttL/RS232），按照一定的通信协议与pC机串行通信，进行多温室的联网控制，这样可根据各温室所种植物的不同种类和不同生长期，实现各不相同的气候特点，真正做到分散采集数据,集中操作管理。
图2 单片机w77e58接口原理图
4、系统软件设计
单片机通过依次查询p1.0~p1.5获得的输入信号，并将控制信号从p2.0~p2.5引脚输出，程序设计采用模块化结构，源程序用汇编语言编写。源程序主要包括主程序、输出处理子程序和2分钟延时子程序。延时子程序用于解决温室喷雾后的一段时间内空气水雾影响空气湿度正常检测的问题，
5、系统主要特点
本系统具有以下特点：（1）信号检测的多元化和连续化。检测信号为温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度等多种不同类型的信号，并且同一类型的信号又有若干个检测点。系统对植物温室内多种环境参数信息的检测是一个动态的连续过程，由于外界气候环境的变化具有很大的随机性，要实时保持大棚内环境气候的相对稳定性，必须对它进行连续监控。（2）数据采集与处理的实时化。为了保证实时地检测大棚内环境的变化，数据采集与处理要满足一定的时间限制，以便能实时做出处理，抵御意外事故的发生。（3）系统大部分功能都由软件实现，因电路简单，软件可随时修改，所以适应性强，操作人员可以根据温室内所种植物的习性及生长特点，人为改变环境预置参数，保证植物生长环境最佳。另外，系统设计采用模块化结构，在不需要改动系统结构的情况下，容易增加新的模块，使系统的功能容易扩展。（4）控制系统具有简单、灵活、价廉、实用等特点，可满足不同用户的需要。目前，商丘和全国农民正在大力发展温室栽培，绝大部分温室大棚已经安装有通风、加热、喷淋等设备，只需添加我们""自动控制系统""中的单片机控制器、环境参数采集传感器及输出控制柜，就能把现有中、低档温室改装成一套低成本的""智能温室""，平均每亩只需一次性投入人民币1000元左右。经我们在商丘多家温室大棚的智能化改造证明，反季节农作物产量可比改造前提高50％--100％，而且大大减少了劳动力的投入，既经济又实惠，符合广大农业用户的销费水平，符合我国国情。
参考文献：
[1]徐淑华等.单片微型机原理及应用[m].哈尔滨：哈尔滨工业出版社，1994
智能温室篇4
【关键词】温室大棚；温湿度；单片机；ZigBee
0.引言
随着人们生活水平的不断提高，人们对新鲜、反季节瓜果蔬菜的需求不断增加。加之中国又是一个耕地稀缺的人口大国，所以发展现代化集约型农业是解决这一难题的不二之选。温室大棚以其独特的生产方式得到了广泛的推广和应用，由于我国温室大棚发展较晚，目前国内大棚自动化水平低，大棚温湿度监测可靠性低，所以现代化温室大棚温湿度智能监控系统的设计越来越引起重视。为解决以上问题，本文针对大棚布局及作物生长的特点设计一套温湿度无线监测及实时控制系统，该系统能实现多点温湿度的实时采集、无线传输及显示，通过数据的分析，并结合大棚内实际农作物的生长特点来控制温湿度，使作物达到优质生长、高效高产的目的。整个系统操作简便、组网灵活且容易扩展，具有较高的应用推广价值。
1.系统的硬件设计
1.1系统硬件电路构成
本系统以单片机为控制核心，组成一个集温湿度采集、传输、分析、显示及自动调控于一身的闭环控制系统。系统硬件电路由温湿度传感器、ZigBee节点模块、单片机、固态继电器、负压风机和湿帘组成。
1.2温湿度采集模块
1.2.1DHt11温湿度传感器介绍
DHt11温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个ntC测温元件，超小的体积、极低的功耗，使其成为温湿度采集应用场合的最佳选择。
1.2.2DHt11的技术参数
供电电压：3.3～5.5VDC
测量范围：湿度20-90%RH，温度0～50℃
测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃
分辨率：湿度1%RH，温度1℃
1.3数据传输模块
1.3.1ZigBee技术简介
Zigbee是基于ieee802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据这个协议规定是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是组网简单、低功耗、高数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域。
1.3.2ZigBee星形网络的建立
