塑料大棚环境智能监控系统的设计

1、中国民营科技与经济2008年第08期总第234 期的接触面上涂上新的防水密封胶,再将天窗装上,安装时在铆钉孔或螺钉孔中也要涂上胶,防止雨水从螺钉孔中渗入车厢,最后在安装好的天窗框周围再涂上一层密封胶。3、车顶焊缝处的缝隙。新车前后风窗与车顶蒙皮之间、车顶蒙皮与蒙皮的接缝处,由于密封不严,雨水也会从接缝处的缝隙中渗进车厢。维修时,应先将接缝处的漆皮、胶水铲除,将接缝处车顶蒙皮进行清洁处理,再将接缝处擦干,然后,在接缝处涂上防水密封胶。老旧车辆漏水的维修1、车顶蒙皮锈蚀腐烂的维修。老旧车辆在车顶两侧水槽上方焊接处,或者在蒙皮与蒙皮之间的焊接处,容易出现蒙皮锈蚀、腐烂现象,直至蒙皮出现窟隆,雨水从烂

2、通的蒙皮中淌进车厢。如果蒙皮腐烂的面积不大,可将锈蚀处的腐烂铁皮清除,用一块稍大的新铁皮覆盖在破损处,中间垫上橡胶皮,并涂上密封胶,然后将铁皮铆上,即可解决漏水。如果蒙皮腐烂的面积较大,应将腐烂的蒙皮、车厢内装饰板等拆除,并对车顶腐烂的骨架进行更换、除锈、涂上防锈漆,然后焊上新蒙皮,将焊接处磨平、涂上密封胶,然后喷漆出新。2、天窗锈蚀、腐烂损坏的维修。天窗使用时间长了以后,会出现锈蚀、腐烂现象直至损坏,雨水从天窗腐烂处流进车厢。维修时,先将腐烂的天窗拆除,对窗框周围进行除锈、清洁,涂上密封胶,安装上新天窗,并在新天窗四周涂上密封胶,即可解决漏水问题。3、前后风窗与车顶蒙皮之间锈蚀、腐烂的维修。

3、对前后风窗顶部漏水的车辆,可采取挖补的办法,对风窗进行修理,即将破损部位锈烂的铁皮清除,用铁皮将破损处焊上或铆上,磨平焊疤,涂上密封胶后再喷漆出新。对前后风窗与蒙皮之间锈蚀、腐烂的车辆,要先将锈蚀、腐烂处清除干净,然后,沿接缝处用比锈蚀、腐烂面积大一点的铁皮,将破损处焊上、铆接好,中间垫上橡胶皮涂上密封胶,然后,再在接缝处涂一层密封胶,喷漆出新即可。(作者单位:吉林市城市公交公司塑料大棚蔬菜生产是我国农业上的一大历史性革命。我国塑料大棚蔬菜栽培面积超过了两千多万亩。山东省塑料大棚种植面积20多万亩,位居全国第一。山东省人民政府在(山东省中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年中把信息技

4、术研究列为重点领域,明确提出研究果蔬、花卉等高效设施化栽培及自动控制设施、设备及技术等。塑料大棚环境的智能监控研究,是信息技术应用于塑料大棚产业中重要发展方向之一。国内外设施环境监控技术研究现状国外对设施环境监控技术研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快,在实现自动化的基础上正朝着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温室控制技术的研究较晚,始于20世纪80年代。90年代初,中国农业科学院农业气象研究所和蔬菜花卉研

5、究所,研制开发了温室环境控制与管理系统。1995年,北京农业大学研制成功了“WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”,此系统属于小型分布式数据采集控制系统。1996年,江苏理工大学毛罕平等研制成功了使用工业控制计算机进行管理的植物工厂系统。中国农业机械化科学研究院研制成功了新型智能温室系统,该系统由大棚本体及通风降温系统、太阳能贮存系统、燃油热风加热系统、灌溉系统、计算机环境参数测控系统等组成。山东省设施农业起步于70年代末,经过多年的发展,全省大、中、小型塑料拱棚和日光温室的蔬菜栽培已具相当规模,形成了一批具有规模化、专业化、管理水平较高、经济效益显著的生产基地,山东省是全国冬春季设施栽

6、培的重要生产基地之一。“十五”期间,我省设施农业环境在智能化管理方面,引入了国内外先进经验,且在专家系统、数据库、传感器、控制器等软、硬件方面进行了一定的研究。塑料大棚环境特点塑料大棚种植蔬菜是反季节种植,外界环境的变化与正常蔬菜生长发育所处自然环境变化相反,同时塑料大棚本身调节环境因素的能力有限,必然导致蔬菜生长发育与环境因素以及大棚内环境因素之间的矛盾难以调和,给生产带来诸多问题。塑料大棚环境的阿主要特点是:棚内环境多变性、复杂,光照不足、温度低,同时还存在温差过大等问题。塑料大棚的半封闭式结构,决定了棚内湿度大,二氧化碳浓度不足且日变化幅度大,日稀夜浓,不适应蔬菜生长发育需求。大棚内土壤

