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智能温室范文1
【关键词】物联网技术；温室大棚；智能控制系统；智能农业
1.引言
随着物联网技术的快速发展，农业智能化成为现代农业的主要发展趋势。近年来，农作物温室环境智能控制技术为农业智能化提供了新的动力，基于物联网技术的温室大棚，突破了传统农业受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制，对农业生产产生了重大意义。美国、以色列等西方国家在农业温室环境智能控制技术方面发展迅速，相继出现了融合气候调节、农田灌溉与作物的肥料供应的一个整体的一体化的温室网络管理系统，该系统通过对各种生产管理进行融合，然后根据传感器的输入来调节各部分进行执行动作，以达到最经济最有效的手段进行温室控制。目前我国的农作物温室环境控制技术智能化程度较低，通信传输及数据控制方法较为落后，缺乏多信息融合、分析及处理的大数据支撑。因此导致的灌溉不合理，土壤酸碱度失衡，农业污染严重，生产效率低下，农产品品质下降等问题影响了农作物温室环境智能控制技术的发展，进而影响了整个农业智能化的发展进程。因此，本文设计了一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统，实现温室大棚的温、湿度等环境监测、智能调控等，为智能农业提供一个典型案例。
2.系统整体方案设计
2.1应用场景（见图1-1）通过在温室大棚中布设温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分传感器、光照传感器、风向传感器、风速传感器等环境信息采集设备，实时采集大棚温度、湿度、二氧化碳浓度、光照、风向、风速及土壤湿度等环境参数，并将所采集的信息通过通信网络上传到上层监控平台，经过分析、处理后，可利用移动智能终端或PC实时监控温室大棚的情况，并可对排风扇、水泵、喷头、遮阳帘、补光灯、加热灯等可执行设备进行远程操控，整个系统可用太阳能进行能量供给。2.2整体结构设计（见图1-2）本系统由应用层、传输层、感知层这三个层次构成。应用层：采用应用开发平台作为运行和管理平台，应用开发平台是一个集成的部署、测试、开发环境，具有完善的业务接入系统、业务处理系统、数据库管理系统和高效的运营支撑系统。用户可通过电脑上的平台实现智能农业的实时监控、远程监控、节点管理、信息管理、可控设备管理等功能。传输层：系统可通过有线和无线的通信网络，将感知层中的终端机具采集的数据上传到应用层，同时将应用层的指令下发给感知层中的设备，作为中间数据交互的承载体。感知层：主要包含排风扇、喷头、加热灯、遮阳帘、传感器等设备，通过传感器采集环境信息并通过通信网络层上传给平台；通过接收上层下发的控制命令，可实现对排风扇、喷头、遮阳帘、加热灯等设备的控制。2.3整体技术设计描述系统利用微电网自发电系统提供的绿色新能源作为整个系统运行的能量供应，在大棚中布置温度、湿度、光照、CO2等工业级传感器采集环境信息，在土壤中布置土壤水分、PH值等工业级传感器对土壤进行监测，实现智能农业温室环境的整体监测设计；通过本系统的数据分析及大数据参考，提供最合理的温室环境调节方案，保障各项调节设备的高效率运行；通过大数据分析及实时数据分析，控制温室设备的通风、温度、湿度、补光、灌溉等调控设备的可靠运行；利用无线传输技术将收集的信息传送至云服务器，利用云计算与大数据技术参考历史数据的综合分析后，再将无线传输控制信号传输至设备端，智能化调控加热灯、雾化喷头、补光灯、通风扇等可控设备，为农作物健康快速生长营造一个绿色、环保、舒适的环境。
3.系统实现效果
通过本方案设计的温室大棚，能够很好地节能，以60m*10m大的温室大棚为例，其中所有设备的每天运行能耗情况如下表所示，每天总能耗约24度。在太阳能发电方面，采用的是功率为2000W的太阳能光伏发电系统，每天的总发电量为14度。本项目将微电网太阳能光伏发电系统每天的发电量供给温室大棚设备的日常运作，温室大棚每天的总耗电量为24.218度，微电网每天总发电量为14度，因此可节约整个温室大棚57.8%的外部电网供电。
4.结束语
本文围绕基于物联网技术进行温室大棚智能控制系统设计展开研究，给出了总体方案，限于篇幅，没有附上系统的详细实现，但通过实验，总体效果不错，能够很好地节能减排，为智能农业提供了一个可借鉴的典型案例。
参考文献
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[2]杨宏业,张维庭等.基于ZIgBee技术的温室环境监控系统设计与应用[J].江苏农业科学,2016年第44卷9期．
[3]牛青松,胡永强等.基于无线传感器的网络的温室大棚环境监测系统设计[J].安徽农业科学,2016,44(24).
[4]黄家兵,武震天.基于远程的温室大棚智能控制系统的设计[J].黄山学院学报,2016年10月.