由于ZigBee组网简单、数据传输高效，本系统采用最简单的星形网络拓扑机构组网。本系统使用带有zigbee协议的无线模块，通过串口连接的方式来构建zigbee温湿度监测系统。该系统主要由一台温湿度数据集中器（zigbee协调器）和安装在各处的温湿度监测节点（zigbee设备）组成的星形结构网络构成。
1.4单片机模块
1.4.1单片机概述
单片机是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机。单片机以其体积小、质量轻、价格便宜、功能齐全的特点在各领域得到广泛的应用。
1.4.28051芯片的引脚分布
芯片引脚分布：
（1）电源引脚（2个）
（2）外接晶体引脚（2个）
（3）控制引脚（4个）
（4）并行输入/输出引脚（32个，分成4个8位口）
1.4.38051芯片的复位
8051单片机的复位方法有两种：
（1）手动复位：按钮按下，复位脚得到VCC的高电平，单片机复位，按钮松开后，单片机开始工作。
（2）上电复位：上电后，电容电压不能突变，VCC通过复位电容给单片机复位脚施加高电平5V，同时，通过10KΩ电阻向电容器反向充电，使复位脚电压逐渐降低。经一定时间后复位脚变为0V，单片机开始工作。
1.5温湿度调节控制模块
本系统设计为单片机接收到ZigBee节点模块传输回来的温湿度信息时，分析数据并判断是否超出界限值，继而由单片机发出高低电平控制信号来控制相关设备的启停。由于单片机发出的电平信号是一个弱电信号，所以就需要加入继电器来放大信号以达到弱电控制强电的目的。
1.5.1固态继电器概述
固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮防霉防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。
1.5.2aC-SSR固态继电器的关键技术参数
输入电压范围：在环境温度25℃下，固态继电器能够工作的输入电压范围。
输入电流：在输入电压范围内某一特定电压对应的输入电流值。
接通电压：在输入端加该电压或大于该电压值时，输出端确保导通。
关断电压：在输入端加该电压或小于该电压值时，输出端确保关断。
额定输出电流：环境25℃时的最大稳态工作电流。
额定输出电压：能够承受的最大负载工作电压。
2.系统的软件设计
系统主程序首先对系统进行初始化，包括定义端口、8051初始化、ZigBee模块初始化，然后进入主循环，在主循环中不断调用各种子程序，从而完成温湿度的监测和调控。主程序流程图如图2-1
图2-1主程序流程图
3.结束语
本文针对当前温室大棚温湿度监测与控制的弊端，利用ZigBee节点模块、单片机、固态继电器等设计了一套温室大棚智能无线温湿度监控系统。该系统具有功耗低、传输数据高效快捷、组网简单的特点，正好填补了当前温室大棚测温测湿系统的不足。并且该系统能够随温室大棚的温湿度变化而智能调控温湿度，所以该（下转第183页）（上接第111页）系统在发展现代化集约型农业有着较高的应用价值。[科]
【参考文献】
[1]雷伏容.崔浩.51单片机常用模块设计查询手册[m].清华大学出版社，2010.
[2]吕治安.ZigBee网络原理与应用开发[m].北京航空航天大学出版社，2008.
智能温室篇5
冬季由于室外温度较低，所以作物一般在温室中生长。作物的生长受到温度、光照、湿度和二氧化碳等多方面因素的影响，为了促进作物的生长，为其提供适宜的生长环境非常重要，所以需要对温室内的环境因素进行调节。随着科学技术的发展出现了温室智能环境监控系统，通过该系统可以更加准备的掌握作物的生长环境，并及时进行调节，可以实现获得高产和低耗的目的。本文中设计的温室智能环境监控系统以单片机为核心，并成功设计了智能温湿度传感器及通用智能终端，重点介绍了低成本温室智能环境监控系统组成模式的设计，继而实现人机智能对温室系统的控制。
【关键词】
温室;监控系统;低成本
我国是一个农业型国家，当前在广大的农村，温室农业举目皆是。近些年来，随着中国农村和农业经济发展，农业生产逐步由传统的粗放型管理方式转向操作的现代集约化模式，农业科技示范园为示范窗口的现代集约型农业和高新技术应用也正在崛起。开发和研究温室环境智能监控系统是十分必要的。温室智能监控系统能够实现对温室中湿度、二氧化碳等因子的自动监测及控制。加强控制理论与实际生产相结合，引入智能化的方法及知识工程方法，实现人机智能系统控制也将是未来温室控制的发展方向。本文以mSp430F499超低功耗单片机为核心，实现了人机智能对温室系统的控制。低成本温室环境智能监控系统与国内外同类产品相比在成本上有相当的优势。其中设计了智能温湿度传感器的硬件、软件与算法，通用智能终端的硬件与软件;验证了RS-485通信、通用智能终端和智能温湿度传感器设计的正确性;使用mSp430F499单片机，充分利用了该单片机的超低功耗特性和丰富的片上系统，大大简化了硬件电路的设计，降低了功耗，减少了费用，使得低成本设计的实现成为了可能;本系统应用非常广泛，不但可以应用在温室环境智能监控系统中，而且还能满足其它的环境监控系统的要求。
