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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

【食品与营养科学】说了这么一句话：随着人民生活水平的提高，生活节奏的加快，食品消费结构的变化，促进了我国食品工业的快速发展，要求食品方便化，多样化，营养化，风味化和高级化，为了达到这些要求就离不开食品添加剂。论文这件事儿，是得你自己好好思考的~

食品添加剂及食品安全摘要： 食品是指各种供人食用或者饮用的成品和原料，以及按照传统既是食品又是药品的物品，但不包括以治疗为目的的物品。食品添加剂是食品生产中的重要原料，因此本文将重点介绍食品添加剂的作用以及使用中存在的问题和对策并介绍我国食品安全现状及相应的问题。关键词： 食品添加剂 问题 对策 食品安全 现状随着人民生活水平的提高，生活节奏的加快，食品消费结构的变化，促进了我国食品工业的快速发展，要求食品方便化，多样化，营养化，风味化和高级化，为了达到这些要求就离不开食品添加剂（Food Additive）。一、食品添加剂（一）⒈ 定义：食品添加剂是指，为了改善食品品质和色香味以及防腐和加工工艺的需要而加入的食品中的天然或者化学合成物质。⒉分类：食品添加剂按其原料和生产方法可以分为化学合成添加剂和天然食品添加剂。一般说来除了化学合成的添加剂外，其余的都可以归为天然食品添加剂，主要来自植物，动物，酶法生产和微生物菌体生产。世界各地至今没有统一的食品添加剂分类标准，我国是按食品添加剂的主要功能分类的。可以分为21大类：酸度调节剂，着色剂，乳化剂，防腐剂，甜味剂，抗氧化剂等。⒊ 特点：品种繁多，销量大，变化迅速，日新月异。（二）主要品种介绍⒈ 防腐剂（Preservatives）防腐剂是抑制微生物活动，使食品在生产，运输，储藏和销售过程中减少因腐败而造成经济损失的添加剂。在我国允许使用的主要有山梨酸钾及其盐类，对羟基苯甲酸脂，丙酸及其盐类。⒉ 乳化剂食品乳化剂是食品加工中使互不相溶的液体（加油和水）形成稳定乳浊液的添加剂。在食品添加剂中乳化剂用量约占1/2，是食品工业中用量最大的添加剂。常用的是大豆磷脂和脂肪酸多元醇脂及其衍生物。⒊ 酸性调节剂为了得到色香味俱佳的食品，离不开食品调味剂。调味剂一般分为咸味剂，酸味剂，甜味机，香料，辣味剂，鲜味剂，清凉剂等。酸味剂也称酸性调节剂，在食品中添加酸味剂，可以给人爽快的刺激，起增进食欲的作用，并有一定的防腐作用。一般分为无机酸和有机酸。食品中常用的无机酸是磷酸，常用的有机酸有：醋酸，柠檬酸，酒酸，苹果酸，抗坏血酸，乳酸，葡萄糖酸等。柠檬酸是功能最多，用途最广的酸味剂。磷酸在饮料工业中可以代替柠檬酸和苹果酸，特别是不宜使用柠檬酸的非水果型饮料中作酸味剂且用量少价格低。⒋ 鲜味剂鲜味剂也称呈味剂或风味增加剂。主要是增强食品风味，使之呈现鲜味感的一些物质。味精是人们最常用的鲜味剂。主要成分是L-谷氨酸钠。⒌甜味剂甜味剂是指能赋予食品甜味的调味剂。常用的有糖精钠，甜蜜素，阿斯巴甜，安赛蜜等。价格便宜，等甜条件下，价格比蔗糖便宜，故应用广泛。⒍着色剂着色剂又称食用色素。在现代食品工业中是装点食品的重要添加剂。我国允许使用的食用合成色素均已列入GB2760-1996中，共有13个品种，它们是：苋菜红及苋菜红铝沉淀，日落黄，亮蓝等。