温室中光照度的实时检测及自动控制系统.doc

温室中光照度的实时检测及自动控制系统

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2015届毕业生

毕业论文

题目:温室中光照度的实时检测及自动控制系统

院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1101

学生姓名：学号：

指导教师：教师职称：讲师

年月日

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摘要

温室大棚技术是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术，在现代农业生产中已得到广泛的应用，对现代农业生产具有重要的作用。它突破了传统农业种植受地域、季节、气候、自然环境等因素的限制，为农作物提供了适宜的生长环境。而光照作为植物生长的三大要素之一，是农作物制造养分的必要条件，也是形成温室小气候的主导因素。因此，使用光照度计对温室大棚里的光照度进行测量是十分重要的。

针对这一问题，本论文采用PWM调光技术，完成了温室中光照度的实时检测及控制系统的硬件电路和软件程序的设计，并用Proteus软件进行了模拟仿真，并做出了实物模型。通过对本设计系统进行检测，测试结果表明，该系统运行稳定，测量精度高，不仅实现了温室大棚中光照度的测量的需求，还能对温室内光照进行有效的监控。

关键词：温室光照度检测光照度控制STC89C52PWM

果光照过强，会促进水分的蒸发，严重的话将会灼伤叶面，而光照过弱的话，将不利于植物的光合作用，不能使作物有效的生长。因而，对光照进行实时的检测和监控就变得非常的重要。

近几年，随着我国从传统农业向高产、高效、优质的现代化农业不断迈进，对温室大棚中光照度的检测要求也越来越高，其应用领域也在不断扩大。但是，目前绝大多数用于温室大棚的光照检测仪器十分简易，在使用时却需要操作人员根据具体的光照情况手动操作。这不仅给检测带来了很多不便，而且不能很好地适应现代化、数字化测量控制系统对传感器的需求。因此，将研究新型自动化光照检测及控制技术作为现代温室研究项目的核心之一，运用于现代农业生产之中，具有其独特的学术和实用意义。

1.2国外研究现状

国外对温室大棚光照测控技术研究较早，始于20世纪50年代。最早出现的是使用模拟式的组合仪表在现场进行环境信息的采集，然后进行指示、记录和控制。到了80年代末，分布式控制系统开始出现。现如今，利用计算机进行多线路多因子综合采集和控制的系统也在进行开发和研制。如今，温室测控技术在世界各国都在快速发展，并且一些国家已经实现自动化，并朝着全自动化的方向迈进。

以园艺著称的荷兰，依靠先进的鲜花生产技术闻名于世，安放在玻璃温室中的测控系统全部交由计算机操作。由英国伦敦大学农学院研制出的温室计算机遥控技术，可检测50km以外的温室大棚内的温度、湿度、光照度和二氧化碳等环境状况，并进行遥控。采用差温管理技术的美国，对果蔬、花卉等作物的开花和成熟期进行控制，从而来满足市场的需求。韩国在温室内设置了光照控制等自动化装置，希望以此来扩大生产规模并降低生产成本，但由于部分自动化装置依然需要工作人员根据经验进行手动控制，因而没能充分地发挥出它们的作用。目前，走在现代温室高产农业发展前列的是以色列，其先进的一体化智能光照控制温室、配套的监控系统软件平台以及相关设备均处在世界先进水平，这在极大程度上弥补了他们在农业资源、气候环境方面的先天不足。

1.3国内研究现状

早在2000多年前，我国就已经开始用恰当的保护措施（温室的雏形）来栽培作物，可以说我国是温室栽培起源最早的国家。但至20世纪60年代，我国的温室生产一直徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态。1979年至1994年，我国引入了一系列国外现代化温室系统来进行实验研究，如灌溉系统、加温系统、监测与集中控制系统等，揭开了国内现代化温室的生产、研究和普及的帷幕。但是由于在引入时仅仅注重了温室设备的引进，却忽略了温室的栽培技术和管理技术。并且引入的温室能耗过高，最终导致了企业的亏损和停产。到了90年代初，我国大型温室跌入谷底。“九五”期间，北京中以示范农场建立，它采用进口自以色列的温室技术，这有力地推动了我国现代化温室的快速发展。到了90年代后期，研究了国外温室设备的配置和温室栽培技术后，我国开始自主研发一些温室环境控制系统。1995年，“WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”由北京农业大学成功研制出。此系统属于小型分布式数据采集控制系统，包含了温湿度、光照、灌溉等子系统。1996年，江苏理工大学研制出了基于工控机的温室自动控制系统。该系统可以利用传感器来对温室中的温度、湿度、光照度、和二氧化碳等进行测量，并分别进行控制，是一个多变量输入输出系统。2009年河北农业大学阎昭、刘淑霞等设计