智能温室范文2
关键词：智能温室；远程监控；GSM；LPC2132单片机
中图分类号： TP391.8 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.04.011
1智能温室远程监控系统的基本要求
一般情况下智能温室远程监控系统需要满足以下几个要求：一是具备较好的可扩展性，即根据实际的生产需求实现不同类型设备的远程控制；二是响应速度快。系统要具备较强的时间控制精度，以迅速的完成各种数据采集及设备的控制，以保证远程控制的实时性与实效性；三是稳定性。智能温室远程监控系统的工作环境相对恶劣，只有保证系统运行的稳定性，才能进一步保证数据采集的准确性、可靠性；四是较强的功能性及较低的投入成本。农业生产效益相对其他产业而言相对较低，如果智能监控系统成本过高，会直接增加农业生产的成本，而影响其经济效益，因此系统设计要充分考虑系统的建设成本。此外，系统还要具备温室数据采集、数据存储、数据分析、设备控制、数据提取等多项功能，才能更好的满足智能农业的生产需求。基于此，本文提出一种基于LPC2132单片机与GSM技术的智能温室远程监控系统。
2系统的架构
本文所提出的智能温室远程监控系统以LPC2132单片机为核心处理器，远程控制采用GSM模块来实现数据传统，系统应用现有的通信网络，大大降低了远程网络的建设成本，既降低了系统建设成本，又保证了数据的可靠性。具体而言，该智能温室远程监控系统的基本架构包括控制处理模块、GSM模块、数据采集模块及执行模块。
2.1控制处理模块
控制处理模块是整个控制系统的核心，其主要功能是对数据采集模块传送的数据进行分析、处理，再将判定结果指令发送至执行模块，完成远程控制。整个过程中应用CM12864液晶显示器实时显示出系统的运行状态及数据采集情况等。
2.2 GSM模块
GSM即全球移动通信系统，其作为GSM短信息数字通信平台主要通过远程无线通信实现数据传输，体现出通讯成本低、通信线路干扰小、无地区限制，具有较高的保密性与可靠性的优势，并且GSM还具备双向数据传输功能，因此本系统中GSM模块起到数据传输载体的作用。其通过RS232串口电路连接控制处理模块，向控制处理器传送温室环境数据、处理结果等。SMS短消息的发送、接收通过AT命令的PDU Mode模式来实现，控制指令按照短信协议进行控制处理，并将指令执行结果报告信息返回至上位机，而其他诸如非上位机号码发送的信息等非预期信息则由GSM模块鉴别后直接删除，最大程度上避免系统接收到错误的短信内容而引起错误操作。
2.3数据采集模块
数据采集模块其主要作用是采用温室环境的数据及执行单元的执行状态数据，该系统主要利用SHT10传感器实现温室环境参数的采集，包括环境温室、湿度等，通过AD转换对风机、补光灯的运行状态检测电压、电流等参数，以判断操作是否成功；应用流量计检测水管中的液体流动状态，对喷淋、湿帘的工作状态做出判断；应用水位传感器检测蓄水池水位，判断是否需要应用自来水为湿帘供水等。
2.4执行模块
执行模块，其主要作用是通过驱动电磁阀实现对喷淋、湿帘、水泵、风机、遮阳网、补光灯的控制。硬件设计中应用SVDC继电器及强电开关构成自锁电路，系统通过I/U口驱动SV继电器工作数据，其所参应的强电电磁阀线圈通电，再执行相关操作，完成操作后系统复位SV继电器，强电电磁阀保持工作状态，直至产生其它控制操作，这种执行模式可以将强电电路、弱电控制系统最大限度的隔离开来，从而降低系统干扰，提高系统的稳定性、可靠性。
3系统软件设计
系统软件设计中，可根据智能温室实际生产需要设备自动降温的温度上限阈值、自动停止降温的温度下限阈值，将温度阈值输入系统后，系统会将其存储起来作为判断是否执行升温或降温等温度控制操作的依据。系统中的温度传感器将其在温室中监测到的温度数据与设置好的温度上限值及下限阈值进行比较，执行升降温操作。如开启湿帘则要对蓄水池的水位进行监测，如蓄水池中水量可满足湿帘应用所需，则优先使用蓄水池中的水。如无法满足则使用自来水供应，并将湿帘流出的水引导至蓄水池中，当蓄水池中的水可满足湿帘应用所需，则断开自来水供应，以提高水资源的利用率。实际应用中用户可根据自身的实际需要，根据短信收发协议向控制系统发送控制操作，其中短信收发协议包括喷淋控制、湿帘控制、风机控制、补光灯控制、照明灯控制、遮阳网控制等。由于本系统中采用命令应答型无线传输协议，故用户通过手机向下位机传送控制命令时，下位机需要验证手机号码，通过后方可执行命令，并反馈处理结果。
4结语
本系统可以实现对温室环境的数据采集及控制，通过GSM模块传递信息，大大提高了数据采集及传统的稳定性与可靠性，更有效的实现环境温湿度的自动调节与远程监控，并且湿帘水实现了智能化的循环利用。此外，后续该系统还可加入光照传感器，实现补光的智能控制，可扩展性良好，故系统整体基本可实现运行可靠、操作简单、可扩展性强的要求。
参考文献
[1]于海业，马成，王振华，等.远程控制技术在温室环境控制中的应用现状分析[J].农业机械学报，2013，3（06）：160-163.
[2]张荣标，谷国栋，冯友兵，等.基于 IEEE802.15.4的温室无线监控系统的通信实现[J].农业机械学报，2015，39（08）：119-
智能温室范文3
关键词：温室大棚；单片机STC15F2K60S2；温湿度传感器；CO2传感器
中图分类号：TP39 文献标识码：B
Design of intelligent greenhouse environment sensing system
HAN Xin， WANG Bo， GUO Qingqing， LIU Siyu， XU Ke， LIU Zhongfu
（College of Information & Communication Engineering， Dalian Minzu University， Liaoning Dalian 116600，China）
Abstract： With the development of sensor technology and Internet of things， using modern sensors and Internet of things technology for wireless transmission of information could have a certain application value on the agricultural greenhouse environmental monitoring. This article uses the MCU STC15F2K60S2 as the core integrating the light intensity sensor， temperature and humidity sensors， CO2 sensors in a system， to achieve the greenhouse monitoring and alarm. And transfer the data to the duty room. The research fruits could improve crop yield and economic benefit by monitoring and controlling the environment.
