文献综述的范文

文献综述的范文文献综述的范文 文献综述的范文本科毕业论文 设计 文献综述范例论文题目温室环 境测控系统及其发展趋势摘要本文阐述了温室环境测控系统在国内 外的发展情况 包括从温室诞生起 美国 日本 荷兰等温室测控 技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果 以及国内引进 温室技术后 各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取 得一定的研究成果 其次浅谈了温室测控系统的发展前沿 即该领域的先进技术 如无 线电监控系统 GPRS技术 远程温室大棚控制系统等 最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素 包括温度 湿度 光 照 CO2浓度 以及当下比较适宜的处理办法 关键词 温室环境测控 无线电监控 远程监控Greenhouse environment controling systemsand itsdevelopment Abstract This papersaid the development of the greenhouseenvironmentcontrolsystem athome andaborad since thebirth of greenhouse United States Japan the Netherlandsand othergreenhouse monitoringand controltechnology moreadvanced countriesin theirrespective areasof research and afterthe introductionofgreenhousetechnology aswell asdomestic various universitiesand professionalsto exploretheir owngood andhave madecertain aspectsof theresearch results Second on theforefront ofthedevelopmentofthegreenhouse controlsystem such asradio controlsystem GPRS technology remote controlsystem ofgreenhouse andso on Finally Specific aboutthe mainfactors ofgreenhouse monitoringand control Including temperature humidity light CO2concentration andthe moreappropriate approachat presentKeyword greenhouse monitoringand controltechnology radio controlsystem remote controlsystem ofgreenhouse引言目前 我国农业正处于从传统农业向以优质 高 效 高产为目标的现代化农业转化新阶段 而温室作为现代化设施农业的重要产物 在国内多数地区得到了广 泛应用 温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统 它可以避 开外界种种不利因素的影响 人为控1 制或创造适宜农作物生长的 气候环境 由于温室中各种环境因素是可以人为控制的 因此控制技术直接决 定着温室中农作物的产量和质量 温室测控系统一般包括三个模块环境信息采集模块 数据处理模块 和执行模块 在目前的测控系统中 环境因子的采集主要包括温度 湿度 CO2浓 度 光照强度 土壤湿度等 1温室环境测控在国内外的发展自二十世纪七十年代温室诞生以来 各国对测控技术的研究越来越多 也越来越深 2 入 逐步向着网络 化 智能化 综合化的方向发展 1 1国外温室技术发展概况美国是 最早发明计算机的国家 也是将计算机应用于温室控制和管理最早 最多的国家之一 美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和 要求 对温室内光照 温度 水 气 化肥等诸多因子进行自动调 控 还可利用温差管理技术实现对花卉 果蔬等产品的开花和成熟 期进行调节及控制 在日本 作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达 比如塑料 温室和其它人工栽培设施达到普遍应用 设施栽培面积位居世界前列 蔬菜 花卉 水果等普遍实行设施温室生产 并针对种苗生产设施 的高温 多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究 3 主要有设 施内播种装置 苗接触刺激装置 苗灌水装置和遮光装置的开闭装 置 缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置 CO2施肥装置等方面的自 动化研究 4 xx年 英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术 可以观测50km以 外温室内的温度 湿度等环境状况并远程控制 另外针对CO2浓度对作物的影响这一点 温室中通常安装通风机 搅 动空气使温室中的CO2浓度一致 5 荷兰园艺温室发展较早 由于地处高纬度地区 日照短 全年平均气温 较低等不利于作物生长的气候因素 因此集中较大力量发展经济价值 高的鲜花和蔬菜 大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部 采用计算机控制 大大提高了作物的产出及品质要求 现今随着科技的不断发展 国外温室业正致力于高科技的广泛应用 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 