1温室环境及其控制概述
作物生长收到温度的影响，并且温度是对其影响最重要的环境因素之一，如果作物的生长环境温度适宜，那么作物可以达到最快的生长速度。温度控制主要包括两方面：冬季升温和夏季降温。温室温度的特点是：以外地区温室温度较高和较低的海拔高度和纬度，在时间的昼夜温度和四个季节的变化，太阳辐射的周期性变化;不均匀性的影响下，冷却系统和加热系统的设备布置，室外的天气和温室的不均匀空间分布的因素;由于温室及其周边环境中传导的时刻，对流和辐射换热的方式，再加上它在任何时间将由室内和室外的诸多干扰因素的影响，热源和热辐射具有很大的不确定性;在不同生长阶段的各种作物的发展对温度的要求也不相同的;温室温度的变化是缓慢和延迟的。
2本系统湿度控制方案
在试验温度控制系统中，采用湿度传感器来检测温度和湿度，检测结果和相应设定值进行比较，然后再决定是否启动控湿装置。由于温度控制和湿度控制具有一定的耦合性，所以温室的控制中尝试使用的一些对该环境因素影响较大而对其他的环境因素影响最小的调控方案。例如，在夏季强烈的光照和湿度的情况下，由于张开遮阳网对湿度的影响比较小，故而只需要张开内或外遮阳网遮阳。
在冬天夜间和阴雨季节，当光照的强度低于光的补偿点时候，需要进行人工补光。常用的温室补光装置主要有：金属卤化物灯、高压水银灯、白炽灯荧光灯、卤灯等光源。对温室中作物的光照时间和光照度进行控制和调节非常有必要。在冬天的夜晚和雨季时，当光照的强度低于光的补偿点时候，为促进作物的生长需要进行人工补光。可以通过设定的值来控制光照。
3低成本温室智能环境监控系统组成模式
3.1组成模式一
该模式使用上位pC机和通用智能终端做下位机组成监控系统，其系统组成框图如图1。
3.2组成模式二
该模式组成的监控系统主要包括两部分，分为为上位计算机和智能温湿度传感器，这两部分组成的监控系统的组成框图如图2所示。
3.3组成模式三
该模式采用通用上位pC机与智能终端、温湿度智能传感器做下位机组成的监控系统，其系统组成框图如图3。
4通用智能终端
通用智能终端的控制器为单片机mSp430，具有8路开关量输入、8路模拟量输入及路开关量输出。其原理框图如图4-1所示。
该系统的温度控制系统是被温度传感器检测，根据室外气象条件和室内温度，与设定值比较，决定降、升温的方法和激活控制装置。冬季提高温度控制是根据温度差的大小，决定暖风机的启动时间，温度差异大，激活时间就会较长。夏天控制冷却是运用递阶控制，当开始第一阶段的控制措施仍达不到规定的要求时，才会启动高一级的控制措施。冷却控制由高到低依次为：湿帘风机系统降温;遮阳网开放;强制通风冷却（当晴天遮阳网强制通风前开）;天窗，侧窗打开，自然通风冷却。
【参考文献】
智能温室篇6
关键词：甜椒；芬洛式智能玻璃温室；气候管理；栽培技术
甜椒是辣椒经过长期栽培、自然选择和人工选择演化出的果肉变厚、辣味消失、心室增多的大果型品种。甜椒营养成分含量较高，每100g鲜果中含水分70～93g、淀粉4.2g、蛋白质1.2～2.0g、维生素C70～342mg，是维生素C含量最高的蔬菜。甜椒具有以下特点：果形大，果肉厚（厚度为0.5～0.7cm），单果质量200～400g；果皮光滑，色泽鲜艳，果形方正，多为4心室；营养价值高，口感甜脆，适合生食；生育期长，一般为10～11个月，可在智能玻璃温室内周年种植。甜椒为特供蔬菜，多作为宾馆、饭店的高档配菜和节日礼品菜，因此种植甜椒能获得较高的经济效益。现将甜椒芬洛式智能玻璃温室工厂化高效栽培技术介绍如下。
1芬洛式智能玻璃温室简介
1.1芬洛式智能玻璃温室的定义
芬洛式智能玻璃温室是以钢架为支撑结构，以塑料、玻璃为覆盖物，四连栋以上，采用计算机集散网络控制结构对温室内的空气温度、基质温度、相对湿度、Co2浓度、基质水分、光照强度、水流量以及pH、eC值等参数进行实时自动调节、监测，创造植物生长发育的最佳环境条件以满足温室作物生长发育需求的大型保护地设施。
1.2芬洛式智能玻璃温室的性能优势
从荷兰V&V公司引进世界上最先进、应用面积最广的智能玻璃温室，其构件截面小、安装简单、透光率高、密封性好，采用荷兰priva计算机控制系统，采用以色列netafim滴灌系统，运用基于tichelmann原理的加温系统，采用水晶散射（Crystal-Diffusion）玻璃覆盖材料。
2栽培地的气候特征
枣庄市山亭区属温带大陆性季风气候，全区年平均日照时数为2400～2800h，年平均气温在13.5℃左右，年平均无霜期为200d左右，年平均降水量为800～950mm，一般盛行东风和东南风，年平均风速为5m/s。
