智能温室论文开题报告

基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要：温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统，难以建立系统的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点，设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝：PLC；智能控制：温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，对温室温度、湿度、CO，浓度和光照等环境因子控制技术进行研究，设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1．1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统，建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确，而是一个模糊区间，比如作物对温度的要求，只要温度在某一时间段在某一区间内，该作物就能很好地生长，因此，也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象，有以下特点：非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1．2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为：式中，为智能温室的放大系数；为智能温室的时间常数；为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量；为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2．1系统总体结构2．1．1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO，传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO，浓度等环境参数信息，通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动／执行机构的控制，对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要，为作物生长发育提供最适宜的生态环境，以大幅度提高作物的产量和品质。2．1．2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理，根据作物的生长需要将l天分成4个时间段，4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改，而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同，只是自动控制系统启动的调节机构不相同，但不同季节的控制目的是相同的，即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化，以及随作物生长阶段的变化，各时间段所需要的温度也是变化的，这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2．1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制，提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠，由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测，并对其设定上限和下限值，当检测到某一值超过设定值，便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭，从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低，可大大节约劳动力，降低劳动者的劳动强度。2．2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控，本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO，浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求，对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6．02监控软件，能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库，并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性，温室设备的控制采用手动／自动切换方式，即在某些特殊情况下系统可以切换成手动，使用灵活方便。3系统的软件设计3．