7、盐渍化现象严重。塑料棚不受雨水的冲刷,气温、土温均比露地高,土壤的蒸发量大,盐分随土壤水分上升,造成土表盐分积累。棚内温度与湿度,二氧化碳与温度之间的相互矛盾突出。农民信息技术水平低,凭经验种植。以上问题导致随大棚蔬菜栽培时间的增加,大棚蔬菜的病害越来越严重,土壤条件环境越来越差,产量愈来愈低,品质越来越差,成本越来越高,效益越来越低,环境文刘淑云谷卫刚王殿昌王风云科技广场Science Plaza塑料大棚环境智能监控系统的设计61中国民营科技与经济2008年第08期总第234 期污染越来越重。塑料大棚环境智能监控系统的设计1、环境信息自动采集、传输系统。(1针对塑料大棚生产条件,使用低功耗电

8、子器件产品,选用研发节能、成本低廉、耐高湿传感器,建立塑料大棚生产环境信息采集体系。研究信号转换技术,把模拟量输出信号传感器转换成数字信号传感器,简化信息采集器的信号接口电路,延长传感器和信息采集器的连接距离,降低传感器对信号传输线路的要求,增强传感器信号传输的抗干扰性能,提高传感器输出信号的一致性以及传感器之间的互换性。(2研究塑料大棚环境信息传输技术,建立塑料大棚生产环境信息传输体系。环境信息可以以有线的方式进行传输,如TCP/IP 网络、RS-485总线、现场总线等,RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、使用方便、通信距离和数据传输速率适当及可靠性较高等特点而被广泛应用于仪

9、器仪表、智能化传感器、集散控制、监控报警和电力数据采集等领域。2、环境信息决策分析系统(1生长模型的构建。大棚可控制的环境因子包括温度、光照、湿度、CO 2浓度和土壤环境,他们具有同等重要性和不可替代性。种植蔬菜与环境之间存在着定性和定量的关系,而作物生长模型是描述这种关系的最好方式。生长模型对作物的阶段发育、器官建成等生理过程及其与环境和技术因子关系的试验数据进行整理概括和量化表达而建立相应的数学模型,描述作物生长发育速度等与环境影响的关系。建立环境参数与生长发育速率、产量之间的函数关系,实现作物生长系统的定量化动态预测。这种函数关系为设施环境控制和管理提供重要依据。(2栽培管理专业知识数据

10、库的构建。数据库是专业知识的存储器,存放以一定形式表示的专家知识、经验和书本知识及常识。栽培管理专业知识数据库,为塑料大棚环境智能监控系统的环境信息决策分析系统提供有力的决策依据和数据信息,使系统实现对环境信息和栽培作物生长信息的智能决策。(3决策分析系统的建立。根据采集体系和传输体系获得的现场生产环境信息以及作物生长对环境条件需要,将生长模型知识和栽培管理专业数据库知识潜入到信息自动采集、传输系统中,自动分析作物适宜的环境信息及作物的实时生长状况,建立塑料大棚生产环境信息分析处理体系,自动分析作物适宜的环境信息及作物的实时生长状况,实现数据的决策输出,通过显示模块在液晶屏上进行显示,或通过语

11、音模块进行语音提示报警,为用户提供数据服务。指导生产者调节环境因子最大可能地满足某种作物的某一生育阶段,对光、温、湿、气、土的要求,达到作物生长与环境的和谐统一。3、环境智能监控系统的设计。塑料大棚因结构、材质、季节变化等原因,同时栽培蔬菜种类的不同,蔬菜品种的不同都造就了大棚环境控制的复杂性。光、温、水、气、土五个气候因子是互相作用、相辅相成共同起作用的。塑料大棚生产环境单参数、组合参数、多参数控制系统,采用灵活多样的控制手段,人工操作与智能操作相结合,以实现塑料大棚生产环境自动化控制。包括温度、湿度、光照、CO 2浓度和土壤环境等单因素及其组合因素的控制。根据专家提供的播种期、密度、施肥、

12、灌溉等专家知识及栽培作物品种遗传特性和生物特性对环境的要求,进行调温、灌溉和卷帘等管理调控,通过智能控制仪表控制或通过现场总线使用计算机遥控,实现了棚内环境的智能控制。不同的大棚结构,不同的蔬菜种植模式,均可以灵活选择控制模式,实现棚内环境的最优调控,在逆境塑料大棚环境条件下获得种植蔬菜的最佳种植效益。塑料大棚环境智能监控系统构想效果图见图1:4、硬件研发。设备的硬件以CPU 为核心采用模块化结构设计,主要包括电源支持模块、信号调理模块、存储模块、时钟模块、LCD 显示模块、语音模块、Zigbee 无线模块和嵌入式管理知识。电源支持模块设计符合国际智能电池系统标准,集电池充电、保护、检测甚至电

13、源管理于一体,智能电池系统,简化主系统的控制程序、能够高效可靠的利用电池功能,使电池使用效率提高85%以上,并能采用太阳能板进行充电供电,进一步延长了传感器网络的工作时间。传感器模块包括温湿度传感器、光照传感器等。语音模块通过微处理器AT89C2051调用已存储的语音信号,提供语音生产管理建议。Zigbee 无线模块,实现通讯的灵活性,远程测量。内嵌一种或数种作物的全程管理管理知识,可根据种植的作物提供全程、细致的现场管理指导,并根据采集的数据进行分析处理,为用户提供管理意见。硬件技术路线图如图2:5、程序开发。在研制硬件基础上,集成开发塑料大棚智能监测与管理软件,该系统具有环境信息获取、自动传输、多方式数据传输、信息的图表显示、查询、统计分析等管理,特别是嵌入一种或多种作物全程管理专家知识、生长模型提供可靠管理依据和决策依据,达到系统在易用性与功能的统一。技术路