3栽培前的准备
3.1铺设地布
在温室种植区（不包括混凝土地面）铺设一层白色pp（聚丙烯）塑料地布，起到隔绝土壤的作用。
3.2基质的选择和消毒
选用草炭和珍珠岩作为无土栽培基质，按3∶1的体积比配成混合基质，使用前必须用20倍的福尔马林或广谱杀菌剂进行消毒。
3.3搭建栽培槽
用黑色pe（聚乙烯）板搭建高20cm、宽40cm的长方形栽培槽，槽间距80cm，栽培槽呈南北方向放置，坡度1%，用特制镀锌铁卡和拉绳维持形状，并在排水处设置开口。
3.4填充基质
填充基质之前，先在栽培槽内铺设一层厚约5～6cm的小石子（石子直径1～1.5cm），作用是使多余的营养液（15%～30%）通过这层石子渗透流出；然后将经过灭菌处理的混合基质填入槽内，厚度约15cm。
3.5温室消毒
采用生态消毒和化学防治相结合的方式，夏季利用高温闷棚进行生态消毒，晴天时连续闷棚7d左右即可；闷棚的同时，在种植行间使用百菌清烟剂和异丙威烟剂进行熏蒸，杀灭有害微生物和害虫，以达到最优的消毒效果。
3.6选用优良品种
甜椒生产要根据市场需求、当地气候条件和栽培方式，选择抗病、优质、高产、耐贮存、商品性好、适合市场需求的无限生长型品种。
3.6.1太阳红
该品种从荷兰引进，无限生长型，生长势中等，株高2m，叶色浓绿，植株紧凑；坐果率高，方果型（10cm×11cm），单果质量200～260g，果实艳丽，由绿转红；耐高温，抗重茬性病害（青枯病、枯萎病、叶霉病等），高抗病毒病；产量和商品性极高，成熟期80d左右，适宜秋冬和早春保护地栽培。
3.6.2黄太极
该品种从荷兰引进，一代杂交种，无限生长型，株高2m，属早中熟品种；方果型（11cm×9cm），单果质量200～250g，果壁厚，耐贮运，果皮光滑，色泽鲜黄；耐高温，对病毒病有良好的抗性；成熟期在75d左右，适合秋冬及早春保护地栽培。
3.7茬口选择
温室内设有立体加温系统，可采用长季节栽培，1年一茬。栽培密度为3.5株/m2，栽培槽内株距为50cm，行距为25cm。
4育苗
4.1育苗时间和方式
选择在8月上旬育苗，该时段育苗既可保证产品在春节前大量上市，又可错开夏季温室内的高温天气。采用穴盘基质育苗方式。
4.2种子处理
将种子放到55～60℃的热水中不停搅拌10～15min，然后转入25～30℃的温水中，以水没过种子为度，继续浸泡8～12h。用种子质量0.3%的70%敌克松可湿性粉剂拌种，可预防甜椒立枯病。
4.3穴盘育苗
使用72孔穴盘（54cm×28cm），将草炭和珍珠岩按3∶1的体积比混合配成基质育苗。基质和育苗用具必须消毒，可用0.5%的高锰酸钾溶液或50%多菌灵500倍液浸泡。播种前向基质中加入适量水，混匀后装盘；播种时1穴播1粒，播种深度为1～1.5cm；播后用基质覆盖，或再加一层珍珠岩，然后用清水浇透并覆盖地膜，保湿催芽。出苗前白天适宜温度为27～29℃，夜间16～22℃，5～6d即可发芽。
4.4苗期管理
当有70%种子拱土时，要及时去除苗床上覆盖的地膜。待苗出齐且两个子叶展平后，在温度条件允许的情况下要使秧苗充分见光，同时降低温度，白天将温度控制在26～27℃，夜间18～21℃，以利于子叶肥大。每隔1d喷浇1次eC值为0.6～1.2mS/cm的完全营养液，浇营养液时要均匀。
5定植
5.1定植前的准备
检查温室的设备、设施是否完好，存在故障或有潜在隐患的应及时维修，以免影响定植。整理好栽培槽，使之排列整齐，槽内基质饱满平整，滴灌管位于基质上方栽培槽中央。对温室进行全面消毒，使用百菌清及异丙威等有效杀菌剂和杀虫剂在种植行间进行熏蒸，1d后通风排出烟气。
5.2定植
穴盘育苗的日历苗龄为4周左右，定植苗标准为：根系粗壮且色白，须根多；株高16～20cm，4叶1心，下胚轴短粗，节间短；叶片肥厚，叶色深绿；无病虫害，生命力强。移栽前3d给幼苗浇足营养液，移苗时带肥移栽；定植后2周内应大量灌溉，以利于根系的生长。定植后使用温室内的遮阳网来减弱光照。
6植株管理
6.1植株调整
采用双干整枝的方式，当植株长出8～10片真叶时，选留两个健壮对称的分枝（呈V形），除去其他多余的分枝，将门花及第4节位以下所有的侧芽和花芽疏掉。定植约2周后及时吊绳，在两个枝干基部各系1根耐高温、耐老化的尼龙吊绳，吊绳上部系在南北走向的钢丝上，以防止植株倒伏。两个分枝均在主茎上留果，主茎上的侧枝不留果，留果部位的侧枝留1～2片叶，每株留果8个左右。一般每隔2～3周整枝1次，每次整枝时要摘除下部的老叶、病叶、黄叶等，拉秧前75d左右打顶。
6.2疏花疏果
甜椒果实较大，且果实由绿熟至红熟或黄熟需要的时间较长（秋冬栽培需50～60d），如果植株上留果过多，势必影响果实品质，并使果实转色期延长，因此必须进行疏花疏果，以保证果形整齐、果实较大、果色均匀。每株一般保留9个左右果形较好的果实，其余的及时摘除。
