傳感器在園藝設(shè)施中的應(yīng)用

引言現(xiàn)代化高效溫室園藝設(shè)施系統(tǒng)，是在國內(nèi)外取得了巨大成功，其采用了新型的溫室科學(xué)技術(shù),和高效機械化、連續(xù)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以提高各種作物土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率水平提高和優(yōu)化農(nóng)村社會、經(jīng)濟效率,實現(xiàn)高效、均衡和穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與銷售的各種農(nóng)業(yè)新型園藝產(chǎn)品。它一年四季可以連續(xù)全年生長，不受栽培生產(chǎn)地點土質(zhì)狀況和當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候變化情況的各種綜合影響,四季又可長年穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)。例如，在北極地區(qū)寒冷干燥的高山地帶、沙漠地帶,甚至即便是在更遙遠的宇宙空間地表和地下空間環(huán)境內(nèi)也仍能穩(wěn)定常年生產(chǎn)，提供大量的各種天然新鮮柔嫩多汁可口的各種蔬菜植物。其顯著大幅度地提高、改善和保障了整個全球農(nóng)業(yè)生態(tài)、生產(chǎn)的安全條件,促進了世界植物資源多樣性保護，有利于更加全面合理開發(fā)利用園藝科學(xué)技術(shù)。目前，隨著市場對國內(nèi)外農(nóng)業(yè)設(shè)施市場需求潛力的可持續(xù)的增加,我國的設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的巨大長期發(fā)展空間和前景，應(yīng)該都還是相當(dāng)?shù)臉酚^的。除此之外，無公害園藝產(chǎn)業(yè)也必將是朝著我國農(nóng)產(chǎn)品的休閑食品化、旅游園文藝化為方向穩(wěn)健而持續(xù)快速健康發(fā)展。近年來,我國各地城鄉(xiāng)人民文化生活層次及經(jīng)濟生活水平等正在日益得到著不斷地增長和迅速提高,這推動了許多城市以現(xiàn)代農(nóng)村生態(tài)旅游景區(qū)和城市觀光體育娛樂休閑及農(nóng)業(yè)果蔬生產(chǎn)采摘示范基地建設(shè)等為主營方向的現(xiàn)代城市得到了發(fā)展與壯大了起來,都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向也已開始了逐漸地提上了產(chǎn)業(yè)建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃當(dāng)中的一部分。這些綠色餐廳作為休閑餐廳與旅游觀，其設(shè)計規(guī)劃均都是本著以開發(fā)建設(shè)綠色環(huán)境餐廳資源為主,綜合運用建筑環(huán)境園林學(xué)、生態(tài)學(xué)知識以及農(nóng)業(yè)生態(tài)建筑學(xué)、設(shè)施園藝學(xué)技術(shù)知識等其他有關(guān)農(nóng)業(yè)學(xué)科知識而綜合加以進行的規(guī)劃選址與整體設(shè)計的。其運用了各種生態(tài)設(shè)施，園藝農(nóng)藝品種的人工栽培及繁殖的技術(shù)知識以及植物生態(tài)的調(diào)控技術(shù)等科學(xué)技術(shù)知識，加強對綠色整個的餐廳環(huán)境設(shè)計與維護,形成的一個以投資建設(shè)綠色景觀環(huán)境小區(qū)為主,合理有序地規(guī)劃搭配建設(shè)各種特色花卉、果蔬、小橋流水以及假山人工湖等多種園林景觀2園藝發(fā)展方向農(nóng)業(yè)土地資源利用率,相比較中國社會農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝領(lǐng)域中的農(nóng)業(yè)實際化生產(chǎn)及運營機械化水平,已基本上是已經(jīng)完全地成為了目前人們衡量產(chǎn)業(yè)競爭力優(yōu)劣高低的另外一條很重要地參照和標準,尤其我國特別主要是歐美發(fā)達國家農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝產(chǎn)品領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)平均農(nóng)業(yè)綜合運營機械化.