【基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚溫室系統(tǒng)設(shè)計(jì)國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述2500字】

基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)大棚溫室系統(tǒng)設(shè)計(jì)國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1國外研究現(xiàn)狀溫室系統(tǒng)，也被稱為設(shè)施農(nóng)業(yè)，國外相關(guān)國家起步較早，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過程中，長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位，在解決耕地面積較少、耕作環(huán)境較差的過程中，發(fā)揮了重要的作用，使得相關(guān)國家從農(nóng)業(yè)小國轉(zhuǎn)變成農(nóng)業(yè)出口大國，對(duì)于我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要的參考價(jià)值。在國外的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，最具代表作用的就是荷蘭，荷蘭國土面積約為41864km2,耕地面積不足三分之一，人均耕地僅有0.06公頃，但是自上世紀(jì)60年代開始，荷蘭就不斷在玻璃溫室等設(shè)施農(nóng)業(yè)上下功夫，不但緩解了耕地面積對(duì)于生產(chǎn)的制約，還成為了僅次于美國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，并且在蔬菜、花卉等領(lǐng)域位列全球首位。設(shè)施農(nóng)業(yè)在荷蘭的快速發(fā)展有其客觀原因，也有其主觀因素，荷蘭分為三個(gè)階段發(fā)展了其溫室建設(shè)過程，初期階段是上世紀(jì)初期前五十年，發(fā)展方式主要是建設(shè)簡(jiǎn)單的溫室框架，沒有其他相關(guān)措施，主要目的只為了抵御寒冷空氣，保持室內(nèi)溫度。中期階段主要是上世紀(jì)中葉到80年代，通過荷蘭政府的相應(yīng)優(yōu)惠政策，各種溫室相繼出現(xiàn)，溫室環(huán)境調(diào)控也相應(yīng)健全，包括保溫措施、CO2施肥以及無土栽培等。新型Venlo溫室出現(xiàn)，使這種鋼架支撐輕便、透光率好的溫室被廣泛采用，溫室的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)效率顯著提高。上世紀(jì)90年代至今這一階段，溫室發(fā)展的面積基本穩(wěn)定在一萬公頃，在技術(shù)基本成熟的現(xiàn)階段，主要追求的目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展，溫室功能多樣性，低能耗溫室都是發(fā)展方向，現(xiàn)階段的荷蘭溫室建設(shè)，已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)集合多種功能的綜合產(chǎn)業(yè)。以色列耕地面積小，并且國土面積大部分處于沙漠地帶，造成了以色列農(nóng)業(yè)環(huán)境干旱少雨的特點(diǎn)，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的探索和發(fā)展，形成了先進(jìn)的現(xiàn)代化溫室，主要應(yīng)用現(xiàn)代化灌溉技術(shù)，解決了用水問題，并且在此基礎(chǔ)上使得農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，從原來的農(nóng)業(yè)弱國變成如今的年產(chǎn)值75億美元的產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造了沙漠中的奇跡，由于其出口的農(nóng)產(chǎn)品暢銷歐洲，被稱為“歐洲冬季廚房”。同荷蘭、以色列面臨的問題不同，日本水資源豐富，但是耕地面積較小，并且面臨日益嚴(yán)峻的老齡化問題，所以日本在發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的道路上比較注重節(jié)省人力，發(fā)展出緊湊型、集約型的精細(xì)控制模式。日本的智能溫室，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)溫室內(nèi)的溫度、濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度、土壤營養(yǎng)成分進(jìn)行精細(xì)控制，使溫室內(nèi)環(huán)境基本不受外部條件變化的影響，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，日本的植物工廠單位面積的產(chǎn)出價(jià)值可達(dá)露天環(huán)境的100多倍，進(jìn)而使得溫室的建設(shè)可以不受種植地位置的制約，更好的創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。由以上三個(gè)國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展過程，可以看出因地制宜的重要性，不同國家根據(jù)自己的具體需求，開發(fā)出了合適的溫室模式。我國幅員遼闊，不同的地理環(huán)境存在不同的氣候特點(diǎn)，所以可以借鑒他國的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展相關(guān)技術(shù)，結(jié)合我國當(dāng)?shù)貙?shí)際，開發(fā)適合的溫室系統(tǒng)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以后需要發(fā)展的趨勢(shì)和目標(biāo)。2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,早在兩千多年前就將種植栽培技術(shù)應(yīng)用于蔬菜、花卉等農(nóng)作物?？咳肆透ｉ_墾貧瘠的土地，眾多的農(nóng)民整天都在農(nóng)地里辛苦勞作，但是抵抗不了天然災(zāi)害，例如水災(zāi)、旱災(zāi)、蝗蟲侵襲等。