6.3保花保果
开花初期常因温度过高而造成落花落果，可用爱多收2000倍液喷雾提高坐果率，同时加强温室内温度、湿度、光照和水肥管理，创造适宜甜椒生长的最佳环境，以防止落花落果。
7智能温室内的气候管理
7.1光照
甜椒在一定的日照时间范围内，随日照时间的增加，开花结果数增多，果实生长加快。甜椒的光补偿点为1500lx，如果光照强度低于光补偿点，就会出现落花落果或果实畸形；甜椒的光饱和点为30000lx。电脑会根据光照强弱来控制遮阳网的开启程度和补光灯的开启。
7.2温湿度
甜椒是喜温性蔬菜，在不同的发育时期对温度有不同的要求。温度过低时，花芽分化受到抑制，影响正常的开花结果，导致出现落花落果和畸形果；当温度高于35℃时，花粉变态或不孕，植株因不能受精而出现落花。湿度过大时，易发生真菌性病害。通过设置参数，电脑会在温度过高时打开遮阳网、天窗和风机来降低室内温度（温度的高低决定开启程度的大小）；在温度过低时，通过锅炉热水加热系统进行调节。彩椒不同生育时期对温湿度的要求见表1。
7.3Co2浓度
在蔬菜生产中，Co2的饱和浓度为1000～1600?L/L，补偿浓度为80～100?L/L，在此范围内，Co2浓度越高，蔬菜光合作用越强，增产效果越明显。因此，保护地栽培时如果能增加Co2的含量，就会使甜椒产量得到大幅提高。坐果期至结果高峰期是补充气肥的关键时期，可在晴天上午9-10时开启Co2气肥发生器增加其浓度（电脑控制），进而增加光合作用产物。
8灌溉和施肥
采用以色列netafim滴灌系统进行精确施肥，可节约化肥和水资源，营养液母液配方见表2。对计算机控制系统进行设置，每株每天灌溉总量为0.33～2L，每次每株最多灌溉200mL，每天每株最多灌溉10次（阴天时要适当减少滴灌次数）。用浓硝酸（pH为1）调节母液pH，甜椒滴灌营养液的pH为5.6。甜椒不同生育阶段所施肥液的eC值见表3。
9智能温室的维修和清洁
通过维修可延长温室及设备的使用寿命，保证植物生长所需的稳定的气候条件；同时设备也需要定期清洁，以利于农艺操作的正常进行和减少病虫害的发生。周年栽培的智能温室需要维修和清洁的项目见表4。
10病虫害防治
病虫害防治采用“预防为主，物理、化学和生物防治相结合”的方法，以达到最优的防治效果。温室内主要有白粉病、霜霉病、病毒病、疫病等病害和白粉虱、蚜虫、斑潜蝇等虫害，可采用有针对性的生物农药或低毒农药进行防治，使用药剂时应严格按照国家标准执行。
10.1病害防治
10.1.1白粉病
可喷施70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1000倍液、或75%百菌清可湿性粉剂800倍液、或10%苯醚甲环唑水分散粒剂（世高）2500液进行防治。另外，25%醚菊酯悬乳剂（阿米西达）1500倍液和40%氟硅唑乳油1000倍液对白粉病有特效，最好同时兼用百菌清烟剂。
10.1.2霜霉病
可用75%百菌清可湿性粉剂800倍液、或10%苯醚甲环唑水分散粒剂（世高）2500液、或72%霜脲・锰锌可湿性粉剂（克露）800倍液、或50%多菌灵700倍液等喷雾防治，也可使用百菌清烟剂防治。
10.1.3病毒病
感染病毒病的植株要及时清除出温室。定植前10d、缓苗后及盛果期各施1次0.l%的硫酸锌+0.3%的磷酸二氢钾混合液；缓苗后和坐果期各喷1次1%的过磷酸钙或1%的硝酸钾溶液。用1.5%植病灵水剂800倍液、或病毒a500倍液、或5%菌毒清水剂500倍液于缓苗后至现蕾期间连喷2次。另据试验，在定植前及缓苗后，用700倍的硫酸锌和150倍的奶粉混合液喷洒叶面，可缓解病毒病症状，并预防病毒病的发生。
10.1.4疫病
用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍液喷雾防治，或用25%甲霜灵可湿性粉剂800倍液灌根防治。
10.2虫害防治
定植后根据天气情况每隔7～10d进行1次病虫害监控检测，同时采用物理方法防治害虫，包括在天窗和门口安装防虫网；在保护地内悬挂40cm×25cm规格的黄板诱杀害虫，每50～80m2悬挂1张；每667m2安装2个紫外线频振式杀虫灯。
10.2.1白粉虱
采用物理防治和化学防治相结合的方式，物理防治措施为悬挂黄板；化学防治可用25%扑虱灵1000～1500倍液喷雾或每667m2用异丙威烟剂500g熏蒸，交替用药。
10.2.2蚜虫
吸食植物汁液并传播病毒，在高温干旱条件下繁殖快，为害严重。温室内的银白色遮阳网本身就有趋避蚜虫的作用，还可用70%吡虫啉水分散粒剂和3%啶虫脒乳油特效药剂防治，另外，结合异丙威烟剂防治效果更佳。
10.2.3斑潜蝇