及其生產(chǎn)綜合運作綜合效率水平更完全是能夠成為一個代表中國每一個建設(shè)社會主義國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化綜合運營生產(chǎn).及效率水平高低程度的一種重要指標。綜合加工的綜合生產(chǎn)的加工的效率還主要包括在了單產(chǎn)的水平、產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)品與優(yōu)質(zhì)農(nóng)品數(shù)之間的綜合生產(chǎn)的比率、勞動生產(chǎn)的勞動生產(chǎn)率、出口率等,世界上一些發(fā)達國家農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝技術(shù)所發(fā)展出的生產(chǎn)力水平達到在當(dāng)前世界上是最高生產(chǎn)水平的是荷蘭,其園藝產(chǎn)品所直接可以生產(chǎn)的加工出來的優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,綜合生產(chǎn)加工的生產(chǎn)和加工的效率也是相當(dāng)非常的相當(dāng)?shù)南喈?dāng)高,而我國農(nóng)村當(dāng)前從事農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝科學(xué)技術(shù)人才的社會平均科技發(fā)展,及生產(chǎn)力水平也僅為只占西方發(fā)達國家,平均荷蘭水平的近60%。在我們農(nóng)村去進行農(nóng)村各種小型農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝等,規(guī)?；卟松a(chǎn)和建設(shè)項目時,水、土地資源利用和其它農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施條件都是規(guī)模生產(chǎn)建設(shè)必備且重要的環(huán)境物質(zhì)條件,而由于有時是為了要迅速地提高規(guī)模種植的作物蔬菜水果的年總產(chǎn)量,農(nóng)戶們幾乎全部都會被白白的投入了這種被過量的利用了的土地物質(zhì)資源,從而這也將導(dǎo)致目前在目前我國小規(guī)模的小規(guī)模農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝單位面積,蔬菜生產(chǎn)建設(shè)項目的平均農(nóng)村水資源利用率大約就只有以色列中的約有20%,土地資源水等的綜合平均資源利用率也幾乎就只有了大約只有50%,化肥電力等生產(chǎn)資料的平均綜合資源利用率,則相對則相對的更為較低。此外,種植現(xiàn)場專業(yè)人員由于往往只是在現(xiàn)場指導(dǎo)使用施肥的方法時,往往并沒有指導(dǎo)使用了合理科學(xué)的使用配方,進行指導(dǎo)種植和管理技術(shù),也即往往也沒有在定期地進行化肥配方進行定量和監(jiān)測的使用,導(dǎo)致施肥的使用不僅在大幅度的降低影響到了對土壤化肥藥劑配方的實際肥料利用率,還會間接地對農(nóng)業(yè)種植場環(huán)境及其本身所造成了的帶來了一種十分之嚴重的生態(tài)二次污染。而且,近年來干旱導(dǎo)致在我國中西部農(nóng)村大面積的各種小型農(nóng)業(yè)設(shè)施園藝作物面積的合理集約種植及使用土地面積,大幅度增長與農(nóng)業(yè)土壤作物質(zhì)量環(huán)境變化影響嚴重和程度又不甚完全協(xié)調(diào),環(huán)境動態(tài)變化調(diào)控的管理保障能力都比較弱差,直接影響及造成了我國農(nóng)作用2.1環(huán)境控制自動化生態(tài)環(huán)境因素綜合控制系統(tǒng)自動化，主要工作功能內(nèi)容分別是室內(nèi)溫、濕度范圍的綜合控制及其自動監(jiān)控調(diào)節(jié),灌水量、水溫變化等過程自動綜合控制及其調(diào)節(jié),CO2濃度定量和施+肥等系統(tǒng)溫度自動實時監(jiān)控并調(diào)節(jié),溫室系統(tǒng)內(nèi)通風(fēng)濕度及室外換氣的溫度參數(shù)自動綜合監(jiān)測并調(diào)節(jié)控制等。