在20世紀(jì)30年代，簡(jiǎn)易的塑料大棚開始在遼寧南部和北京地區(qū)用于冬季種植蔬菜瓜果，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的豐收。相比于2000多年前，取得了巨大的進(jìn)步，人們開始學(xué)會(huì)抵抗一些低級(jí)的災(zāi)害，例如氣溫的突然下降、狂風(fēng)的吹襲、正午太陽的暴曬等。同世紀(jì)70年代，我國開始對(duì)溫室大棚技術(shù)的研究和應(yīng)用。人們可以抵抗更高級(jí)別的一系列災(zāi)害，提升了作物的出產(chǎn)率和成活率。80年代，計(jì)算機(jī)、高科技芯片技術(shù)等逐漸應(yīng)用于溫室環(huán)境中，對(duì)溫室環(huán)境中的溫濕度、二氧化碳、土壤營養(yǎng)液濃度、光照等方面進(jìn)行研究。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)被中國農(nóng)科院首次運(yùn)用于溫室大棚中。90年代初，我國有關(guān)科研、教學(xué)單位開始圍繞主要蔬菜的環(huán)境控制問題設(shè)計(jì)出一批具有我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的溫室大棚控制系統(tǒng)。成功以北京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇理工大學(xué)研制的一系列新型溫室大棚控制系統(tǒng)為代表，取得了一定成效。20世紀(jì)90年代中期是我國溫室大棚快速發(fā)展階段，從農(nóng)業(yè)大國如荷蘭、以色列、日本等引進(jìn)現(xiàn)代化溫室。90年代后期，工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程列為國家重點(diǎn)科技產(chǎn)業(yè)工程。21世紀(jì)開始，單片機(jī)應(yīng)用于溫室大棚控制系統(tǒng)，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)生產(chǎn)日光溫室的公司，這些公司的溫室產(chǎn)品型號(hào)較多，但一般采用的控制系統(tǒng)為單片機(jī)嵌入式測(cè)控系統(tǒng)，但是因?yàn)槿藱C(jī)界面不友好，操作難度大，所以沒有被廣泛應(yīng)用。2015年，周敏、韓宇光、王軍安和朱廷賀等，提出了新型溫室控制理論。其理論根據(jù)溫室大棚的控制要求，使用可編程控制器作為核心，在后期運(yùn)行的試驗(yàn)程序中，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行，PLC與組態(tài)王的聯(lián)合使用，不但提高了系統(tǒng)的可靠性，而且能較好的人機(jī)交互，操作簡(jiǎn)便，便于推廣普及。綜上所述，我國溫室大棚研究的起步晚，溫室理論和技術(shù)還不夠完善。雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，溫室建設(shè)發(fā)展已取得了顯著成效，但是與發(fā)達(dá)國家還有不小的差距。一是我國的自創(chuàng)性還不足，許多溫室都不是自己研發(fā)的，很多是從國外引進(jìn)的，不能適應(yīng)我國的環(huán)境。二是智能化程度較低，系統(tǒng)精確性、穩(wěn)定性不足，管理仍以經(jīng)驗(yàn)為主。三是農(nóng)業(yè)發(fā)展不規(guī)范，溫室大棚管理者缺乏專業(yè)知識(shí)，系統(tǒng)操作上存在困難?，F(xiàn)代溫室及配套設(shè)施已采用集體化和規(guī)范化生產(chǎn)，將市場(chǎng)經(jīng)營和國際化的市場(chǎng)體系一起運(yùn)作，溫室大棚的智能化發(fā)展將成為今后一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)，對(duì)人類的發(fā)展具有極其重要的意義。我國需要適應(yīng)于我國農(nóng)業(yè)環(huán)境現(xiàn)狀的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，并將其運(yùn)用到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域中去，將這樣的技術(shù)廣泛推廣。參考文獻(xiàn)[1]周敏,韓宇光,王軍安,朱廷賀.基于西門子PLC的智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014,33(12):99-101+125.[2]陳哲,李德英,劉衛(wèi)兵,丁玉雄.基于S7-1200PLC與觸摸屏的西瓜溫室大棚智能控制[J].自動(dòng)化與儀表,2019,34(07):35-38+64.[3]吳淑娟.基于PLC的大棚智能溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2017,32(06):74-78+84.[4]丁莉君.基于PLC的智能溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技資訊,2018,16(04):32-33.[5]李雅靜,孟慧,張小青.基于PLC控制系統(tǒng)的溫室灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2018(06):165-166.[6]李宗昊,楊潔.基于PLC技術(shù)的花卉溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)研究[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(20):80-82.[7]王宏濤,李紅莉,程真英,陳曉懷.基于PLC的溫室自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2017,36(05):21-23+71.[8]曾令培.基于PLC的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī),2017,48(19):38-39.[9]程睿,吳澤全,徐冬,蔡曉華.PLC在溫室控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J