1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点：(1)防止接点误动作：可利用自锁电路加以解决；(2)系统自诊断功能：PIG本身具有此项功能；(3)风机控制：温室设有一组风机，能同时启动与停止，当温室内的温度超出预定值时，受PLC的控制先是4个侧窗自动打开，延时5s后风机启动，再延时5s后湿帘水泵启动，从而使温室的温度降低；(4)侧窗控制：温室中设有4个侧窗，侧窗受电机控制，通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点，但考虑到程序的精炼性，可配合PGI的中断功能命令加以解决；(5)系统自动／手动控制：可利用一个开关量作为PLC的输入信号，实现控制程序的转换；(6)湿帘泵控制；(7)遮阳网控制；(8)CO，补气(控制；(9)补光灯控制；(1O)可扩展性：在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3．2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令，通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度，能够把温室内的扰动快速反应出来，同时由于温室较大的传递滞后，执行机构动作频繁，从而影响使用寿命。为此，在程序中加有时间可调的延时模块，使用时可根据具体情况调整延时，使控制效果达到最佳。3．3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据，然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下：(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态，包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0，补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视，还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度，并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计，开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟，张侃谕，龚幼民．智能控制技术在农业工程中的应用．现代化农业，2003(12)：1～3申茂向等．荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考．农业工程学报，2000，16(5)

找到一篇类似的，但愿对你有用！：）《现代花卉栽培新技术应用》摘要：随着小康社会建设和社会全面进步，对美的享受日益突出。在人与环境和谐发展过程中，美化环境，发展小城镇，建设新农村，丰富人民生活，提高生活质量，增加花卉色彩，推进花卉产业化进程，调整产业结构，促进农牧业增效、农牧民增收，乃是新时期、新阶段我区农牧业发展的必然趋势。本文通过西藏花卉引种与高效种养新技术研究与示范，总结出西藏花卉引种与高效种养新技术，供参考与应用。关键词：现代花卉栽培新技术应用中图分类号：$68花卉是色彩的来源，也是季节变化的标志；是一种有生机的艺术品，也是科技进步与创新的结晶；是园艺绿化、环境美化的活材料，也是用来点缀居室、居民区、旅游景点、会场布展等公共场所的素材；是提升西藏产业结构、带动农牧民增收的新兴产业，也是高原生态环境保护与建设内容的重要组成部分。1 现代育苗技术1．1 智能温室育苗利用智能温室的现代化设施设备，通过对温、湿、光及c02的自动调控，创造适宜的小气候环境。用穴盘播种，营养钵扦插，机械化嫁接等育苗手段，不仅能满足花卉幼苗对温、湿、光及COz的生理需求，提高育苗的机械化程度，而且具有省工、省料、繁殖周期短、成活率高等特点。智能温室育苗其主要优点：一是能创造适宜的土壤湿度、空气湿度和良好的温光条件；二是能加快分株、扦插、嫁接后幼苗的伤口愈合；三是一年四季均可育苗、不受季节限制、苗床周转快、生产效率高。据西藏现代农业示范园区近两年试验与生产示范，采用连栋智能温室育苗，比常规育苗节省工料8=5％左右，成本降低40～60％，种苗成活率可达90—95％，而且幼苗株型整齐健壮，叶片肥厚，根系发达，种苗商品率可达到95以上。1．2 电热温床育苗电热温床育苗是冬春季快速育苗的方法之一。其主要目的是增加苗床培养土温度。利用自动控制仪调节温度，可为种子萌发或扦插条生根提供最适宜的土壤温度条件。西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所(原七一农场)1986年应用电热温床扦插繁殖月季，其结果表现发芽生根快、成活率高。采用电热温床加小拱棚遮萌育苗，床温比一股室温高2～3~C以上。不仅发芽快，成活率高，幼苗的根系生长迅速，地上部分生长缓慢而充实，而且可培育苗壮。同时，扦插繁殖时能加速插条伤口愈合、促进生根。电热温床育苗靠自动控温仪调节苗床温度，操作简便，设备可连续使用多年。2 组培快繁技术2．1组织培养组织培养就是应用无菌操作技术，培养植物的离体器官、组织或细胞。