通過綜合控制各種因素并與其相對應(yīng)的調(diào)控作用關(guān)系的重要機械的操作方式及作業(yè)設(shè)備參數(shù)等來達有效綜合控制或?qū)崿F(xiàn)控制上述主要作業(yè)因素內(nèi)容,以盡量能達到和盡可能的給農(nóng)業(yè)田間作物正常生長或發(fā)育過程創(chuàng)造一種最佳于農(nóng)業(yè)植物生長條件的適宜環(huán)境氣氛條件的綜合作業(yè)目的。多因素影響的綜合與協(xié)調(diào)控制。這技術(shù)實際上也是中國于公元20世紀初期的80年代末后期研究發(fā)展的建立發(fā)展起來的。其最早采用的是一門利用現(xiàn)代計算機手段綜合地控制多種植物溫室環(huán)境因素及發(fā)展規(guī)律變化的系統(tǒng)工程方法,將適合于各種瓜果蔬菜作物按一年四季在不同環(huán)境階段內(nèi)生長繁殖及分化發(fā)育等生長階段的生長與發(fā)育中所確定出來的一切適宜溫室生長的環(huán)境條件性狀或技術(shù)要求等都預(yù)先輸入于一個專用計算機程序,當(dāng)其中某一項適宜環(huán)境因素性狀發(fā)生某種明顯條件改變之時,其余的各種大氣因素可同時自動和相應(yīng)地被作出這一系列的自動修正和計算或調(diào)整。一般原則是以室內(nèi)外大氣光照條件差增加為最始依據(jù)，其溫度、濕度變化差減小和室內(nèi)的CO2二氧化碳總平均濃度差增加則為其最終隨機變態(tài)的因素,使在室內(nèi)外這一5個最主要的大氣環(huán)境因素間可以隨時保持著某種相對最佳的配合狀態(tài)。為了實現(xiàn)用水的自動化控制。一些工業(yè)發(fā)達國家同時也分別進行起了各種與此直接關(guān)聯(lián)，溫室種苗資源的物理特性、優(yōu)質(zhì)溫室種苗資源的選擇與方法、間種苗方法研究等有關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)研究。還率先進行了溫室設(shè)施系統(tǒng)內(nèi)的多功能自動化管理、搬運以及自動行走等作業(yè)裝置的試驗研究。計算機系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)，為我國溫室種苗節(jié)能、施肥、經(jīng)營以及管理技術(shù)提供了方便。3自動化的實現(xiàn)和傳感器的使用農(nóng)業(yè)科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)度工作還離不開動態(tài)監(jiān)測農(nóng)村氣候環(huán)境,時時注意跟蹤并監(jiān)測各地氣象環(huán)境狀況發(fā)展的季節(jié)動態(tài)及變化,準確地把握科學(xué)的把握各季節(jié)農(nóng)時,對可有效確保我國秋季的農(nóng)業(yè)糧食增產(chǎn)及豐收至關(guān)要。在溫度傳感測量這幾項方面,目前可以得到應(yīng)用最為廣泛的檢測設(shè)備和主要傳感器產(chǎn)品主要有氣壓傳感器、、溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等?？傊?傳感器裝置已在幾乎整個人類農(nóng)業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)組織體系領(lǐng)域中,已得到了的普遍的應(yīng)用且程度都十分之地深入廣泛,它將基本可以被廣泛和深入的貫徹運用到整個現(xiàn)代世界農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù),以及生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)領(lǐng)域的幾乎全部和每一個重要技術(shù)環(huán)節(jié)領(lǐng)域中。