Keywords： greenhouse；STC15F2K60S2； temperature and humidity sensor； carbon dioxide sensor
0 引言
近年来，随着经济的迅速增长，农业的基础研究和应用技术越来正日益受到广泛重视，农业温室基础设施发展迅速，但是在自动监控方面仍存在着诸多问题。大多数温室大棚采用的都是人工管理模式，种植产品单一，在环境管理上也并未形成完备优势。相应地，智能温室环境感知系统却可以获取人工管理中精细易忽略或未能感知到的环境指数变化，而且将其作为调整温室环境各项指数的标准，从而优质发挥其理想控制实效作用。
基于此，本文即通过有针对性地将光照强度传感器、温湿度传感器、CO2浓度传感器整合在一个系统中，该系统能够对温室大棚内影响作物生长速度的重点关键项因素进行全程监控，同时还可对监测项数据提供显示和传送功能，另外也附配有报警提示，进而升级改进农业生产过程。
1 系统方案设计
温室中，光照强度、温湿度、CO2浓度对农作物的生长呈现有多方面影响，本次设计主要致力于将提高农作物的质量和产量、同时也要一并减少人力资源作为研发目的，也就是在对温室环境进行检测监控中来调节温室环境，使各项指数更适合作物生长。研究成果具体用于完善温度、湿度、光照度以及二氧化碳浓度检测技术，用以满足对温室大棚建设的只能需要。概括来讲，就是采用STC15F2K60S2单片机作为主控芯片，驱动温湿度传感器AM2302、光照强度传感器GY-30和CO2浓度传感器MH-Z14检测数据，在2.2TFT屏上显示数据和报警。
2 系统硬件电路设计
本设计用于温室大棚环境指数检测、监控和报警。硬件电路通过STC15F2K60S2单片机将各种传感器集成到一个系统中来获得各种功能实现，主要电路组成有温湿度检测电路、光照强度检测电路、CO2浓度检测电路、显示电路、报警电路、按键电路、电源电路和无线传输电路。系统硬件设计构成如图1所示。由图1可知，电路设计中各组成部分的运行原理过程可做阐释分述如下。
2.1 主控芯片电路设计
设计中，采用的STC15F2K60S2芯片是高速、可靠、抗干扰强的新一代单时钟单片机，而且运行速度较快。这是由宏晶科技生产的51单片机，工作电压在3.8～5.5V之间。晶振采用12MHz频率。在实际应用时，晶振电路中的电容需要和晶振的大小实现匹配。滤波旁路电容则是置遇主控芯片的旁边，用于过滤清除最后的干扰纹波。
2.2 电源电路设计
本文电源设计部分是直接连入220V的交流电，对电源的研发包括2个部分：交流电转直流和直流电源的处理。
智能温室范文4
关键词：单片机、植物温室、控制系统、智能控制
植物，尤其是珍贵花卉、苗木和反季节蔬菜的生长都需要某种特定的温度、湿度、光照度和二氧化碳含量等条件，当气候条件不能满足上述要求时，它们便生长不良，甚至枯萎、腐烂或死亡。如果对温室实行智能化控制，使其气候参数始终处于植物生长所需的最佳状态，将大幅度提高其产量和品位，带来较好的经济效益。目前，我国农业温室应用智能控制的为数不多，主要是因为这种设备价格昂贵，不适合国情。为此，我们开发一套低成本的植物温室自动控制系统，该系统能为植物生长提供所需的最佳温度、湿度、光照度和二氧化碳含量等气候条件，最适合对我国现有中、低档普通温室进行“智能化”改造，符合农民消费水平，适合我国国情。
1、系统的总体结构
本系统以W77E58单片机为核心，外扩8255可编程接口芯片。由单片机完成数据采集、数据处理及环境气候参数的调节功能，并可将数据通过RS—232通讯线路传送给主机（PC机），实现多温室系统的数据处理、监控和维护功能。控制系统包括传感器子系统、数据采集子系统、信息处理子系统和执行子系统四部分。
1.1 传感器子系统
传感器子系统的作用是将气候参数转换成电压参数，它是监控系统的主要信息来源，关系到整个系统的检测、数据分析和控制的可靠性与准确性。主要包括土壤湿度传感器、叶面湿度传感器、空气温湿度一体化传感器、光照度传感器、CO2传感器。由于温室大棚一般面积较大，传感器属定点使用的仪表，所以各类传感器的使用数量较多。
1.2 数据采集子系统
主要完成对传感器子系统传来的信号进行信号变换、A/D转换和采样以及通道选择等。
1.3 信息处理子系统
信息处理子系统是整个系统的核心部分，包括环境参数预设置、信号处理和控制三部分。环境参数预设置一方面可以将某一时间范围内植物生长对温度、湿度、光照度和CO2浓度的要求进行设置，另一方面可根据农作物不同生长期对温度、湿度、光照度和CO2浓度的要求进行设置。信号处理实现测量数据与本阶段所设定的最佳气候参数进行比较分析，为控制提供依据。控制部分的作用是向控制电路发出各种相应的控制信号。
1.4 执行子系统
执行子系统包括通风机、加热器、水泵、光照调节装置（遮阳网滚筒机构和补充照明设备）、CO2施放机构等设备，是自动控制系统的执行者。