1994年我国正式宣布中国食品添加剂发展方向是“天然，营养，多功能”。应此到目前为止，我国政府批准允许使用的60种食用着色剂中，有47种是天然色素。从上面的叙述中可以知道，食品添加剂在食品工业中占有的地位是多么地重要。但是近年来，国际，国内食品安全事件不断发展，引起了消费者的极大不安，我国的食品安全形式也不容乐观，对食品添加剂的管理和控制也应该更加严格。二、我国食品添加剂使用中存在的问题及对策（一）问题：在我国食品行业中存在一些严重的超范围，超限量等使用添加剂的问题。⒈ 超范围使用的品种主要是合成色素，防腐剂和甜味剂等品种。应用的食品主要是肉制品（合成色素，苯甲酸防腐剂），豆制品（苯甲酸防腐剂），炒货（石蜡，矿物油等），乳制品（山梨酸防腐剂，二氧化钛白色素，以纳他霉素作防霉剂），葡萄酒（合成色素及甜味素）。⒉ 超限量使用食品添加剂最突出在面粉处理剂，防腐剂和甜味剂⑴ 面粉中过氧化苯甲酰和溴甲酸使用严重。过氧化苯甲酰主要是起增白作用，溴甲酸主要是增筋作用，是氧化剂和面包改良剂。⑵ 甜味剂，防腐剂：在一些小企业生产的乳饮料，果汁饮料中尤其严重，有些企业产品中甚至全部使用甜味剂（主要是糖精钠和甜蜜素）或仅使用少部分白砂糖。这些产品主要消费对象为儿童，危害极大。① 蜜饯：蜜饯是有我国传统特色的小食品，蜜饯类滥用添加剂的现象十分严重，若管理不好，会造成“小食品，大危害”，其严重性是不容忽视的。（糖精钠，甜蜜素，人工合成色素，苯甲酸，山梨酸防腐剂）② 冷饮，果冻等：（糖精钠，甜蜜素）③ 酱腌菜：（苯甲酸钠防腐剂，糖精钠和甜蜜素）⒊ 标识不明确部分企业在使用食品添加剂特别是合成色素，防腐剂和甜味剂等品种时，故意在食品标签下不标注，损害了消费者的权益，特别是部分食品如蜜饯，冷饮，果冻，酱腌菜，乳制品等。（一） 原因及对策之所以会出现食品添加剂滥用，是由于我国在这方面的法律法规不健全，处罚乏力；政府监督覆盖还存在薄弱面；企业主的法律意识薄弱，道德诚信淡漠；企业管理混乱，技术低下；企业主见利忘义，偷梁换柱等。为了保证食品质量和安全，我国已正式实施食品质量安全准入制度（QS标志）。这对于加强从源头管理，规范市场将起到很大的作用，也将对合法使用食品添加剂起到促进作用。针对食品添加剂使用中暴露的问题和产生的原因，建议采取以下措施：⒈ 完善立法，加大惩罚力度，保证我国食品安全。⒉ 完善食品添加剂管理法规和标准体系，建立现代化信息平台。⒊ 加强对中小城市，问题食品的质量监督，加强舆论监督。⒋ 加强检验方法的研究和普及，开展危险性评估。⒌ 加强对食品添加剂相关法规的宣传，科学知识的普及。⒍ 加强对食品行业，特别是传统食品行业健康发展的指导。“民以食为天”，随着都市化进程加快，生态平衡系统的逐年破坏，尤其是环境卫生和人类环境恶化，加之食品和水供应减少和其他人为因素，食品安全的形式已经变得非常严峻。山西1998年假酒事件；2001年瘦肉精事件；2005年苏丹红事件等，让人们再次意识到了加强食品安全的重要意义。三、食品安全问题现状分析⒈ 农药污染常见的是有机氯农药和有机磷农药污染。有机氯农药是中国最早大规模使用的农药。近年来的调查检验结果表明，有机氯农药在各类食品中的残留正在逐步降低和消除，但在许多食品中的残留依然存在。中国食品中有机氯农药残留水平，虽然较70 年代有了明显的下降，但仍远高于世界发达国家。这是由于有机氯农药性质稳定，不易降解和其高脂溶性，其影响至今尚未完全消除。