基于MN127型手智一體模擬通風器設施溫室環境調控技術研究

徐立強 康健麗 劉碩 劉智娟 李寶生 李婧

摘要 從農業氣象原理、技術方法要點、服務與推廣方法、推廣效益和適用地區等方面對MN127型手智一體模擬通風器調控設施溫室環境技術進行分析。結果表明：科學設置MN127型模擬通風器控溫參數和放風時間參數，可智能調控設施溫室環境，降低氣象災害風險，提高作物品質;MN127型手智一體模擬通風器設施溫室環境調控技術使用效益顯著、適用范圍廣、推廣應用前景廣闊。

關鍵詞 設施溫室環境;智能調控;氣象災害;推廣應用

中圖分類號：S625.51 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.076

設施農業是在環境相對可控條件下，采用工程技術手段，進行動植物高效生產的一種現代農業生產方式，設施園藝是設施農業的主要生產方法，設施日光溫室和大棚是北方發展設施園藝的主要手段，也是赤峰地區設施園藝的主要類型，每年可進行兩季生產，主要有越冬茬、越夏茬，冬春茬、秋延茬，一年一大茬等栽培模式。無論是哪種栽培模式，在栽培過程中環境溫度、濕度都是影響設施作物生長發育的重要因素，是決定優質高產的關鍵。因此，在日光溫室和大棚等設施作物生產中通過通風調控溫度、濕度是確保其獲得優質高產的一個重要措施。

MN127型手智一體模擬通風器是依據北方晝夜溫差大，風力大的氣候特點，在內蒙古自治區經濟作物工作站、沈陽市農業技術推廣站、赤峰市經濟作物工作站、寧城縣氣象局、寧城縣農牧業局、松山區農牧業局等單位的支持下，由內蒙古自治區經濟作物系統、沈陽青聯農業科技有限公司、赤峰益康農業專業合作社技術人員歷時五年共同研發的具有手機電話、手機APP客戶端、電腦PC用戶端全模式遠程管理和遠程預警功能的日光溫室輕簡化控溫設備。根據設施溫室作物的生長發育特性，設置MN127型模擬通風器控溫參數和放風時間參數，達到智能調控設施溫室環境的目的[1]。

MN127型手智一體模擬通風器具有環境模擬、智能排潮、智能防風、智能防雨、超溫預警、虧電預警、智能糾錯、智能定位、故障自救、農產品溯源管理等功能，具有手機電話、手機APP客戶端、電腦PC用戶端全模式遠程管理和遠程預警功能，支持手動或自動智能通風放風，調控設施溫室溫度、濕度等環境條件，減少低溫冷害、高溫、亞高溫熱害損失，提升設施溫室作物質量，增加設施農業產業效益。

1 農業氣象原理

根據設施溫室作物生長發育特性，設置MN127型模擬通風器控溫參數和放風時間參數，達到智能調控設施溫室環境的目的。按照棚室夜間最低溫度和作物生長發育期，調整上、下午起點開風、起點關風溫度參數，保證棚室滿足作物最適宜生長的溫度需求[2]。春季、夏季、秋季根據室外環境溫度和棚室白天、夜間溫度變化趨勢，適當優化精控開風、精控關風、起點開風、起點關風溫度參數，達到最佳溫濕環境效果[3]。

2 技術方法要點

2.1 MN127型模擬通風器技術指標

（1）智能處理器適用多種電壓等級，設備處理器、APP手機客戶端、PC電腦用戶端控制界面和顯示界面一致，界面友好，方便農戶使用。

（2）智能處理器配置U盤、TF卡、SIM卡接口，具備棚室小氣候數據就地存儲和遠程存儲功能，能與當地氣象平臺數據共享。

（3）傳感器由NTC溫度傳感器3只、DHT11濕度傳感器1只、精密雨水傳感器1只構成。NTC溫度傳感器測量范圍：–20℃～100℃，精度±1%;DHT11溫濕度傳感器測量范圍20%～90%RH，精度±5%RH[4]。