2、系统的功能
该系统为满足植物生长所需的最佳气候条件，具有以下功能：
2.1检测与控制温度的功能
系统自动检测温室内的温度，当温度低于某设定值时，自动启动加热器加温，当温度升至某设定值时自动关闭加热器；当温室的温度高于某设定值时，自动开启通风窗降温，当温度降至某设定值时，自动关闭通风窗。
2.2检测与控制湿度的功能
系统自动检测与控制温室内空气湿度、叶面湿度与土壤湿度，采用空气湿度传感器检测空气湿度，采用叶面湿度传感器检测叶面湿度并由单片机控制喷雾水泵调节空气湿度和叶面湿度。当湿度低于某设定值时，自动启动喷雾水泵增湿，反之，自动启动通风窗去湿。采用土壤湿度传感器检测土壤的湿度，当湿度低于某设定值时，自动开启水泵浇水或液体肥料。
2.3检测与控制光照的功能
系统自动检测温室内植物所受的光照信息，针对阳性、阴性或中性植物所需光照不同的特点，设定相应的光照参数，当光照度高于某设定值时，自动启动滚筒机构覆盖黑色的遮盖网，以遮挡部分阳光来接近或达到光照度的要求，反之，揭去遮阳网。若某植物须延长光照时间，还可在夜间进行定时顶光照射。
3、硬件系统
3.1硬件整体结构
系统硬件整体结构框图如图1所示。
图1 系统硬件框图
由图所示，系统以单片机W77E58为控制的核心部件，单片机分别接收与处理温度、湿度、光照和CO2传感器传送来的信息，所发出的控制信号分别控制输出电路中的直流继电器M1～ M6 。由于M1～ M6的触点J1 ～J6都分别接入执行机构中各交流接触器线圈回路中，因此触点的动作可分别控制遮阳网滚筒结构、发热体、通风窗、浇水泵、喷雾泵和CO2施放机构等输出设备的运行。
3.2 单片机W77E58接口原理图
单片机W77E58接口原理如图3所示。温度、湿度、光照度和CO2等传感器所检测的信号从W77E58的引脚P1.0~P1.5输入，控制信号从引脚P2.0~P2.5输出。引脚P0.0~P0.7接外扩可编程接口芯片8255，引脚P3.2~P3.4接模拟开关，引脚P3.0~P3.1接RS－232数据接口。W77E58单片机的串行接口通过MAX232接口芯片完成电平转换（TTL/RS232），按照一定的通信协议与PC机串行通信，进行多温室的联网控制，这样可根据各温室所种植物的不同种类和不同生长期，实现各不相同的气候特点，真正做到分散采集数据,集中操作管理。
图2 单片机W77E58接口原理图
4、系统软件设计
单片机通过依次查询P1.0~P1.5获得的输入信号，并将控制信号从P2.0~P2.5 引脚输出，程序设计采用模块化结构，源程序用汇编语言编写。源程序主要包括主程序、输出处理子程序和2分钟延时子程序。延时子程序用于解决温室喷雾后的一段时间内空气水雾影响空气湿度正常检测的问题，
5、系统主要特点
本系统具有以下特点：（1）信号检测的多元化和连续化。检测信号为温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度等多种不同类型的信号，并且同一类型的信号又有若干个检测点。系统对植物温室内多种环境参数信息的检测是一个动态的连续过程，由于外界气候环境的变化具有很大的随机性，要实时保持大棚内环境气候的相对稳定性，必须对它进行连续监控。（2）数据采集与处理的实时化。为了保证实时地检测大棚内环境的变化，数据采集与处理要满足一定的时间限制，以便能实时做出处理，抵御意外事故的发生。（3）系统大部分功能都由软件实现，因外围电路简单，软件可随时修改，所以适应性强，操作人员可以根据温室内所种植物的习性及生长特点，人为改变环境预置参数，保证植物生长环境最佳。另外，系统设计采用模块化结构，在不需要改动系统结构的情况下，容易增加新的模块，使系统的功能容易扩展。（4）控制系统具有简单、灵活、价廉、实用等特点，可满足不同用户的需 要。目前，商丘和全国农民正在大力发展温室栽培，绝大部分温室大棚已经安装有通风、加热、喷淋等设备，只需添加我们"" 自动控制系统""中的单片机控制器、环境参数采集传感器及输出控制柜，就能把现有中、低档温室改装成一套低成本的""智能温室""，平均每亩只需一次性投入人民币1000元左右。经我们在商丘多家温室大棚的智能化改造证明，反季节农作物产量可比改造前提高50％--100％ ，而且大大减少了劳动力的投入，既经济又实惠，符合广大农业用户的销费水平，符合我国国情。
参考文献：
[1] 徐淑华等. 单片微型机原理及应用[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业出版社， 1994
智能温室范文5
关键词：甜椒；芬洛式智能玻璃温室；气候管理；栽培技术