近年來,隨著中國政府當(dāng)前與國內(nèi)整體經(jīng)濟政策對中國先進國家農(nóng)業(yè)科技的研發(fā)經(jīng)費投入與比例差距的持續(xù)與增大,各級政府科技興發(fā)展教興農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)濟戰(zhàn)略思路改革的推進日益向深入全面而深層次發(fā)展,傳感器科技已證明在未來中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方面已成為具有潛力日益廣闊而巨大發(fā)展?jié)摿Φ男枨笫袌?。而對于現(xiàn)階段的國內(nèi)農(nóng)用新傳感器行業(yè)而言,目前其所需技術(shù)面臨著當(dāng)前的一個最大的當(dāng)務(wù)之急,就是要思考如何能降低我國企業(yè)成本,向國內(nèi)外傳統(tǒng)高效農(nóng)業(yè)用戶廣泛提供出了大量可靠優(yōu)質(zhì)安全廉價實用高效經(jīng)濟適用的農(nóng)業(yè)新型傳感器,占領(lǐng)了著國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品用的新型農(nóng)用傳感器的廣闊巨大的應(yīng)用潛在需求市場,同時,也必將有效地促進了我國傳統(tǒng)高效的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用的科技創(chuàng)新及發(fā)展,利國利民。在多種植物、作物進行栽培育種過程中,人們希望能夠使用傳感器了解分析掌握各環(huán)節(jié)有關(guān)的各種參量以及對各個作物生產(chǎn)經(jīng)營過程帶來的積極影響,因此人們就必然有測量分析相關(guān)參量指標的需求。最典型的主要測量參數(shù)有溫度、濕度、光照系數(shù)及空氣二氧化碳含量等。園藝設(shè)施系統(tǒng)對于使用這些參量傳感器系統(tǒng)的一些基本條件要求是:可靠,耐氣候潮濕,適用場合范圍更廣,適當(dāng)高度的控制精確度,價格較為便宜,同時還便于遠距離觀察,便于直接跟其它的控制傳感裝置接口。3.1溫度傳感器溫度傳感器上重要的一點是溫度系數(shù)，其是一類用以測量出某種特殊物體冷熱程度及變化趨勢的一個重要物理量。溫度起伏變化值只能用來記錄量度物體表面內(nèi)部溫度隨外部環(huán)境溫度的變化起伏，物體溫度曲線的某些溫度特性曲線數(shù)值來可作為間接參考,而專門設(shè)計用來作為記錄或量度物體溫度數(shù)值曲線的溫度標尺則通常叫它溫標。世界通用的國際溫標關(guān)系為:1001oc=T/k-273.15其中,為攝氏溫度,T為開氏溫度。3.2二氧化碳傳感器目前用于國內(nèi)外的各種小型溫室系統(tǒng)檢測室外空氣質(zhì)量指標用到的新型二氧化碳濃度測定儀(c02)等的氣體傳感器種類數(shù)均屬較多,園藝設(shè)施工程中所常用到的這種新型氣體二氧化碳傳感器類型一般都為MW20型。量程:0.01~2000Ppm(Ppm表示每百萬體積所含有檢測物體體積),精度:±7%,供電時輸入的電壓值為24兆伏安3.3濕度傳感器濕度傳感器主要用來記錄濕度指數(shù)，其主要用于計算大氣相對空氣干燥程度高低關(guān)系的一項主要物理量,用空氣中絕對空氣干燥濕度系數(shù)和空氣相對濕度指數(shù)等其他常用濕度物理量來進行定量表示。絕對的空氣濕度系數(shù)是指混合氣體組分在有固定濕度的恒定溫度條件下和一個給定空氣壓力條件作用下,單位體積上形成的飽和或混合態(tài)氣體分子中平均體積所可能包含的飽和水蒸氣含量,單位:g/m(或mg/L),符號是AH;空氣相對濕度通常也是被用來表示指一種氣體中絕對空氣的相對濕度值或與水蒸氣在某該氣體單位溫度水平上處于飽和的混合狀態(tài)水蒸氣含量值和之相對比,用百分數(shù)式來表達,符號:RH。園藝設(shè)施對測恒濕器件基本要求:耐化學(xué)污染、溫度波動影響幅度小、穩(wěn)定性要好,響應(yīng)度快,微型化,集成化,性價比更高。3.4營養(yǎng)元素傳感器營養(yǎng)元素傳感器,主要是指用于快速準確檢測農(nóng)作物,各種類型作物種類及其正常生長過程,所在土壤環(huán)境因子中各營養(yǎng)元素含量及諸如N元(氮)鉀元素、P元素(磷)氮元、以及礦物質(zhì)K元素鈣(鉀)鈣等養(yǎng)分的加權(quán)平均元素含量,以據(jù)此快速判斷決定該種植物品種,是否還真的還需要人工進行施肥。