（4）執行器采用直流減速電機與執行減速機兩級組合，執行減速機采用蝸輪蝸桿雙輸入雙輸出結構，能實現自動、人力手搖功能轉換。

（5）防雨配電箱配置UPS開關電源、鉛酸電池，可實現不間斷供電。

（6）通信系統和物聯網服務平臺為移動電話網絡系統、中國移動物聯網平臺;具備海量數據存儲和歷史數據快捷查詢功能;系統具有農事記錄功能，可與農產品溯源管理服務平臺實現數據共享。

（7）設備主機、管架、卷繩管在任何結構的棚室中均能進行無焊接安裝。

2.2 MN127型模擬通風器氣象指標

以冬季番茄栽培為例說明。

（1）設置精控開風溫度29℃，精控關風溫度26℃。

（2）設置起點開風溫度21℃，起點關風溫度18℃。

（3）設置排潮溫度22℃，排潮開風時間20 s。

（4）當棚室溫度達到21℃時，執行器開始開風，開到起點位置停止。

（5）當溫度上升到22℃時，執行第一次排潮，執行器控制風簾從起點位置開風20 s，完成排潮后，控制器智能判斷控制風簾開關位置。

（6）排潮后，當溫度在18℃～29℃之間，風口處于起點位置待機;當溫度高于29℃時從起點位置向最大位置開啟放風;當溫度低于26℃時，風口關小;當溫度低于18℃，風口從起點位置向零點位置關小直至關閉到風簾拉緊位置（表1）。

3 服務與推廣方法

由當地農業技術推廣站、氣象局、農業專業合作社組成專家聯盟，進行手智一體模擬通風器應用技術示范推廣，負責分工如下。

（1）農業技術推廣站組織培訓觀摩會，詳細介紹手智一體模擬通風器使用操作流程和注意事項，并在寒潮大風降溫、高溫、低溫、高濕環境下現場進行設施溫室通風放風操作技術指導，將關鍵技術精準推廣到設施農業戶中，以確保示范工作的成功。

（2）氣象局負責本地設施溫室溫度調控指標研究和優化，達到手智一體模擬通風器最佳使用效果，提高設施溫室小氣候調控水平;開展氣象信息員、助理員手智一體模擬通風器應用技術推廣培訓，組織農業氣象服務技術人員深入示范推廣點進行及時指導和技術培訓，并利用氣象信息發布渠道廣泛宣傳推廣方法、推廣效益、推廣典型事例，推進手智一體模擬通風器應用技術推廣應用。

（3）農業專業合作社負責手智一體模擬通風器的安裝、調試、維護維修工作，確保手智一體模擬通風器穩定運行。

4 推廣效益和適用地區

4.1 推廣效益

MN127型通風器1臺控制1畝溫室通風，節約人工1.5 h/d，種植時間每年按8個月計算，年節約人工360 h/畝，按用工成本10元/h計算，節約用工成本3 600元/年。專家鑒定意見：按70%折算，每臺節約用工成本2 520元/年。自2013年起，內蒙古自治區各級農業技術人員協同推廣，MN127型手智一體模擬通風器已安裝使用15 000臺。赤峰地區推廣數量達130 000臺，每年可為赤峰市設施農業節約用工成本3 000多萬元。

4.2 適用范圍和地區

MN127型模擬通風器已在國家大宗蔬菜產業技術體系示范項目、農業重大技術協同推廣計劃試點項目、綠色高產高效創建項目、農業部蔬菜標準園創建項目、財政支持現代農業生產發展項目、優質綠色農畜產品發展項目、精準扶貧產業項目、農業科技示范項目中進行了示范應用。MN127型模擬通風器適應各類設施溫室、氣候條件，可在全國設施農業中廣泛推廣應用。

參考文獻

[1] 邵岐祥，程玉琳，籍平，等.手智一體模擬通風器[P].CN205993219U，2017-03-08.

[2] 邵岐祥，岳玲，靳玉榮，等.棚室小環境智能控制器[P].CN204314751U，2015-05-06.

[3] 邵岐祥，岳玲，靳玉榮，等.手自一體智能自動通風器[P].CN204069965U，2015-01-07.

[4] 王婷，程雯，徐立強，等.廣泛應用于設施農業的手自一體智能放風器溫度傳感器準確性分析[J].農業與技術，2018，38（23）： 125-127.

責任編輯：黃艷飛