有机磷农药由于其防治对象多，应用范围广，在环境中降解快，残毒低等特点，是中国目前使用量最大的农药。由于农民缺乏对农药残留特性和规律的认识，在某些农作物上使用禁用农药是造成食品中农药污染的根本原因。⒉ 环境污染环境污染对人类健康最突出的影响表现在由环境污染引起的食品污染对人类健康的威胁。我国环境污染相当严重。据1998 年中国质量公报，我国七大水系、湖泊、水库、部地区地下水和近岸海域已受到不同程度的污染，在污染水体中生长的生物：水藻、鱼虾、贝、蟹等被污染后， 有害物质通过食物链的富集、浓缩，最后到达食物链的顶端——人体，从而引起人类的急性或慢性中毒，甚至祸害子孙后代。⒊ 兽药及饲料添加剂造成的动物性食品污染随着集约化畜牧业的发展，兽药的作用范围也在扩大，有的药物如抗生素、磺胺药、激素等广泛使用。从而 使动物性食品中兽药的残留问题越来越严重。⒋ 食品添加剂污染长期(或超量)使用食品添加剂，会给人产带来危害。其主要表现在：致癌、产生遗传毒性和在人体中残留，破坏新陈代谢等。⒌ 假冒伪劣食品中的危害物假冒伪劣食品、假酒、假农药等，近年来不断发生大规模的使人触目惊心的中毒事件。例如：1998 年江西赣州发生的食用工业猪肉中毒事件及山西朔州发生的毒酒事件，均有数百名群众中毒，震惊全国。据国家卫生部透露，仅1 9 9 8 年1 月至10 月，卫生部共收到食物中毒报告48 起，中毒人数53133 人，其中死亡83 人。⒍ 病原微生物及寄生虫污染致病微生物是导致食品安全的最大问题，其危害居食源性疾病之首。据2000 年卫生部收到的食品中毒事件报告，细菌性食物中毒人数最多，占食物中毒人数的。有害生物体来源非常广泛，首先来自于生物链的源头——种养殖业。种植业中有机肥的搜集、堆制、施用如忽视严格的卫生管理将会使病原菌、寄生虫及虫卵进入农田环境、养殖场及水体，进而进入人类食物链。沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、李斯特杆菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、耐热耐酸菌、许多霉菌及其毒素污染以及弓形虫、旋毛虫、寄生虫虫卵等污染食品均可造成严重的食品安全隐患。中国入世后的食品安全形势相当严峻。为此，尽快地建立健全我国食品安全评价与检品生产或供应厂商把以终产品检验为主的安全控制意识转变为测体系，建立国际共同关注的食品污染物残留快速检测方法和全程控制的新的安全控制理念，从而确保食品安全，与国际监控体系以及食品安全工作网络，制订与国际接轨的各项标管理体系和认证体系接轨。准，是目前我国食品安全工作的当务之急。具体应从以下几个方面研究和实施。①加强政府对食品安全监管力度②化学危害因子安全检测方法的建立和规范化③生物危害因子安全检测方法的建立和规范化④安全监控体系的建立和制度化⑤安全评价方法的建立和标准化⑥安全限量的制订和标准化⑦食品安全法规制定和保障体系建立参考书目：1.《食品科技》2003. Vol24. —《食品添加剂使用中存在的问题及对策》 于江虹2.《食品科技》2004. Vol25. —《食用着色剂发展趋势》 阎炳宗3.《食品科学》2003. Vol24. —《食品风险分析及防范措施》 张胜帮4.《食品科学》2005. Vol26. —《我国食品安全问题产生的原因及对策》 张新联