环境监测报告毕业论文

文献综述的范文

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本科毕业论文(设计)文献综述范例

论文题目： 温室环境测控系统及其发展趋势

摘要 ：本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况，包括从温室诞生起，美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果，以及国内引进温室技术后，各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿，即该领域的先进技术，如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素，包括温度、湿度、光照、CO2浓度，以及当下比较适宜的处理办法。

关键词 : 温室环境测控;无线电监控;远程监控

Greenhouse environment controling systems and its

development

Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results . Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on . Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse.

引言

目前，我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物，在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统，它可以避开外界种种不利因素的影响，人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的，因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。

温室测控系统一般包括三个模块：环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中，环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。

1温室环境测控在国内外的发展

自二十世纪七十年代温室诞生以来，各国对测控技术的研究越来越多，也越来越深入，逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]

国外温室技术发展概况

美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控，还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。

在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产，并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。

2002年，英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术，可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点，温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。

荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制，大大提高了作物的产出及品质要求。

现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化，大规模，无人化的方向发展[6]。

国内温室技术发展概况

国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究，在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。

早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。

2000年，金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息，控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制，但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。

2005年，杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控，提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟，与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱，难以调控，顾该系统的实际应用仍需要深入研究。

2007年，唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合，在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。

2008年，周茂雷，郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集，将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。

2 温室技术新型发展

现代化农业设施技术得到了极大的发展，利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境，下面讲述了五种新型温室技术。

无线电监控系统

随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了. 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905，该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单，可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]

GPRS技术的应用

GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享，只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源，从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据， 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统， 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输，监控系统同时可以实现资料、指令的.反向传输，以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。

基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统

CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。

Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。

虚拟仪器的应用

温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理，然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。

远程温室大棚控制系统

为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收，远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式，另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。

3 影响作物生长的各项因素及处理办法

作物的生长发育，一方面取决于作物本身的遗传特性，另一方面取决于外界环境条件。在生产上，则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。

影响作物生长发育的主要环境条件包括：温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性，CO2的含量，有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。

温度

作物的生长发育环境中以温度最为敏感，也是最重要的。自然环境下，温度在时间上随

四级变化而周期变化，在空间上随纬度和海拔的升高而降低。

另外在室内的话，由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂，实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响，空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。

处理办法：

目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风.

湿度

适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现，除了阴雨天以外，室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。

一般情况下，作物适宜的相对湿度是60%～80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用，影响作物生产的质量;另外，空气湿度过大，作物植株也易于生病。

土壤湿度对植物的影响也很大，若温室内排水不良，灌水不当，土壤渗水性不好，造成土壤水分过剩，使土壤中的氧气减少，植物根部呼吸的水分减少，从而影响植物的水分代谢，阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。

处理办法：

除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效.

光照强度

光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照，就谈不上植物的生长，光照不足，势必影响植物的生长发育。

光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较，室内光明显的差异表现在数量减少，光质改变及光分布不均匀等三个方面，从而形成独特的温室光环境[21]。

处理办法：人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度

以下《环境工程专业检测实习报告》是由实习报告栏目为您提供，希望对您写实习报告有所帮助!

一、前言

随着大四下学期的来临，在学校的安排下，我们环境工程专业学生进行了大学最后一次实习——毕业实习。毕业实习是在我们学完所有的专业课程和专业选修课后，在环境监测实习，生产实习基础上又一次重要的实践环节，也是毕业设计的有机组成部分，其目的是巩固、验证和强化我们所学习过的知识，培养理论联系实际，综合运用所学知识解决实际问题的能力，为我们即将开始的毕业设计和将来的工作奠定良好的基础。

1，通过毕业实习，能使我们将课堂学过的理论知识与实际生产相联系，加深对专业知识的掌握和理解，充分利用实习基地的有利条件培育我们分析工程实例的能力，强化发现问题、分析问题、解决问题等的综合能力。

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2，通过毕业实习，能使我们获得环境工程设计、运行管理以及新技术、新设备开发等方面的实际知识，了解这些工艺和设备运行情况和存在的问题，为毕业论文设计收集必要的资料，解决设计中可能存在的问题。

本次实习主要内容包括：

1，收集资料：①实习单位概况：建厂历史、生产方法和规模、工艺特点、主要产品;②了解实习所在地的地理环境：包括厂区及周围平面、高程图，厂区及周围相关的水文、气象和地质资料;③了解污染源的排放规律、排放特征及污染状况;④实习厂的进出水水质情况。