甜椒是辣椒经过长期栽培、自然选择和人工选择演化出的果肉变厚、辣味消失、心室增多的大果型品种。甜椒营养成分含量较高，每100 g鲜果中含水分70～93 g、淀粉4.2 g、蛋白质1.2～2.0 g、维生素C 70～342 mg，是维生素C含量最高的蔬菜。甜椒具有以下特点：果形大，果肉厚（厚度为0.5～0.7 cm），单果质量200～400 g；果皮光滑，色泽鲜艳，果形方正，多为4心室；营养价值高，口感甜脆，适合生食；生育期长，一般为10～11个月，可在智能玻璃温室内周年种植。甜椒为特供蔬菜，多作为宾馆、饭店的高档配菜和节日礼品菜，因此种植甜椒能获得较高的经济效益。现将甜椒芬洛式智能玻璃温室工厂化高效栽培技术介绍如下。
1 芬洛式智能玻璃温室简介
1.1 芬洛式智能玻璃温室的定义
芬洛式智能玻璃温室是以钢架为支撑结构，以塑料、玻璃为覆盖物，四连栋以上，采用计算机集散网络控制结构对温室内的空气温度、基质温度、相对湿度、CO2浓度、基质水分、光照强度、水流量以及pH、EC值等参数进行实时自动调节、监测，创造植物生长发育的最佳环境条件以满足温室作物生长发育需求的大型保护地设施。
1.2 芬洛式智能玻璃温室的性能优势
从荷兰V&V公司引进世界上最先进、应用面积最广的智能玻璃温室，其构件截面小、安装简单、透光率高、密封性好，采用荷兰Priva计算机控制系统，采用以色列Netafim滴灌系统，运用基于Tichelmann原理的加温系统，采用水晶散射（Crystal-Diffusion）玻璃覆盖材料。
2 栽培地的气候特征
枣庄市山亭区属温带大陆性季风气候，全区年平均日照时数为2 400～2 800 h，年平均气温在13.5 ℃左右，年平均无霜期为200 d左右，年平均降水量为800～950 mm，一般盛行东风和东南风，年平均风速为5 m/s。
3 栽培前的准备
3.1 铺设地布
在温室种植区（不包括混凝土地面）铺设一层白色PP（聚丙烯）塑料地布，起到隔绝土壤的作用。
3.2 基质的选择和消毒
选用草炭和珍珠岩作为无土栽培基质，按3∶1的体积比配成混合基质，使用前必须用20倍的福尔马林或广谱杀菌剂进行消毒。
3.3 搭建栽培槽
用黑色PE（聚乙烯）板搭建高20 cm、宽40 cm的长方形栽培槽，槽间距80 cm，栽培槽呈南北方向放置，坡度1%，用特制镀锌铁卡和拉绳维持形状，并在排水处设置开口。
3.4 填充基质
填充基质之前，先在栽培槽内铺设一层厚约5～6 cm的小石子（石子直径1～1.5 cm），作用是使多余的营养液（15%～30%）通过这层石子渗透流出；然后将经过灭菌处理的混合基质填入槽内，厚度约15 cm。
3.5 温室消毒
采用生态消毒和化学防治相结合的方式，夏季利用高温闷棚进行生态消毒，晴天时连续闷棚7 d左右即可；闷棚的同时，在种植行间使用百菌清烟剂和异丙威烟剂进行熏蒸，杀灭有害微生物和害虫，以达到最优的消毒效果。
3.6 选用优良品种
甜椒生产要根据市场需求、当地气候条件和栽培方式，选择抗病、优质、高产、耐贮存、商品性好、适合市场需求的无限生长型品种。
3.6.1 太阳红
该品种从荷兰引进，无限生长型，生长势中等，株高2 m，叶色浓绿，植株紧凑；坐果率高，方果型（10 cm×11 cm），单果质量200～260 g，果实艳丽，由绿转红；耐高温，抗重茬性病害（青枯病、枯萎病、叶霉病等），高抗病毒病；产量和商品性极高，成熟期80 d左右，适宜秋冬和早春保护地栽培。
3.6.2 黄太极
该品种从荷兰引进，一代杂交种，无限生长型，株高2 m，属早中熟品种；方果型（11 cm×9 cm），单果质量200～250 g，果壁厚，耐贮运，果皮光滑，色泽鲜黄；耐高温，对病毒病有良好的抗性；成熟期在75 d左右，适合秋冬及早春保护地栽培。
3.7 茬口选择
温室内设有立体加温系统，可采用长季节栽培，1年一茬。栽培密度为3.5株/m2，栽培槽内株距为50 cm，行距为25 cm。
4 育苗
4.1 育苗时间和方式
选择在8月上旬育苗，该时段育苗既可保证产品在春节前大量上市，又可错开夏季温室内的高温天气。采用穴盘基质育苗方式。
4.2 种子处理
将种子放到55～60 ℃的热水中不停搅拌10～15 min，然后转入25～30 ℃的温水中，以水没过种子为度，继续浸泡8～12 h。用种子质量0.3%的70%敌克松可湿性粉剂拌种，可预防甜椒立枯病。
4.3 穴盘育苗
使用72孔穴盘（54 cm×28 cm），将草炭和珍珠岩按3∶1的体积比混合配成基质育苗。基质和育苗用具必须消毒，可用0.5%的高锰酸钾溶液或50%多菌灵500倍液浸泡。播种前向基质中加入适量水，混匀后装盘；播种时1穴播1粒，播种深度为1～1.5 cm；播后用基质覆盖，或再加一层珍珠岩，然后用清水浇透并覆盖地膜，保湿催芽。出苗前白天适宜温度为27～29 ℃，夜间16～22 ℃，5～6 d即可发芽。
4.4 苗期管理
当有70%种子拱土时，要及时去除苗床上覆盖的地膜。待苗出齐且两个子叶展平后，在温度条件允许的情况下要使秧苗充分见光，同时降低温度，白天将温度控制在26～27 ℃，夜间18～21 ℃，以利于子叶肥大。每隔1 d喷浇1次EC值为0.6～1.2 mS/cm的完全营养液，浇营养液时要均匀。