使其在人工控制的条件下进行生长和发育的技术，又叫无菌培养或离体组织培养。组培快繁技术繁殖快、用材少、遗传性状稳定；而且能解决花卉在无性繁殖过程中易产生的病毒危害，可大幅度提高种苗质量和商品率。通过分离茎尖、芽尖、根尖、胚芽、叶片、鳞片、花粉等，接种在三角瓶等人工配置的培养基上进行培养，利用植物细胞的再生能力，在适宜无菌的条件下，长出不定芽或不定根，使之形成一株新的完整植株。组织培养是进行植物快繁和保存种质材料遗传性状以及对花卉种苗进行脱毒的一项现代繁殖技术；也是研究植物细胞、组织的生长、分化和植物体器官形成规律的重要科学手段。我区组培快繁研究起步较晚，但近年来发展较快·，已用组培快繁技术先后培育出兰花、菊花、香石竹、君子兰、大花萱草、非洲紫罗兰、百合、月季、一品红、唐菖蒲、草红花、风信子、水仙、仙客来、非洲菊、卓玛花等优良花卉。2004—2005年，西藏自治区农牧科学院园区办与自治区生物研究所组培室合作，组培一品红、香石竹、非洲菊、蝴蝶兰、满天星、长寿菊、八仙花、洋桔梗、草红花等1O多种花卉试管苗成功，为西藏花卉商品化生产基地建设奠定了良好的基础。其常用花卉诱导分化培养基选用详见表1。表l 几中花卉诱导分化培养基参考表2．2 组培快繁的优点2．2．1 能保持原有品种同有的遗传性状和特性。2．2．2 节约繁殖材料。采集一小部分分离组织就能繁殖出大量花苗。2．2．3 繁殖速度快。用“一品红、蝴蝶兰”等分离组织作培养材料，在适宜条件下经过离体培养，接种后15— 3O天开始组织分化，一年内可繁殖大量的优质种苗。2．2．4 节省土地。组培快繁技术是在室内将分离组织置三角瓶或试管内进行培养的，可以充分利用空间。一般30m2的培养室就能摆放上万三角瓶，可繁殖大量优质花卉种苗。2．2．5 去病毒。目前许多花卉病毒较为严重，直接影响观赏价值；组培可进行苗木脱毒，使之成为无毒苗。2．2．6 复壮品种。对于长期使用无性繁殖，并开始退化的花卉品种，采用组培快繁，可使个体遗传性状得以恢复。3 花卉生长激素应用花卉生长调节剂，是指能调控花卉生长，开花、休眠、萌芽等过程中人工合成植物激素的总称。这类人工合成激素在植物体内对植物生理功能和形态变化起着重要作用。3．1 常用花卉生长调节剂3．1．1 植物生长素，主要有吲哚乙酸(姒)，吲哚丁酸(IBA)，萘乙酸(NAA)等。植物生长素主要具有促进细胞分裂，促进生根等作用。萘乙酸是一种具有多种用途的生长调节剂，能促进苗术生长和开花，促进插条发根，并可防治落花落果。西藏现代农业示范园区2004年试验示范，温室扦插“一品红”用500t,e,／g浓度萘乙酸(NAA)快速浸蘸，对促进生根、提高扦插成活率起到了明显的作用。3．1．2 生长延缓剂和抑制剂，主要有比久(B9)、多效唑(PP333)和矮壮素(ccc)等，具有延缓或抑制植株或枝条生长等作用。比久是一种具有多种用途的生长延缓剂，可作矮化剂、座果剂、生根剂和保鲜剂使用。应用在花卉上，可使花卉矮化粗壮；同时具有防止落花，促进座果，诱发不定根形成，提高抗寒力等作用。西藏现代农业示范园区花卉生产应用5％多效唑(PP333)可湿性粉剂喷施，对防止茶用花卉，特别是“金桔”落花、促进座果，诱发不定根形成，提高冬季抗寒力起到了显著效果。矮壮素具有抑制植物营养生长，促进生殖生长的作用。喷施矮壮素，可使花节间缩短，植株矮化，茎秆变粗，叶片增厚，叶色亮丽。并有增强植物抗旱、抗寒等作用，因此常用于菊花、大丽花、杜鹃、牡丹以及盆栽葡萄等花卉的矮化处理。3．1．3 生根粉(ABT)。ABT是一种高效、广谱性的生根促进剂，西藏6～7月份园林绿化应用较广。一般海棠砧木嫁接扦插育苗成活率可达80～90％。“1号生根粉”主要用于玖瑰、米兰、海棠、佛手、罗汉松、雪松、银杏等；“2号生根粉”主要用于月季、茶花、桅子、杜鹃、菊花、蔷薇、倒挂金钟、石榴、小叶黄杨等；“3号生根粉”用于苗木移栽时根系恢复，提高成活率。3．1．4 三十烷醇。三十烷醇是一种具有多种用途的生长调节剂，不仅具有提高种子发芽率和促进插条生根以及促进花芽分化，多开花，多结果的作用，而且还可以增加叶绿素含量，使叶色加深并能使叶片增大。西藏现代农业示范园区引进名贵花卉后，应用0．5／_tg／g浓度三十烷醇喷施，不仅能促进花卉花芽分化、多开花、多结果，而且明显增加了叶绿素含量，使叶色加深和叶片增大。3．2 植物生长调节剂在花卉上应用的效果3．2．1 促进插条生根，有利快速繁殖。萘乙酸、吲哚丁酸等生长素，配成适当的浓度，应用在一些不易发根的花木上，有较明显的促进根系生长的作用。春季温室扦插葡萄条，将插条基部放入1000btg／g萘乙酸溶液中浸泡3～5小时，取出立即扦插。扦插后50天调查，发根率比对照高出约l倍。又如将桂花嫩枝的插条浸入浓度为500／_tg／g的吲哚丁酸溶液中，5分钟取出，凉干后扦插，可提前发根。再如玉兰，再生能力差，扦插生根困难，剪取嫩枝放入2oot,e,／g萘乙酸溶液中浸泡24小时再扦插，可促进生根成活。实践证明，茉莉、米兰、含笑、橡皮树、五色梅、罗汉松、天竺葵、四季秋海棠、香石竹等多种花木，应用生长素调节后，对促进生根均有良好效果。3．2．2 促进植株矮壮，提高观赏价值。应用矮壮素12“比久”处理花卉，能有效地使植株矮化，促进分枝及花芽分化。例如天竺葵定植时土壤中拌入500t-tg／g的矮壮素，植株高度可降低10cm左右，并能提前1～2周开花。