智能溫室系統(tǒng)介紹

2022年中央一號文件明確指出“加快發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)”，我國引進(jìn)與推廣了一系列新型溫室設(shè)施裝備技術(shù)系統(tǒng)，現(xiàn)介紹如下。

一、溫室控制系統(tǒng)

溫室控制系統(tǒng)是專門為農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制、氣象觀測開發(fā)生產(chǎn)的環(huán)境自動控制系統(tǒng)。溫室控制系統(tǒng)可測量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農(nóng)業(yè)環(huán)境要素，根據(jù)溫室植物生長要求，自動控制開窗、卷膜、風(fēng)機(jī)濕簾、生物補(bǔ)光、灌溉施肥等環(huán)境控制設(shè)備，自動調(diào)控溫室內(nèi)環(huán)境，為植物生長提供最佳環(huán)境。

計(jì)算機(jī)環(huán)境測量和控制系統(tǒng)是創(chuàng)造適宜溫室小氣候生態(tài)環(huán)境不可缺少的重要手段和設(shè)施。通過采用綜合環(huán)境控制法，使用先進(jìn)的控制技術(shù)和控制策略，充分考慮各控制過程間的關(guān)系，真正起到自動化和節(jié)能作用。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由一個或多個模塊化的“智能”控制單元或控制器組成，控制器內(nèi)安裝相應(yīng)的應(yīng)用控制程序，系統(tǒng)通過各種傳感器實(shí)時采集程序所需的數(shù)據(jù)，如溫室內(nèi)部的溫度等環(huán)境參數(shù)及溫室外部的溫度、光照、風(fēng)、雨等氣候條件，并反映到中心計(jì)算機(jī)上。通過綜合程序?qū)Ω鞣N環(huán)境參數(shù)加以處理后，反饋到相關(guān)設(shè)備的控制器上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開啟或關(guān)閉，達(dá)到作物生長所需的最佳室內(nèi)環(huán)境條件。

二、溫室通風(fēng)系統(tǒng)

溫室是一個半封閉系統(tǒng)，依靠覆蓋材料形成與外界相對隔離的室內(nèi)空間。通過調(diào)節(jié)和控制通風(fēng)系統(tǒng)可在溫室中創(chuàng)造出適于植物生長并優(yōu)于室外自然環(huán)境的條件，如通過降溫、降濕、調(diào)節(jié)氣流和二氧化碳濃度等，對室內(nèi)產(chǎn)生的高溫、高濕和低二氧化碳濃度等不利于植物生長的環(huán)境加以調(diào)節(jié)。

齒輪齒條通風(fēng)系統(tǒng)是現(xiàn)代溫室中普遍采用的機(jī)械裝置，一套機(jī)械可多處使用。該機(jī)械由齒輪齒條、限位構(gòu)件和擺桿組成，齒輪繞軸作逆時針轉(zhuǎn)動時，帶動齒條作平面運(yùn)動，齒條通過鉸接軸推動窗體開啟，齒輪順時針轉(zhuǎn)動時，則帶動窗體閉合。該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)近似線性運(yùn)動，定位準(zhǔn)確，易于采用自動控制。

三、溫室灌溉系統(tǒng)

溫室灌溉系統(tǒng)用于溫室內(nèi)蔬菜或花卉的水分和肥料養(yǎng)分供應(yīng)，可根據(jù)溫室作物的水肥需求規(guī)律及其栽培基質(zhì)的灌水特性，定時定量地供應(yīng)水分和養(yǎng)分。系統(tǒng)包括灌溉水和回收液儲水罐、首部樞紐（包括壓力水源、過濾器、穩(wěn)壓設(shè)備、施肥設(shè)備、紫外消毒設(shè)備等）、田間管網(wǎng)（包括PVC管、PE管、電磁閥等）、滴灌毛管和滴箭及必要的測量與控制設(shè)備。此系統(tǒng)通過土壤、氣象、作物等類傳感器及監(jiān)測設(shè)備將土壤、作物、氣象狀況等監(jiān)測數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中央控制系統(tǒng)，通過軟件將匯集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。比如將含水量與灌溉飽和點(diǎn)及補(bǔ)償點(diǎn)進(jìn)行比較后確定是否應(yīng)該灌溉或停止灌溉，然后將開啟或關(guān)閉閥門的信號通過中央控制系統(tǒng)傳輸?shù)介y門控制系統(tǒng)，再由閥門控制系統(tǒng)實(shí)施某輪灌區(qū)的閥門開啟或關(guān)閉，以此來實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化控制。

在溫室使用過程中，灌溉系統(tǒng)的用水量較大，對雨水進(jìn)行有效回收利用，既能節(jié)約運(yùn)行成本，又能有效利用自然資源，因此通常會在溫室的灌溉系統(tǒng)中設(shè)置雨水回收池，對溫室屋面的雨水進(jìn)行收集。為減少雨水收集池的建造成本，整個雨水收集池的堤壩和底部均用泥土夯實(shí)制作為雨水承載容器，同時為了防止雨水從泥土中滲漏或地下水滲透到雨水收集池內(nèi)，需在堤壩和底部墊上一層蓄水池防水內(nèi)襯，同時該內(nèi)襯還應(yīng)具備防止蓄水池內(nèi)生苔的功能。此外，在灌溉系統(tǒng)中，為防止外界水源地波動對內(nèi)部灌溉設(shè)備的影響，在灌溉系統(tǒng)首部需設(shè)置一個儲水設(shè)備，即儲水罐，作為承水及緩沖的設(shè)備，一個儲水罐的容積通常要保證溫室一個工作日的灌溉用水量。

四、溫室栽培系統(tǒng)

主要用于封閉溫室的蔬菜、花卉無土栽培，它的使用將大大提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。此系統(tǒng)主要由栽培吊槽、作物支撐、營養(yǎng)液回收系統(tǒng)、移動栽培系統(tǒng)等幾部分組成，由計(jì)算機(jī)來控制整個系統(tǒng)的工作。植物被種植在吊掛于溫室桁架之上的栽培槽內(nèi)，吊掛用的鋼絲繩采用特殊設(shè)計(jì)的掛鉤與栽培槽相連，不僅強(qiáng)度高，而且遮陰少，安裝方便。根據(jù)作物不同，栽培槽高于地面0.6～1.3米，采用電動栽培槽水平移動系統(tǒng)，由減速電機(jī)驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動平移鋼絲繩拉動一半的懸掛栽培槽，從而使高密度的懸掛栽培系統(tǒng)形成適合工人操作的通道，可提高溫室栽培密度。栽培槽的使用有助于實(shí)現(xiàn)自動灌溉施肥，不僅灌溉均勻，而且可實(shí)現(xiàn)灌溉、施肥和廢液回收的一體化，降低使用成本。電動軌道栽培車行走于溫室地面的加熱軌道上，操作便利。

該系統(tǒng)能使溫室環(huán)境好、光照充足、通風(fēng)良好；工人操作方便，生產(chǎn)效率高；可提高栽培密度，使產(chǎn)品產(chǎn)量高、品質(zhì)好；自動灌溉施肥的灌溉均勻度高，輕松實(shí)現(xiàn)廢液回收利用，減少農(nóng)藥的使用。