2，工艺实习：①掌握实习厂污水处理的详细工艺流程或处理方法，并绘制实习厂的工艺流程图;②掌握各处理设备与构筑物的布置和特点(构造形式、细部构造、工艺装备的性能和尺寸、控制方式)，了解有关的布置原则，要求能够绘制主要设备或构筑物的实际布置图，并标出实际尺寸;③掌握主要工艺的运行过程，了解其主要控制指标以及变化情况;④了解化验室及净化过程的各种监测、控制仪器的配备和使用情况;⑤处理工艺中的各项消耗指标的用量和价格;⑥了解各个岗位的劳动定员、人员编制及是否缴纳排污费等情况;⑦积极参与现场的技术改造等活动。

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3，阅读图纸：阅读该厂的施工图，结合图纸和实际工程，使我们了解和掌握施工图的内容和表达方式，为毕业设计奠定基础。

二、厂区概况

(一)、大庆市简介

大庆是中国重要的石油工业城市，因石油而闻名于中国和世界，也是一座新兴的现代化综合城市。

大庆位于中国黑龙江省西部，松嫩平原中部，距黑龙江省省会城市哈尔滨159公里，地理位置处于东经124°19′-125°12′，北纬45°46′-46°55′之间，属温带大陆性季风气候，年平均气温°C，年活动积温2700°C-2800°C，日照时数2658小时，无霜期168天，年均降雨量毫米。全市下辖五个区、四个县，总面积万平方公里，总人口万。其中，市区面积5107平方公里，人口万。大庆油气资源位居中国首位，已累计探明石油地质储量近60亿吨，天然气地质储量500多亿立方米，今后20年内，还可新增5-10亿吨石油、200-300亿立方米天然气可采储量;地热资源丰富，境内的林甸温泉静态储量达1800亿立方米，温度高，富含矿物质和微量元素，具有极高的开发利用价值和前景。

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大庆油田从1960年开发至今，已成为中国最大的石油生产基地和重要的石化工业基地。44年来，已累计生产原油亿吨，约占同期中国陆上原油总产量的47%;大庆已形成炼油1570万吨、乙烯48万吨、尿素56万吨、腈纶9万吨、合成树脂66万吨、石蜡万吨、润滑油45万吨的年生产能力。除油气工业外，大庆的石化产品深加工业、电子信息业、建筑建材业、医药业、旅游业等接续产业发展也非常迅速。全市共有各类工业企业1500多家，产品2700多种，鲜奶产品、管材和塑编产品产量位居中国首位，一批名优特产品畅销国内外市场。大庆的接续产业突出以高新技术为先导，大庆高新技术产业开发区是中国唯一一个依托石油、石油化工优势创建的国家级高新技术产业开发区。建区10年来，已吸引10几个国家100多家外商投资企业，经确认的省级高科技企业达到260家，累计实现技工贸总收入700多亿元人民币。

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东城区，位于大庆市北部、滨洲铁路西侧。其规划南北长 ，东西宽 ，总面积达 ，是大庆市的政治、经济、交通中心，属于大庆市多元化产业和高新技术产业及石化工业基地。该地区位于松嫩平原中部，处于松花江—嫩江一级阶地上，地势平坦，并有众多季节性积水洼地、低位沼泽及永久性碱水泡。

(二)、大庆市东城区污水处理厂简介

作为大庆市的重点环保项目，东城区污水处理厂工程于2000年4月破土动工，2001年6月投入运行，占地公顷，汇水面积平方公里，铺设截流管线19公里，安装主要设备53台套，其中大部分设备从美国、英国等国家引进，具有世界先进水平，工程日处理量5万立方米。

东城区污水处理厂是大庆市第一座城市生活污水处理厂，采用绝氧好氧活性污泥除磷工艺。污水处理效果达到国家GB—8976—96一级排放标准。排放水进入二十里泡自然保护区，经安肇新河汇入松花江。

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东城区污水处理厂投入运营以后，改变了东城区生活污水直接排放到湿地保护区的污染现状。在东城区每日有4-5吨的生活污水汇入污水截流管网，污水通过东城区污水处理厂净化处理后排入湿地，既补充了湿地的水量，又能防止水体富营养化的现象发生，使湿地保护区成为鱼肥水美、水生植物繁茂、水鸟群栖的乐园。东城区污水处理厂的建成对维护生态平衡、净化城市环境、提高人民生活质量，实现大庆市经济可持续发展发挥着重要作用。