5 定植
5.1 定植前的准备
检查温室的设备、设施是否完好，存在故障或有潜在隐患的应及时维修，以免影响定植。整理好栽培槽，使之排列整齐，槽内基质饱满平整，滴灌管位于基质上方栽培槽中央。对温室进行全面消毒，使用百菌清及异丙威等有效杀菌剂和杀虫剂在种植行间进行熏蒸，1 d后通风排出烟气。
5.2 定植
穴盘育苗的日历苗龄为4周左右，定植苗标准为：根系粗壮且色白，须根多；株高16～20 cm，4叶1心，下胚轴短粗，节间短；叶片肥厚，叶色深绿；无病虫害，生命力强。移栽前3 d给幼苗浇足营养液，移苗时带肥移栽；定植后2周内应大量灌溉，以利于根系的生长。定植后使用温室内的遮阳网来减弱光照。
6 植株管理
6.1 植株调整
采用双干整枝的方式，当植株长出8～10片真叶时，选留两个健壮对称的分枝（呈V形），除去其他多余的分枝，将门花及第4节位以下所有的侧芽和花芽疏掉。定植约2周后及时吊绳，在两个枝干基部各系1根耐高温、耐老化的尼龙吊绳，吊绳上部系在南北走向的钢丝上，以防止植株倒伏。两个分枝均在主茎上留果，主茎上的侧枝不留果，留果部位的侧枝留1～2片叶，每株留果8个左右。一般每隔2～3周整枝1次，每次整枝时要摘除下部的老叶、病叶、黄叶等，拉秧前75 d左右打顶。
6.2 疏花疏果
甜椒果实较大，且果实由绿熟至红熟或黄熟需要的时间较长（秋冬栽培需50～60 d），如果植株上留果过多，势必影响果实品质，并使果实转色期延长，因此必须进行疏花疏果，以保证果形整齐、果实较大、果色均匀。每株一般保留9个左右果形较好的果实，其余的及时摘除。
6.3 保花保果
开花初期常因温度过高而造成落花落果，可用爱多收2 000倍液喷雾提高坐果率，同时加强温室内温度、湿度、光照和水肥管理，创造适宜甜椒生长的最佳环境，以防止落花落果。
7 智能温室内的气候管理
7.1 光照
甜椒在一定的日照时间范围内，随日照时间的增加，开花结果数增多，果实生长加快。甜椒的光补偿点为1 500 lx，如果光照强度低于光补偿点，就会出现落花落果或果实畸形；甜椒的光饱和点为30 000 lx。电脑会根据光照强弱来控制遮阳网的开启程度和补光灯的开启。
7.2 温湿度
甜椒是喜温性蔬菜，在不同的发育时期对温度有不同的要求。温度过低时，花芽分化受到抑制，影响正常的开花结果，导致出现落花落果和畸形果；当温度高于35 ℃时，花粉变态或不孕，植株因不能受精而出现落花。湿度过大时，易发生真菌性病害。通过设置参数，电脑会在温度过高时打开遮阳网、天窗和风机来降低室内温度（温度的高低决定开启程度的大小）；在温度过低时，通过锅炉热水加热系统进行调节。彩椒不同生育时期对温湿度的要求见表1。
7.3 CO2浓度
在蔬菜生产中，CO2的饱和浓度为1 000～1 600 ?L/L，补偿浓度为80～100 ?L/L，在此范围内，CO2浓度越高，蔬菜光合作用越强，增产效果越明显。因此，保护地栽培时如果能增加CO2的含量，就会使甜椒产量得到大幅提高。坐果期至结果高峰期是补充气肥的关键时期，可在晴天上午9-10时开启CO2气肥发生器增加其浓度（电脑控制），进而增加光合作用产物。
8 灌溉和施肥
采用以色列Netafim滴灌系统进行精确施肥，可节约化肥和水资源，营养液母液配方见表2。对计算机控制系统进行设置，每株每天灌溉总量为0.33～2 L，每次每株最多灌溉200 mL，每天每株最多灌溉10次（阴天时要适当减少滴灌次数）。用浓硝酸（pH为1）调节母液pH，甜椒滴灌营养液的pH为5.6。甜椒不同生育阶段所施肥液的EC值见表3。
9 智能温室的维修和清洁
通过维修可延长温室及设备的使用寿命，保证植物生长所需的稳定的气候条件；同时设备也需要定期清洁，以利于农艺操作的正常进行和减少病虫害的发生。周年栽培的智能温室需要维修和清洁的项目见表4。
10 病虫害防治
病虫害防治采用“预防为主，物理、化学和生物防治相结合”的方法，以达到最优的防治效果。温室内主要有白粉病、霜霉病、病毒病、疫病等病害和白粉虱、蚜虫、斑潜蝇等虫害，可采用有针对性的生物农药或低毒农药进行防治，使用药剂时应严格按照国家标准执行。
10.1 病害防治
10.1.1 白粉病
可喷施70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1 000倍液、或75%百菌清可湿性粉剂800倍液、或10%苯醚甲环唑水分散粒剂（世高）2 500液进行防治。另外，25%醚菊酯悬乳剂（阿米西达）1 500倍液和40%氟硅唑乳油1 000倍液对白粉病有特效，最好同时兼用百菌清烟剂。
10.1.2 霜霉病
可用75%百菌清可湿性粉剂800倍液、或10%苯醚甲环唑水分散粒剂（世高）2 500液、或72%霜脲・锰锌可湿性粉剂（克露）800倍液、或50%多菌灵700倍液等喷雾防治，也可使用百菌清烟剂防治。