近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化 大规模 无人化的方向发展 6 1 2国内温室技术发展概况国内的计算机应用开始于70年代中期 当 时主要用于数据的统计分析和计算 自70年代末起 我国陆续从美国 日本 荷兰等国引进了许多先进的 现代化温室技术 在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上 我国农业科研工作人员进行了温室内部温度 湿度 光照 CO2浓度 等环境因子控制技术的综合研究 在边学习边发展的道路上我国温 室技术也有了长足的进步 早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC512系统 并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构 7 到了90年代初期 计算机开始用于温室的管理和控制领域 2000年 金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用 8 该研究是以工业控制机为核心采集环境信息 控制外围设施执行控 制 实现了温室的封闭环境控制 但该系统布线复杂 维护困难且成本过 高 xx年 杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统 9 该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控 提 高了系统的可靠性 降低了数据传输过程中干扰 但由于蓝牙技术本身的不成熟 与其他技术相结合以后会导致系统 的紊乱 难以调控 顾该系统的实际应用仍需要深入研究 xx年 唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统 10 该系统把个体生产和规模化生产相结合 在单个温室大棚生产实现 智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产 xx年 周茂雷 郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系 统 11 该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量 开关量实时动态采集 将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量 2温室技术新型发展现代化农业设施技术得到了极大的发展 利用不 同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境 下面讲述了五种新 型温室技术 2 1无线电监控系统随着生产规模的不断扩大 大棚数量的增多 有线 监测系统布线复杂 维护困难 不能任意增加节点等缺点就暴露出 来了 随着电子技术的发展 出现了一体化的无线收发芯片nRF905 该芯片体积小巧 外围只需添加少量几元件即可工作 而且编程简单 可实现信息的无线传输 以上位机为信息处理终端 构成了温室大 棚环境参数监控系统 该系统具有无需布线 可以任意增减采集点 结构简单 功耗低及组网方便等特点 因而具有较高的实用价值 12 2 2GPRS技术的应用GPRS General PacketRadio Service 是通用分组无线业务的简称 是一种基于GSM Global Systemfor MobileCommunications 系统的无线分组交换技术 同一无线信道又可以由多个用户共享 只有当某个用户需要发送或 接收数据的时候才会占用信道资源 从而有效地利用了信道资源 监控中心服务器通过GPRS可以在移动状态下使用各种采集到的信息 数据 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境 监控信息数据传输系统 实现智能化温室控制信息采集点的无线数 据传输 监控系统同时可以实现资料 指令的反向传输 以达到远 程控制的目 13 的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的 作物生长状况 2 3基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统CAN controller areawork 总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网 14 15 其信号传输采用短帧结构 具有传输时间短 受干扰的概率低 实时性强 性能好和可靠性高等优点 广泛应用于各种控制系统中的 检测和执行机构之间的数据通信 Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多 在现有的各种现场总线中 Profi2bus总线占有很大的市场份额 并提 供了DP PA3和FMS三种协议类型 2 4虚拟仪器的应用温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器 分立 元件仪器 数字化仪器和智能化仪器 到现在发展到了虚拟仪器 虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台 可以通过不同的虚拟 仪器软件实现多种测试功能 能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件 并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能 进行各种信息的 处理 然后将结果送出显示或控制调节机构 调节大棚的环境参数 1 6 2 5远程温室大棚控制系统为实现农民对大棚的简捷控制 实现农民 增产增收 