可用1.8%阿巴丁乳剂3000倍液、或1.8%爱福丁乳剂2500～3000倍液、或20%斑潜净乳剂1500倍液、或98%巴丹原粉1000倍液、或1.8%虫螨光2000～2500倍液、或0.3%印楝素乳剂300～500倍液等喷雾防治，选择其中2～3种药剂，交替防治2～3次，采收前7d停药。
智能温室篇7
[关键词]智能传感器温室环境监测应用及展望
[中图分类号]tp274[文献标识码]a[文章编号]1003-1650（2016）02-0084-01
1智能传感器
随着微处理器的高速发展，各类控制系统向智能化、网络化发展，同时就要求传感器有更高的精度、稳定性和灵敏度。智能传感器的概念最初由美国宇航员在宇宙飞船的研发过程中提出，目前，智能传感器尚无公认的科学定义，但普遍认为智能传感器由传统传感器与专用微处理器组成[1]。
智能传感器利用集成方法将传感器、信号处理电路和微处理器集成为一个整体[2]，与基本传感器相比，有以下优势：
更高的精度：由于智能式传感器集成了微型计算机，信号分析与处理过程中可以通过软件修正其输入输出的确定性系统误差，大大提高了传感器精度。
更高的可靠性：据相关研究，根据需要将系统各个集成化环节以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里，则构成混合式智能传感器[3]。智能传感器消除了传统结构的某些不可靠因素，改善整个系统的抗干扰性能。
更高的性价比：在相同精度的需求下，智能式传感器采用较便宜的单片机时，性能价格比明显提高。研究表示，新型aVR单片机有可擦除1000次的Flash程序存储器和可擦写100000次的eepRom，温室测控系统应用aVR单片机atmega8515，可以多次更改程序进行产品升级，减少了单片机或电路板的浪费，大大提高了产品的性价比[4]。
2温室环境监测系统
温室环境检测系统利用自动控制技术、传感器技术、物联网技术等先进技术，实时采集和记录监测点的温度、湿度、土壤酸碱度、二氧化碳浓度、光照度等参数，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储。
智能化的温室环境检测也对传感器提出了更高的技术要求，不仅要求更高的精确度、稳定性、灵敏度，并且需要传感器检测的信号能够方便计算机处理，便于实时调控，实现农业数据统一立体化，保障农户可以在家就对大棚的生长环境了如指掌，实现高效农业。在有关学者的研究中，针对温室环境监控的需要，设计了一种用mSp430作为控制终端的温室控制系统。该系统通过传感器采集信息，然后以无线传送方式将信息发送至主控制器[5]。
3智能传感器在温室环境中的应用
3.1温室环境监测复合传感器
对于温室环境检测，一般只能分别采用温湿度、太阳光辐射、二氧化碳浓度等传感器进行参数的单一测量，随温室面积的扩大，传感器数量增加，环境参数的获得及处理更加复杂，不便于存储和调控。
为此，李道光、陈英义等人发明了一种温室环境检测复合传感器，采用一个微处理器，统一输出，减少处理流程；采用同一电源供电，可以通过内部设分压器对不同器件进行分压处理，减少电源连接；充分利用多个传感器的结构特点进行有效组合，便于安装和布设；实时对温室多种环境监控，具有低成本、低功耗的优点[6]。
3.2标准化智能传感器在温室监测中的应用
近年来针对温室中多种传感器的温室环境监测成为研究热点，但是多数采用分布式结构，依然存在传感器引线多、传感器位置与控制器距离远、传感器采用的模拟信号不能直接与计算机直接配送等问题，没有统一标准的智能传感器推广难度较大[7]。
陈向群等学者表示，ieee1451智能传感器信息模型是一个通用模型，但在实现上有一定难度，缺乏功能相对简单的模型子集[8]。在陈杰的研究中，首次将ieee1451标准应用于设施农业数据采集系统的设计与开发中，对基于ieee1451标准的数据采集系统在设施农业中的可行性进行了分析，并进行了选择性应用[9]。周敏刚等人研制了基于ieee1451.2和ZigBee协议的温室智能执行器，具有通用性和标准化的特点[10]。标准化的智能传感器有益于温室参数控制模型的推广，使用户的使用更加便利。
4展望
韩国LG集团推出的SmartthinQ传感器可以感知振动和温度等反馈信息并将读数发送到用户智能手机上。设想若将类似的智能传感器应用于温室环境监测，则可以实时将温室环境的数据信息发送到农户的手机上，更加方便、高效地管理温室环境系统。
智能传感器正向着集成化、智能化、网络化方向发展，更多的专家和学者将投入于温室环境监测方面的智能传感器的研究，简化温室环境监测系统，创造更大的经济效益。
参考文献
[1]张子栋，吴雪冰，吴慎山.智能传感器原理及应用[J].河南科技学院学报：自然科学版，2008，36（2）：116-119.
