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温室大棚的三段式发展历程

温室大棚是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料,可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期,促进生长发育,防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室大棚设施的关 键技术是环境控制,该技术的最终目标是提高控制与作业精度。 国外对温室大棚环境控制技术研究较早,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,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自 动化、无人化的方向发展。
  从国内外温室大棚控制技术的发展状况来看,控制技术大致经历三个发展阶段:
  一、手动控制
  这是在温室大棚技术发展初期所采取的控制手段,其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。种植者既是温室大棚环境的传感器,又是对作物进行管理的执 行机构,他们是环境控制的核心。通过对温室大棚内外的气候状况和对作物生  长状况的观测,凭借长期积累的经验和直觉推测及判断,手动调节温室大棚内环境。种 植者采用手动控制方式,对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的,它符合传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低,不适合工厂化 农业生产的需要,而且对种植者的素质要求较高。
  二、自动控制
  这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数,计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较,以决定温室大棚环境因子的控 制过程,控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化,适合规模化生产,劳动生产率得到提高。通过改变温室大 棚环境设定目标值,可以自动地进行环境气候调节,但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应,难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分 自主开发的大型现代化温室大棚及引进的国外设备都属于这种控制方式。
  三、智能化控制
  这是在温室大棚自动控制技术和生产实践的基础上,通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统,以建立植物生长的数学模型为理论依 据,研究开发出的一种适合不同作物生长的专家控制系统技术。温室大棚控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程,向着越来越先进、功能越来越完备的方 向发展。由此可见,温室大棚环境控制朝着基于作物生长模型、温室大棚综合环境因子分析模型和农业专家系统的信息自动采集及智能控制趋势发展。

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