远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工 程 该系统实时要求很高 传输距离较远 对稳定性以及抗干扰性的要求 也很高 CC2Link造价低廉 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的 新型现场通讯方式 另外以太网实时 高速且传输距离较远 而成为 主流的远程通讯方式 两者相结合便实现了温室大棚远程控制网 17 3影响作物生长的各项因素及处理办法作物的生长发育 一方面取决 于作物本身的遗传特性 另一方面取决于外界环境条件 在生产上 则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制 生长和发育 影响作物生长发育的主要环境条件包括温度 空气温度及土壤温度 光照 光的强度和光周期 水分 空气湿度和土壤湿度 土壤 土 壤肥力及土壤溶液的反应 空气 大气及土壤中空气的特性 CO2的 含量 有毒气体的含量 生物条件 土壤微生物及病虫害 等 下面就温度 湿度 光照 CO2浓度这四方面进行具体的论述 3 1温度作物的生长发育环境中以温度最为敏感 也是最重要的 自然环境下 温度在时间上随四级变化而周期变化 在空间上随纬 度和海拔的升高而降低 另外在室内的话 由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较 复杂 实际上温度的空间分布受室外气候因子 室内调控方式 植 物群体结构的综合影响 空气温度不论在水平方向还是在垂直方向 往往都不均匀 处理办法目前温室的温度调控主要包括增温 保温 降温 18 加温有热风采暖系统 热水采暖系统 土壤加温三种形式 保温包括 减少贯流放热和通风换气量 增大保温比 增大地表热流量 降温最 简单的途径是通风 3 2湿度适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作 物健康生长的重要条件 根据研究发现 除了阴雨天以外 室内午后过低的空气湿度会导致 作物发生光合作用的午休现象 一般情况下 作物适宜的相对湿度是60 80 所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用 影响作 物生产的质量 另外 空气湿度过大 作物植株也易于生病 土壤湿度对植物的影响也很大 若温室内排水不良 灌水不当 土 壤渗水性不好 造成土壤水分过剩 使土壤中的氧气减少 植物根 部呼吸的水分减少 从而影响植物的水分代谢 阻滞植物的生长或 者发生根部腐烂的情况 19 处理办法除湿的方法有通风换气 加温除湿 覆盖地膜 使用除湿 机 除湿型热交换通风装置 加湿的方法包括喷雾加湿 湿帘加湿 温室内顶部安装喷雾系统 20 这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效 3 3光照强度光 照是作物生长发育的关键条件之一 没有光照 就谈不上植物的生长 光照不足 势必影响植物的生长 发育 光照的强度直接影响到作物光合作用的强度 与室外相比较 室内光明显的差异表现在数量减少 光质改变及光 分布不均匀等三个方面 从而形成独特的温室光环境 21 处理办法人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度 1 改变设施的透光率 2 应用反光幕 3 人工补光 4 遮光 3 4CO2浓度CO2是作物进行光合作用的主要原料 蔬菜作物的产量90 95 靠光合作用制造 在露天大田生产条件下 空气中的CO2浓度为300ppm即0 03 一般 能满足光合作用的需要 但是在密闭的温室中栽培蔬菜却显得严重 不足 如果二氧化碳不足 尽管光照好 水分足 植物仍不能进行 旺盛的光合作用 使营养物质积累少 作物生长衰弱 难以早熟高 产 处理办法增施CO2的方法一般采用两种方式 1 短时间通风 2 利用CO2发生器人工增施CO2 小结本文主要从温室环境测控的起 源及其发展等方面展开讨论 对国内外的温室系统的各个阶段的成 果及不足之处都做了比较详细的说明 相对国内而言国外的技术比 较成熟 而且在温控的实施上也会因地域的差别而有所限制 其次 简述了几项温室测控的前沿技术 也综合评价了这些技术的实用性 另外浅谈了作物生长的影响因素及解决各种不利因素的调节系统 主要是针对温度 湿度 光照 CO2浓度这几点的具体讲述 目前国内的温室测控系统主要依赖PC机 单片机等作为处理的核心 但运用起来往往对环境调节的准确性低 可靠性差 且成本高 效率低等问题也会相继出现 另外国内外的控制系统在网络化 智能化等方面还需要有重大改进 因此 实现成本低廉 控制效率高 网络化 智能化程度高的温室 控制系统将是未来农业生产要解决的主要问题 参考文献 1 王石磊 陈立军 郭艳玲 温室测控技术的发展及我国温 室测控面临的问题 J 林业机械于土木设备 xx 7 35 10 13 2 彭桂兰 张学军 张新东 温室环境计算机测控技术的研究现 状和发展趋势 J 现代化农业 xx 5 57 58 3 Turner Miehael Shah Steve Red HatLinux Administration A Beginner s GuideNewYork London MeGraw Hill Professional xx 220 223 4 仓田勇 促进园艺领域机械化的必要性 J 日本 农业机械 学会杂志 1992 6 108 110 5 王惠勇 英国的设施园艺 J 农村实用工程技术 1993 7 28 29 6 Murat DemirbasKen YianChow ChiehShyan Wan INSIGHT Inter Sensor Integrationfor HabitatMonitoring Computer society xx 182 185 7 孙忠富 陈青云 吴毅明 计算机在现代温室中的应用现状及 前景 J 农业工程学报 1998 增刊 22 27 8 金钰 工业控制计算