10.1.3 病毒病
感染病毒病的植株要及时清除出温室。定植前10 d、缓苗后及盛果期各施1次0.l%的硫酸锌+0.3%的磷酸二氢钾混合液；缓苗后和坐果期各喷1次1%的过磷酸钙或1%的硝酸钾溶液。用1.5%植病灵水剂800倍液、或病毒A 500倍液、或5%菌毒清水剂500倍液于缓苗后至现蕾期间连喷2次。另据试验，在定植前及缓苗后，用700倍的硫酸锌和150倍的奶粉混合液喷洒叶面，可缓解病毒病症状，并预防病毒病的发生。
10.1.4 疫病
用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍液喷雾防治，或用25%甲霜灵可湿性粉剂800倍液灌根防治。
10.2 虫害防治
定植后根据天气情况每隔7～10 d进行1次病虫害监控检测，同时采用物理方法防治害虫，包括在天窗和门口安装防虫网；在保护地内悬挂40 cm×25 cm规格的黄板诱杀害虫，每50～80 m2悬挂1张；每667 m2安装2个紫外线频振式杀虫灯。
10.2.1 白粉虱
采用物理防治和化学防治相结合的方式，物理防治措施为悬挂黄板；化学防治可用25%扑虱灵1 000～1 500倍液喷雾或每667 m2用异丙威烟剂500 g熏蒸，交替用药。
10.2.2 蚜虫
吸食植物汁液并传播病毒，在高温干旱条件下繁殖快，为害严重。温室内的银白色遮阳网本身就有趋避蚜虫的作用，还可用70%吡虫啉水分散粒剂和3%啶虫脒乳油特效药剂防治，另外，结合异丙威烟剂防治效果更佳。
10.2.3 斑潜蝇
可用1.8%阿巴丁乳剂3 000倍液、或1.8%爱福丁乳剂2 500～3 000倍液、或20%斑潜净乳剂1 500倍液、或98%巴丹原粉1 000倍液、或1.8%虫螨光2 000～2 500倍液、或0.3%印楝素乳剂300～500倍液等喷雾防治，选择其中2～3种药剂，交替防治2～3次，采收前7 d停药。
智能温室范文6
（永城职业学院，河南 永城 476600）
【摘要】针对传统温室布线有线监控系统所带来的组网复杂以及系统维护难度大等缺点，提出并设计了一种基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统。该系统以TI公司的CC2530为主控制芯片，整个无线传感网络由协调器节点、路由节点和终端节点构成。终端节点实时监测温室内的各种环境信息（土壤水分、空气温湿度、CO2浓度等），并且以无线的方式发送给协调器节点，最终通过发送给通过VB编写的上位机软件用户终端，采用数据库对数据进行实时的存储等操作。现场试验表明，该系统运行稳定、操作简单，达到了预期的应用目标。
关键词 温室；无线传感网络；ZigBee；CC2530
0引言
环境的实时监测在对温室的生产具有非常重要的地位，其通过实时监测并及时反馈作物的生长状况及其环境状况，从而为用户合理的调节环境因子促进指导作物的生长提供指导，提高作物的质量和产量。然而，传统的温室监测系统都是通过采集环境的湿度与温度值，但是若需要精确的分析农作物的生长状态则该参数远远不够，尤其是农作物疾病的控制，不仅需要温室的实时环境参数，叶片的温度和湿度也是必不可少的。随着温室监测与管理系统的发展，基于ZigBee技术的无线传输系统由于其具有体积小、功耗低、传输可靠、可扩展性强等优点，因而在温室环境监测领域的应用前景将非常广阔。
本文针对此设计并实现了基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统。该系统可以对温室内的植物生长环境（土壤水分、空气温湿度以及CO2浓度等）信息进行实时监测并通过基于ZigBee的无线传感网络进行实时的数据传输，从而完成温室环境的实时监测。用户可以通过这些信息对温室的环境做出实时的监测并作出调控，从而改善温室的实时环境，从而实现提高作物的产量。
1总体设计
本文设计和实现的温室监测系统主要由用户终端、协调器节点、路由节点、终端节点和传感器等几个部分共同组成。ZigBee终端节点连接有各种传感器，其中传感器分布在温室的各个监测点，负责采集环境数据并将处理后的数据发送给路由节点；路由节点则是获取各个终端节点发送过来的数据并通过基于ZigBee的无线传感网络将其转发给协调器节点，同时各个路由节点之间也是可以相互通信的，从而大大的延长了系统的有效的通信距离。协调器节点则通过串口与上位机极性实时通信，上传实时监测信息和接收实时的控制命令；最后上位机软件完成对数据的存储和显示等工作。
2硬件设计
本监测系统的协调器节点、路由节点和终端节点采用基本相同的硬件设计，但又根据具体实现功能的区别而对各自的具体部分作出调整，同时通过改变主控芯片CC2530程序从而实现不同的节点功能。硬件系统主要由CC2530微处理器、串口输出模块、电源模块、实时时钟模块、调试模块、射频模块和传感器模块等组成。
