土壤湿度检测论文

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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

给你一道例题：100亩葡萄园一次灌水用量。要求灌水深度为1m，测得灌前土壤湿度为15%，土质为壤土。查得壤土的土壤容重为立方厘米，其最大持水量为25%，则需水量为：(100亩×平方米/亩)×1/2×1m×立方米×()=。注：1/2指葡萄园实际灌水面积比例，地埂和路及架下部分未灌溉面积约占1/2。做盆载时,怎么浇水到最大田间持水量的70%?称取一定量的土壤,采用从土壤下方加水的方式加水至饱和状态,(不破坏土壤结构),在土壤上覆盖一层塑料薄膜,在控制蒸发的条件下平衡12小时?后测定土壤含水量,为田间持水量.乘70%再减去所用风干土壤含水量,为需要加水的量。最大持水量方法步骤：1.用取环刀采取自然状态土样2-3个，两端切齐，将一端垫上滤纸，并直立放在盛水的大烧瓶中，使杯中水面几乎与环刀筒面一样高度（但不能淹没环岛筒面），放置4-12小时，直至土壤表面现水为止。2.从贝内取出环刀，擦干称重，再放入盛水的烧杯内2-4小时，在取出称重，直至恒重。3.将环刀内的土样全部取出，仔细混合，然后从中取出一部分平均土样，用烘干法测定出含水量，即为最大持水量。比较乱，你自己整理一下，再好好理解一下。因为实在太忙，只能简单回答你的问题了。

环境监测现场采样细节问题探讨论文

摘要 ：对于新建、扩建厂区的验收监测和厂区需要办理排污许可证的监测以及监督性质的监测，都得进行现场进行采样工作，采样是整个监测中的基础工作同时也对后续工作的进行也发挥着重要影响。本文主要分析了环境监测现场采样的细节问题，以供参考和借鉴。

关键词 ：环境监测；现场采样；影响因素；样品保存

随着我国经济高速发展，工业化不断深化，环境污染已日益严重，雾霾天气、地下水污染导致癌症村集体出现，所以必须采取有效的措施对其进行保护。环境监测是环境保护的有效手段但环境监测效果很容易受到多种因素的影响，比如采样点位和频率以及监测过程中自然因素的影响。所以在平时监测过程中只有弄清楚影响监测效果的因素才能更好得到理想的监测结果。

1环境监测现场采样影响因素分析

（1）自然因素：自然因素影响有环境的温度，压力，风速，湿度等，在噪声的监测过程中风速，雨天对其影响很大所以在噪声监测过程中，严禁在强风有雷电的情况下进行检测。在地表水监测的过程中，由于河岸环境会对水质的检测产生影响，所以在地表水监测采样中避免在河岸进行检测。

（2）采样频率和采样点位：对采样频率的掌握，在企业达到正常生产稳定的工况的情况下，等时间间隔的进行采样，这样才能采集到具有代表性的样品。对于采样点位，严格按照技术规范布点，一丝一毫的偏差得到的采样结果很可能会产生很大的偏差。

（3）容器因素：在样品采集过程后，采样容器的选择也对采样的效果产生非常关键的影响。在容器选择方面，应尽可能的购买一些实力较强，质量可靠的企业。在采样过程中，应选择恰当的容器盛放所采集的样品。如果选择了不恰当的容器，导致检测因子与容器发生了反应，这会使得采集的样品严重与现实失实。

2环境监测现场需要注意的细节问题

（1）大气采样：在日常的监测过程中，一般采用监测仪器，由于其检出限比较高，对于一些低浓度的气体，就无法有效的检出。在这种情况下可以采样化学分析法。化学分析法检出限并不是很高，对于检测低浓度的气体是比较可靠的。吸收液和样品采集：在用吸收液采集完样品后，要低温避光保存和密封处理。这是由于吸收液稳定性并不是很高，容易收到很多因素的影响。

（2）水质采样：为了提升检出结果的准确性，一定要选择低于执行标准20%的检出限[1]。在采样过程中，不同的采样因子应用不同的采样容器，避免采样所需检测的采样因子与容器发生反应造成检测结果失实。采样完成后应加水质固定剂应立马添加，有需要避光保存应避光保存。

（3）检查采样的容器：当我们所采集的样品浓度比较高可以选择直接采样法，常用的容器包括：真空瓶、塑料气袋以及注射器等。这些容器在使用前都必须做好气密性的监测，避免使用时出现漏气的情况，影响样品的收集[2]。

（4）固废和土壤的.采样：采样的器具的选择：严禁与采样器具发生反应，以至于监测的固废和土壤的数据与事实失实。同时在土壤采样过程中，应按照土壤的质地和肥力等划分成不同的采样单元，进行均匀性采样[2]。

（5）噪声检测：进行噪声监测相关工作的开展主要是监测环境的敏感点噪音以及工业企业的噪音[3]。在对于企业厂界噪声进行检测时，应详细调查企业生产设备数量以及分布，生产设备是否正常工作，生产负荷是不是达到了监测要求。在噪声监测期间需要在无风雨雷电，风速小于5m的条件下进行。

3结束语

环境监测是环境保护工作中虽然是最基础的工作，但其在后续工作开展中发挥着重要作用。只有做好现场采样工作，才能保证采集样品的可靠性，才能更好的开展环境保护工作。

参考文献

[1]刘蔚.初探环境监测采样过程中的质量控制[J].商品与质量，2011，S3：11~12.

[2]朱晓霞.浅议环境监测现场采样的质量控制措施[J].环境研究与环保，2013，01：26~27+18.

[3]胡瑞丰.环境监测现场采样问题以及注意事项分析[J].资源节约与环保，2016，05：97.

意味着与东太平洋高于平均海洋温度有关的厄尔尼诺现象反过来会影响全球气候模式和热带降水，如果其他极端因素也在起作用，这些变化可能会导致大量植物死亡。

新的研究发现，厄尔尼诺现象通常与世界上一些较脆弱的热带地区的干旱有关。与东太平洋高于平均水平的海洋温度相关的厄尔尼诺现象将反过来影响全球气候模式和热带降水。如果其他极端因素也起作用，则这些变化可能导致大量植物死亡。