一般實驗室多主要用于直接定量分析檢測,在無堆肥土條件的工廠化栽培的溫室環(huán)境條件中,土壤及所配經(jīng)實際調(diào)配稀釋過后,土壤營養(yǎng)液樣品中土壤各種主要營養(yǎng)元素含量,或可僅需根據(jù)在對流和回灌處理的溫室土壤營養(yǎng)液樣本中,土壤對各種元素養(yǎng)分的實際稀釋吸收量的分布情況,而據(jù)此決定其對主要營養(yǎng)元素濃度的實際稀釋調(diào)配濃度和分配比率,也有實驗室可用于定量分析檢驗在普通的農(nóng)業(yè)大棚溫室環(huán)境或溫室中,土壤營養(yǎng)元素含量,便于自動及時的采集土壤和進行自動或適量人工地澆灌。4.園藝設(shè)施中的控制問題4.1升溫和降溫的措施(1)升溫的措施。當(dāng)植株長到具有抵抗力時，澆水閉棚升溫達30℃左右持續(xù)1h，再通風(fēng)排濕。3－4h后棚濕低于25℃時可重復(fù)一次。(2)降溫的措施。當(dāng)外界溫度高于溫室溫度時,降溫措施有通風(fēng)4.2增濕和減濕的措施(1)增濕的措施有:當(dāng)植株長到具有抵抗力時，澆水閉棚升溫達30℃左右持續(xù)1h，再通風(fēng)排濕。3－4h后棚濕低于25℃時可重復(fù)一次。(2)減濕的措施有:通風(fēng)4.3二氧化碳控制的相關(guān)問題作物在各個生產(chǎn)時期或一天24小時內(nèi),對一氧化碳量的要求都不樣。因此應(yīng)先總結(jié)出不同作物在不同生產(chǎn)時期、每天24小時二氧化碳需求曲線,在實際操作中盡量滿足。例如，減少二氧化碳措施：加強通風(fēng)、排氣；增加二氧化碳措施：當(dāng)室內(nèi)含二氧化碳數(shù)量低于或室外的二氧化碳含量時,可先采用送背風(fēng)措施，當(dāng)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)含有二氧化碳數(shù)高于或室外的二氧化碳含量時,應(yīng)打開二氧化碳發(fā)生器閥門送二氧化碳。5小溫室和大溫室計算機應(yīng)用若干問題的討論5.1溫室栽培作物發(fā)展我國溫室栽培技術(shù)的發(fā)展，隨著社會的科學(xué)的發(fā)展，我國溫室溫室栽培的發(fā)展將向著域化、節(jié)能化、專業(yè)化發(fā)展發(fā)展，形成高科技、自動化、機械化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè)，為社會提供更加豐富的無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品，提高物質(zhì)產(chǎn)量。我國溫室栽培未來的發(fā)展呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、精準化、多元化、都市型的特點5.2計算機監(jiān)控更能夠為作物保證質(zhì)量為了更方便清晰的掌握溫室大棚作物的環(huán)境參數(shù)情況，選用計算機作為上位組態(tài)開發(fā)平臺，通過易控本身提供的各圖形模板，可方便地進展監(jiān)控界面設(shè)計，可以實現(xiàn)易控上位界面和無線收發(fā)模塊的實時通信另外利用易控的程發(fā)表功能，還可以通過遠程監(jiān)控界面在IE瀏覽器上直接查看溫室大棚作物的生長情況。5.3用電安全應(yīng)注意用電安全,主要措施有:1動磁式壓力表的可變電阻值隨壓力升高而升高安裝壓力傳感器時,不可直接擰外殼。如傳感器有報警,那么傳感器線與報警線不可接反結(jié)論隨著時代科技潮流的推動,具有我國中國特色優(yōu)勢的現(xiàn)代化設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)基地正日益朝著園區(qū)規(guī)模逐步擴大化、自動化、科技水平現(xiàn)代化提高等發(fā)展方向迅速發(fā)展。設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)作為我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，已經(jīng)取得了一些研究成果并投入到了實際使用。通過此次對傳感器在園藝設(shè)施中的運用的研究性學(xué)習(xí)，我們更加能夠了其對推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要性。它促進了國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化改革的推進步伐、蔬菜品種的規(guī)?；O(shè)施