[2]李守智，田敬民.智能传感器技术及相关工艺的研究进展[J].传感器与微系统，2002，21（4）：61-64.
[3]孙小春.智能传感器技术综述[J].杨凌职业技术学院学报，2015（3）：15-17.
[4]唐娟，王文娣，吕长飞.基于新型aVR单片机的温室测控系统[J].微计算机信息，2007，23（9-2）：138-139.
[5]王钟，张盛龙，房安康，肖伶俐，杨靖.基于无线传感器网络的温室控制系统的设计[J].安徽农业科学，2015（9）：374-376
[6]中国农业大学.一种温室环境监测复合传感器[p].中国：201420478752.4，2014.
[7]陈杰，杨祥龙.ieee1451.2智能传感器标准在温室中的应用探讨[J].农业工程技术・温室园艺，2007（1）：19-20.
[8]陈向群，郭以述.ieee1451智能传感器接口标准研究[J].仪器仪表学报，2002，23（S3）：9-11.
智能温室篇8
【关键词】恒温阀门设计分析
1引言
目前家庭浴室中主要是传统的单一把手，热水与冷水在水龙头处混合，在淋浴时，首先打开把手，然后用手感觉水的温度，一次性到位的可能性基本没有，需要反复调节把手的位置，使出水温度适合人的感觉，感觉舒适。太阳能热水器在家庭淋浴中应用也比较广泛，太阳能淋浴家庭热水器产生水温变化较大，冷水和热水产生的压差也大，淋浴时利用自来水的压力来实现淋浴压力，常见的水压不稳或多个龙头同时用水，容易导致热水和冷水比例的变化，从而导致水温不稳定的现象，甚至可能导致烫伤人的情况，特别是岁数大的老人和小孩，安全得不到保障。这类事件在日常生活中是几乎每个人都曾碰到的情况。宾馆、酒店若使用传统水龙头沐浴，大型酒店一般会标识热水、冷水，但小宾馆一般都不会标记，客户无法判定冷热水方向，只好在防水的同时，不停的调整方向，如此浪费了大量的淡水资源，而且对使用者更是十分的不方便。因此我们有必要设计一种出水温度几乎恒定的阀门，以克服上述带来的安全隐患及资源的浪费。
2自动恒温阀设计
随着社会的快速发展，自动恒温阀迎运而生，常用的自动温控阀主要包括温控阀体和感温传感器组成，工作时依靠感温传感器的感温材料不同环境下的膨胀力，进一步驱动恒温阀的开启程度，起到控制水温、调节流量的功能。
2.1自动恒温阀原理
图1为自动恒温阀的结构示意图，其主要包括恒温阀体、自力式执行机构和感温传感器组成。当不同温度的流体通过该恒温阀门时，感温元件遇冷（或受热）热量使感温蜡体积膨胀（或收缩）从而推动椎形橡胶体、横隔膜进而推动活塞进一步带动调节启闭件，从而调节阀门的开度。
2.2试验分析
在完成恒温阀样机设计建模的基础上，加工了恒温阀样机，如图2所示，利用该样机进行了实验测试。在冷水温度一定的条件下，测试小、中、大3种流量、不同热水温度调至预设温水出口温度（40℃）所需时间，即响应时间，测试结果如表1所示.。由实验结果可知，响应时间均为约7s，说明出口流量和热水温度对恒温阀的响应时间几乎无影响。
3总结
随着生活水平的提高和科技的进步，人们对智能化、自动化生活品质的要求越来越高，快捷、方便、安全、舒适的淋浴系统成为日常生活中必不可少的一部分。文中通过试验验证分析，提出了一种恒温阀的设计思路。该恒温阀可以广泛应用于民用、采暖、热水供应、航天航空、电力、能源动力、冶金、船舶等各行各业。
参考文献
[1]刘杰，张月红.浅析自动恒温阀的原理与应用[J].中国高新技术企业，2008，（4）：94-99.
[2]李树勋，杜兆年，张世军等.自动恒温阀在工业中的应用[J].通用机械，2005，（6）：57-59.