2.1协调器节点硬件设计
协调器节点硬件结构图如图1所示。节点的主控芯片采用德州仪器公司的CC2530芯片，其内置增强型8051内核与RF无线收发器相结合，可在保证系统低功耗的情况下同时增强其信号的传输能力。若外加CC2591射频功率放大电路与高增益天线，此时无线传感网络的覆盖范围可达到450m甚至是千米之上。
协调器节点在整个监测系统中是唯一的，负责整个无线传感网络的组建于运行，需要的能量较大，加上其与监控主站相连，因此为满足其能量的要求本系统采用有线的方式进行供电。供电模块采用5V电源，并通过电源转换模块将其转换为实际需要的3.3V电压，电源转换模块的核心IC采用稳定性很好的AMS1117稳压芯片。
当协调器节点成功组建无线传感网络后，便会开始与各个协调器节点进行通信：通过上位机的串口接收用户终端发送的命令；同时监听来自于网络的反馈型消息，并上传到用户终端。因此协调器节点与其他节点相比增加了串口模块，其中串口模块采用MAX3232作为RS232串口芯片。
2.2终端节点与路由节点硬件设计
终端节点硬件结构图如2所示。系统中所有节点均以低功耗和高稳定性为准则设计，因此由两节5号干电池提供的能量足以满足其工作需求。如图2可知，除包含各个节点所拥有的共同部分以外，终端节点主要增加了传感器模块，该模块可实现终端节点和各种传感器之间的无缝连接。
综合考虑具体的监测要求、温室环境、测量精度以及传感器等因素，本系统采用如下所示的几种传感器：土壤水分传感器、CO2浓度传感器以及DHT21温湿度传感器。各传感器主要性能指标如表1所示。
该系统中，路由节点和终端节点采用相同的配置，但其不具有传感器模块，由此不仅缩短了研发周期，并且进一步降低了节点成本。
3系统软件设计
本文设计的温室无线传感网路主要由协调器节点、路由节点和终端节点三个部分组成。其中，路由节点可看成是具有与路由相同功能的协调器节点，其在子网中充当着协调器节点的角色，管理网络的连接和数据的转换。同时它的网络层会多出一个路由功能，即为通过其转换和发送的数据流寻找一条最为合适的路径，文中软件设计时移植了Z－Stack协议栈，该协议栈提供完整路由协议，并在应用层是透明的，只需要将数据发送到协议栈，该协议栈即会自动的寻找路径，并将数据发送到目的地址，因此本设计在程序开发上，主要任务是在Z－Stack协议栈基础上，完成对协调器节点和路由节点的程序设计。
3.1协调器节点软件设计
协调器节点是整个传感器网络的核心，负责整个网络的建立和网络的稳定运行。系统上电之后，协调器节点会扫描并选择一个最合适的信道建立一个初始网络。当有新的设备申请加入该网络时，协调器节点则会分配一个16位的短地址给它，并允许其加入网络。当组网完成后，协调器节点开始接受从终端节点与路由节点上传的数据，并且通过USB接口将其上传到上位机。协调器节点的工作流程图如图3所示。
3.2终端节点软件设计
终端节点的主要任务是以ZigBee协议的方式将采集到的温湿度、土壤水分和CO2浓度等数据传输到协调器节点。节点完成对传感器和协议栈的初始化后，即开始扫描信道，寻找合适的网络，发送加入网络的信息，当得到确认的答复后，即进入休眠模式以节约能量，当定时器唤醒收到唤醒指令后，则开始通过节点上的传感器采集相应的参数信息，并将其上传到协调器节点。终端节点软件流程图如图4所示。
4系统测试
本系统测试为了模拟真实的温室环境，选择在某单位的花卉培养室中进行，一方面可验证网络的数据采集和传输能力，另一方面也可验证设计的系统能否在温室这种复杂的环境中正常工作，实验时间为2014年8月20日，天气晴朗，室外温度在35℃左右，湿度在46%RH左右。
该实验所组建的网络，是由一个协调器节点、两个路由节点和四个终端节点所组成的简单的星形网络。其中，终端节点必需连接传感器，负责采集温室现场的实验数据。
而当协调器节点上电后，即会构成一个新的网络。之后会分别给两个路由节点和四个终端节点上电，并加入新建的网络。
通过实验可知，该网络可以完成温湿度、土壤水分和CO2浓度等数据的采集，并可通过无线传感网络将数据传送至协调器节点，这表明本文所设计的温室无线传感网络运行状态良好。同时也可说明所测试得到的数据基本与该环境符合，传感器在温室潮湿并且闷热的环境中并未失准，可以正常工作。
5结束语
本文基于ZigBee技术，提出了一种温室环境智能监测系统解决方案，设计了以CC2530芯片为核心的硬件结构节点，并移植了Z－Stack协议栈，以此对系统进行了软件设计。实验结果表明：本文设计的基于ZigBee技术的温室环境智能监测系统能准确监测温室的温湿度、土壤水分和CO2浓度等数据，并且能将这些信息准确的传送至协调器节点，最终传输到上位机。
参考文献
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