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溫室環境自動控制存在的若干問題
發布時間：2020-06-18
武漢新普惠溫室農業專家控制系統溫室農業專家控制系統是一種計算機管理控制系統。它將農業專家系統技術與當今的溫室控制技術有機結合，將農業專家的知識自動地運用到溫室的實時控制。即該溫室系統可根據專家系統的儲備知識，自動決策和選擇控制參數，以適合作物的生長。溫室農業專家系統控制技術要應用計算機與自動控制技術，是一門橫跨人工智能理論、數據庫技術、信息技術、生物學、電子科學、機械設計和環境控制等兒大學科，綜合了多種高新技術的邊緣學科。
現代化大型溫室實現智能化控制，必須具備計算機控制系統、自然通風系統、外遮陽系統、內保溫系統、濕簾、風扇強制降溫系統、CO:補氣系統、微霧系統、補光系統、灌溉/施肥系統、育苗系統、頂噴淋系統、加熱系統、植保系統、照明系統、采摘系統等配套設備。而作為溫室控制載體的控制系統則由先進的控制器、性能可靠的傳感器、完善的尖端控制程序、打印機和顯示器等組成，以實現對上述溫室配套設備的優化運行監控。
武漢新普惠溫室農業專家控制系統控制過程如下：溫室，環境參數及執行機構工作參數等信息通過各傳感器轉變成電信號傳送到計算機，農業專家系統根據不同作物在不同時期的生理需要，在作物生長的不同時期自動設定溫度、濕度、光照和CO:濃度等的最佳值域作為理想數據，并將實際檢測數據與理想數據的偏差作為溫室氣候的調節量。當溫室內的溫度超過設定偏差上限，計算機發出調節指令，執行機構打開通風降溫系統；如果溫室內溫度低于設定偏差下限，計算機發出調節指令，打開通風換氣系統；當濕度低于設定濕度的下限時，計算機發出調節指令，打開加濕系統；當CO:濃度超出限定值域時，計算機自動開關通風換氣系統和COZ發生器，等等。
2 溫室控制存在的問題
①農業專家系統自身存在的問題。農業專家系統的技術還不十分成熟，由專家整理出來的知識大多屬于這個領域的淺層知識，形式上也中幾要是條件規則型知識。而且目前各種專家系統在收集、整理農業專家知識時并沒有把專家是如何學習和獲得這些知識的過程整理出來，這樣開發的專家系統并不具有真正的學習能力，結果導致系統應用時只能處理人類專家見過的各種情況，不能隨機應變。
②采集數據的束縛。至今為止，溫室控制技術還中幾要停留在對溫室環境因子的監控上，并沒有考慮溫室作物本身的生理過程，諸如植株的溫度、光合作用和蒸騰作用等。事實上，溫室，的CO:濃度將根據植株光合作用的情況來決定，用蒸騰作用的實際數據來決定水分和營養液的供給量，根據植株溫度的測量值來進行溫室內的環境控制等。而且這些測量值將不斷與最佳作物生長模塊，的值進行比較，這些值之間的不同就可能造成作物生長發育過程，的不良結果。這也就對溫室控制技術提出了更高的要求。
③農業專家系統在溫室實時控制，的應用有局限性。農業專家系統對溫室環境因子進行實時監控，不同于開發單純的農業專家系統，其，設計與控制系統的“接口”問題。因此，在開發溫室農業專家控制系統時，對農業知識的表達及推理策略等要認真考慮。同時，將更多的農業知識用于溫室生產的實時控制，不僅僅局限于對環境因子的專家指導，例如通過圖像處理等技術使系統具備自動病蟲害診斷等功能，將使溫室農業專家控制系統的智能化程度更高。
3 溫室農業專家系統控制技術的應用前景
智能化溫室是在可持續發展戰略指導下開辟的農業新方向。從作物產量角度來看，它具有很高的單位面積產出值；就環境保護角度而言，它不僅可以產出清潔的瓜果蔬菜，而且由于精確控制化肥及其它添加劑的用量，也避免了對土壤和地下水的污染。據不完全統計，我國的大型溫室面積已超過700hm2,1000m“以上的連棟溫室全國32個省市自治區無一空白。溫室生產已從蔬菜擴展到了花卉、瓜果以及畜禽、水產養殖、林木育苗、食用菌、，草藥等領域。近年來，大型連棟溫室以每年超過100hm“的速度增長。
目前，國內從事溫室制造的企業已從20世紀80年代的5~6家發展到300余家。我國的溫室環境控制技術與國外技術相比還比較落后，最近兒年才真正實現計算機自動控制。目前我國的現代化溫室，除智能化控制系統外，硬件系統基本達到與國際同步的水平。可見，將農業專家系統應用于溫室的實時監控與自動調控技術無疑是溫室發展的新亮點，也是溫室控制技術發展的大勢所趨。其發展潛力及應用空間大，對農民的實際生產有很重要的指導意義。既滿足了溫室生產的需要，又緩解了領域專家缺乏的矛盾，從而大大提高了科學技術的轉化率、到位率和普及率。
智能溫室控制系統