作者简介
丁张杰，陆金利，潘灵吉系浙江工贸职业技术学院学生。
智能温室篇9
原理
复杂的配药装置一般包括药箱、混合器、吸液器、交互界面和控制器等几部分构成（如图1）。可以进行二种（或以上）农药的定量配比和混合。配比后的溶液可以按照混合溶液沉淀的分层来进行逐层吸取溶液。为了便于田间移动使用，一般放置在一个控制箱内进行防水密封并加上把手。复杂的加药装置可用于喷药无人机等精密农业装备的作业。
普通的温室施药便携精准配药电动装置可采用简化的触摸屏设计成控制交互界面，流量计和计量泵控制精准吸取量。体积紧凑，成本较低，控制精度能满足田间的使用要求。
功能
便携精准配药电动装置要满足的功能包括，设定施药量、自动加药、自动停机、流量监测等。设定施药量为一个输入范围，根据需要进行修改，最小输入值要和流量传感器分辨率匹配。自动加药为启动按键后加药到设定值，中间可以暂停，再次启动后继续在前面的数值上加够剩余药量，完成一个加药任务后，自动停机，也可选择连续加药，可进行多个喷药器的连续加药作业。流量监测是指当前的流量大小变化通过流量传感器的采集后要动态的显示在控制器界面上，并且显示滞后不要超过0.5s。
参数
开发的样机如图2所示。其基本参数如下：
单次加药范围：10mL～1000L
加药效率：250mL/min
精度：10mL（更换传感器可提高到0.2mL）
尺寸：230mmx180mmx160mm
应用
智能温室篇10
温室生产是农业领域劳动密集型的行业，温室环境的高温高湿环境，频繁的大强度劳动作业以及登高、搬运等工作要求，使得温室农业生产的劳动力付出超过一些工业环境，并最终导致成本居高不下。采用自动化的农业装备，减轻劳动强度，提高作业环境的舒适性，充分利用温室现有的空间和条件，实现资源的高效利用，是解决这一问题的一个有效手段。以色列在采摘装置方面进行了较多的尝试，设计了行走装置配备2.5m长的机械臂来进行作业，控制部分是通过摄像头在电脑上遥控完成的（夏天，1997）。出于成本考虑，设计有针对性、操作简单、专门的设施小装备来解决复杂问题有较好的应用前景。
原理
温室喷药要解决全覆盖不留死角，实现防治彻底，同时要解决喷药过程中农药落下掉在操作人员身上，引起的人身安全问题。设施温室环境要面临对病虫害的防治以预防为主，因此，生产过程中对喷药作业的需求和依赖较大，预防性施药作业频繁等诸多问题。
另外，设施温室的采摘作业往往需要登高，目前大多采用梯子、方凳等工具，作业时不但容易摔倒，造成人身危险，劳动效率也比较低。因此，有必要研发专门的采摘平台，从而高效、安全地完成采摘工作。
此外，肥料搬运等工作能够借助多功能作业平台来完成，也是比较理想的。
基于以上生产现状和需求，笔者所在工作团队研发了一款温室喷药采摘作业多功能平台系统。如图1是系统原理框图。
通过在行走底盘上加装多种作业装置，能同时实现采摘、喷药等多种作业功能。通过电机驱动，可以实现自走控制和升降控制。这些辅助的省力装置都能有效提高作业效率。其中，升降装置可以采用电动推杆抬升，通过控制器随时调节高度，这样可以在行走的时候比较灵活的调节高度。也可以简化为手动调节，通过滑动套管的螺纹孔来调节作业平台的高度。
系统设计
温室喷药采摘作业多功能平台这种装置的设计完全针对京郊连栋温室种植蔬菜种植架构高的特点开发，喷药过程中不需要高举喷杆，避免农药雾滴飘落沉积在人的身体上，采摘过程中通过升降平台的自由升降，实现高架条件下作物果实的采摘。图2是温室手推式地轮作业装置实物图，也可比较方便的搬运其他农业物资。
立柱设计为梯子型的结构，通过反复计算，底盘的设计保证正常作业条件下，作业人员从侧面的梯子攀登，不会引起侧倾。作业人员在平台上喷药、采摘都比较容易。设计的防护栏根据身高设计为腰部以上位置，作业人员探出上身仍然相对安全。
设计考虑底盘行走的安全性和平稳性，加大轮间距和前后轮轴距。设计了用于锁止的支撑轮，并设计了特殊的装置，解决作业时装置不会在地面上移动，以及充气轮子负重不平稳的问题。见图3所示。高度的调节通过4个立柱的螺栓孔进行调节，手动升降到合适的位置后，再依次通过紧固。4个立柱设计为可以组装拆卸的方式，可以实现运输方便，也方便根据客户的需要更换电动升降的剪行结构。设备主要参数如下：
平台最大工作高度：5m；
升降台提升高度：3m；
最小离地间隙：60cm；
平台额定载荷：240kg；
整机长度：1.65m。
系统应用
该作业平台在北京市小汤山特菜基地进行了示范应用，实际工作中能较好地满足生产管理中的施药采摘作业需求。通过增高系统的行走底盘，实现了系统对不同地面较好的适应性。