大丽花、菊花等用“比久”处理，矮化作用十分明显。据西藏现代农业示范园区试验示范，矮壮素“比久”对一品红、山茶、八仙花、杜鹃、火棘、五色梅、百合、仙来客、香石竹、翠菊、彩叶草、鸡冠花、紫罗兰、矮牵牛、万寿菊、百日草等花木均有明显矮化作用。“多效唑”对一些花卉植株的矮化作用也十分显著，如盆栽秋菊，在其生长中期(约于8月中下旬)，用浓度20ug／g的“多效唑”溶液喷洒，每隔l0～l5天喷1次，共喷两次，可使植株变矮，节间缩短，叶色变绿，茎秆变硬，此时辅之以摘心和适当施肥，即可使花型增大，花期延长，花朵艳丽。3．2．3 延长切花寿命。西藏海拔高，空气干燥，使鲜切花花期受到一定影响。插花时高原人民都希望让鲜花能多开几天，应用一些生长延缓剂，即可抑制花卉的呼吸作用，从而达到延长花期的目的。例如将香石竹花枝基部用矮化素浸泡一夜，即可延长花期2～3天。矮化素的使用浓度，夏季为50／_tg／g，冬季为l0～ 25t-tg／g。3．2．4 防止落花落果。喷洒“比久”、“萘乙酸”具有防止落花落果作用。如观叶花卉用50／J．g／g“萘乙酸”溶液喷洒，即可防止落花。又如盆栽金桔，在座果前用500／_tg／g浓度的“萘乙酸”(N从)溶液喷洒，即可抑制花芽分化，防止落果。4 BGA土壤激活剂的应用BGA土壤激活剂不同于现有化学肥料、微生物肥料、有机肥料、复合肥料、保水剂、生根粉等产品。它集保水、放水、催芽、改良士壤、供给利激活营养等多种功能于一身，除可用于正常条件下花卉种养获得养分外，最突出特点在于花卉在难以种养的恶劣条件下(如高寒、干旱、风沙、瘠薄等)，能使花卉正常生长。2OO4年，西藏现代农业示范园区应用1：20 BGA激活剂与河砂混合基质盆栽小本花卉，效果十分良好，拉萨家庭盆栽君子兰应用BGA激活剂培养土后，春季间隔30～40天浇水，亦可正常开花，而且表现花朵大、花期长等特点。应用1：15 BGA激活剂与河砂混合基质营养液喷灌技术，进行无土草坪示范，在水泥地平面，铺5crn厚度的基质，草坪从播种到形成商品仅6o天。5 介质应用5．1 栽培介质近年来，花卉栽培所用的介质，逐渐移向使用全部无土或少土的介质。这是因为无土介质大都属于园艺无毒类型，不需消毒程序，重量轻，质量均衡，价格便宜，易于操作及标准化，但介质多数不含或少含养分，栽培上应及时施用营养液。5．1．1 树皮。西藏藏东南地区松树皮和硬木树皮，具有良好的物理性质，能够部分代替泥炭作为盆栽介质。新鲜树皮的主要问题是碳氮比较高，有些树皮如察隅油桐树皮等含有对植物有害的成分，应该通过高温堆腐或淋洗降解毒性。树皮首先要粉碎，粒子直径可以大到10mm，一般的直径为1．5～6mm。对粒子的大小进行筛选，细小的粒子可作为田问土壤改良剂，粗的粒子可作为盆栽介质。木树皮作为盆栽介质，能抑制植物寄生线虫和土壤病原菌的发生。5．1．2 锯末。西藏藏东南林区木材加上后生产的锯末和树皮有类似的性质，但较易分解沉积，而过于致密则不易干燥，影响透水透气。5．1．3 草炭。又称泥炭，泥炭是古代湖沼地带的植物被埋藏地下，在渍水和缺氧的条件下不能完全分解的特殊有机物。西藏羊八井地带天然草炭资源十分丰富，为花卉产业发展提供充足的介质资源。5．1．4 珍珠岩。珍珠岩是天然的铝硅化合物，即粉碎的岩浆岩加热剑1000℃以上而形成的膨胀材料，具封闭的多孔性结构。珍珠岩较轻，通气良好，无营养成分，质地均一，不分解，阳离子代换量较低，PH7．0～7．5。珍珠岩含有钠、铝和少量的可溶性氟，氟能伤害某些植物，特别是在较低PH时用珍珠岩作繁殖介质表现明显。在使用前经过2～3次淋洗，能使可溶性氟淋火。珍珠岩较轻，容易浮在混合介质的表面。5．1．5 蛭石。蛭石是硅酸盐材料在800～l100℃下加热形成的云母状物质。在加热中，水分迅速失去。矿物膨胀后相当于原来体积的20倍，其结果是增加了通气孔隙和持水能力。蛭石呈中性至微碱性，每立方米蛭石能吸收500～650升的水，蒸汽消毒后能释放出适量的钾、钙、镁。蛭石长期栽培植物后，容易致密，使通气和排水性能变筹，因此最好不做长期盆栽植物的介质。5．1．6 河砂。河砂通常作为盆栽混合介质的组成部分。砂粒以0．2～0．5mm之间为好。河砂的容重较大，河砂的持水量和阳离子代换量较小。近几年，西藏现代农业示范园区用l：20的BGA激活剂与河沙混合基质盆载葡萄等观果花卉、花苗生长健壮，取得了良好的结果。5．2 栽培介质的配制通常盆栽介质是由两种以上的介质按一定比例配合而成的。配合起米的介质在理化性状上比单一介质要好。花卉因种类、介质材料和栽培管理不同，使用介质配方亦不同，但其总的趋向是要降低介质的容重。增加总孔隙度和增加空气和水分的含量。介质配制比例见表2。表2 介质配方比侧参考表5．3 培养土和栽培介质消毒为保证花卉茁壮生长，对培养土和栽培介质消毒是极重要的措施之一。除了已经消毒的袋装介质之外，即使是一般属于同艺无毒的介质，也应在配制后进进消毒，存储使用。多数病原微生物在60℃时经30分钟蒸汽加热后即可死亡。锰、铅、锌等重金属经高温处理后可溶性增加，过多的锰会造成植物毒害，使植物生育迟缓，叶色变褐以至枯死。用氯化苦药消毒，将培养土一层一层地倒人箱中，每10cm厚为l层，每层均匀撒布氯化苦25rnl。然后盖好密闭，待氯化苦全部散发后，即可使用。西藏种养花卉多为温室栽培，定植前，将温室中午密闭3～4小时闷棚，亦可达到营养土消毒效果。

毕业设计大全