三、工艺流程及相关构筑物介绍

(一)、工艺流程

东城区污水处理厂主要是针对大庆市居民生活污水及厂区雨水进行处理，城市污水经过城市管网汇集、流入处理厂的截流管线。进出水水质见下表：

进出水水质表

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阶段

水

质

项目 一级处理 二级处理

进水( )

出水( )

去除率

(%) 进水( )

出水( )

去除率(%)

150 120 20 120 20

300 240 20 240 60 75

200 140 30 140 20 86

10

25 10 15

污水首先进入处理厂的调节池，进行水量调节和水质均和;再由泵提升至细格栅间，去除水中的粒度较大的杂物，以减少后续构筑物的工作负荷。从格栅间出来的水进入平流沉砂池，使水中的砂粒及比重较大的物质沉降下来，沉将的泥沙进入砂水分离器进行砂水分离，而污水则流入配水井，经过配水井的缓冲作用和均衡分配再进入幅流式初沉池进行沉淀，除去污水中的大部分泥渣，泥渣经刮泥机推入池底中心处的污泥斗再输送至贮泥池。随后污水进入A/O生化池进行曝气，A/O生化池分为绝氧和好氧两段(A级、B级)以去除水中的有机物和磷，同时也减少水中氨氮的含量。经生化处理的污水最后进入二沉池进行活性污泥沉降，沉降下来的污泥经过刮、吸泥机打入污泥泵池，污泥泵池的活性污泥一部分回流(回流比1：)到曝气池，一部分进入贮泥池，然后打入污泥脱水间，经带式浓缩脱水一体机在聚丙烯酰铵的作用下进行压滤脱水后形成泥饼并自然风干，作为制造化肥的原料。处理后的水经排水井排入二十里泡。

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工艺流程图见：

(二)、构筑物及设备

1、预处理工段

预处理工段包括调节池、格栅间、平流沉砂池、配水井、初沉池五个构筑物，它是为保证A/O生化池有效的去除污水中的有机物和磷而设置的。

、 调节池

调节池的尺寸为：×。调节池的作用是对进入的污水进行水量调节和水质匀和，确保后续工作顺利进行。在调节池上有两条管线，一条超越管线，清理调节池时可以把污水直接排到格栅间，一条溢流管线，若调节池中污水的流量过大时，污水可以顺着溢流堰管线排出。在调节池中有126根支柱，呈正方形排列，相邻两个柱子之间的距离为4m;池顶有两个人孔，其直径D=;八个通气孔，其直径D=;十五个搅拌器吊装孔，其直径D=。进水标高,最高水位为144m。。主要的设备是搅拌机和潜水泵。

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调节池的潜水泵 (4套)

运行

参数 流量=871~936 m3/h=242~260L/s 扬程=9~

轴功率= 允许通过粒径=120mm

泵效率=75~78%

电机 功率(额定功率)=37kw 输出功率=39kw

功率因数= 转数=1448r/min

保护等级为IP08 绝缘等级为F级

10米电缆

附件 过热保护器、湿度探测器、继电器、升降装置、就地控制箱

中途提升泵站的潜水泵 (4套)

运行

参数 流量=1620m3/h=450L/s 扬程=40m

轴功率= 允许通过粒径=75mm

泵效率=82%

电机 功率(额定功率)=220kw 输出功率=220kw

功率因数= 转数=1489r/min

保护等级为IP08 绝缘等级为F级

10米电缆

附件 过热保护器、湿度探测器、继电器、升降装置、就地控制箱

、格栅间

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格栅间用于去处污水中粗大漂浮或悬浮杂物，以保护后续处理设施不被磨损或堵塞。所以说在预处理过程中，格栅间是尤其重要的构筑物。主要的设备是格栅机及砂水分离器。

格栅机采用RSM—26—180—5MONO阶梯形格栅(两台，一用一备)，为整体结构，由固定栅条和活动栅条间隔组合，定栅条固定在机架上，并将拦截在固定栅条的污物由下至上逐级提升到格栅顶部的排渣口卸料。

格栅技术数据：

处理能力：Q=4500m3/h(大庆项目1250m3/h)

格栅前最大水位：2200mm 格栅后最大水位：2000mm

格栅总高度：3285mm 格栅占地长度：3580mm

格栅有效占地长度：3280mm 格栅占地宽度：1885mm

格栅有效占地宽度：1755mm 格栅口宽度：2565mm

格栅栅条厚：3mm 格栅栅条间隙：5mm