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1、第 13 卷 增刊 1997年9月农 业 工 程 学 报 Transactions of the CSAESept. 1997. Vol. 13 Supplement温室环境自动检测系统*于海业? 马成林 孙瑞东(吉林工业大学)提 要 温室环境是温室内作物生长的先决条件。 目前我国温室环境的管理大部分是靠人工根据经验进行的, 从而降低了作物生产的质量, 因此温室环境的自动检测和控制是急需解决的课题。 文中研究提出的温室自动检测系统, 采用了专家系统指导下的实时处理方法, 可及时方便地向用户提供技术指导和技术咨询服务, 建立了友好的人机界面。关键词 关键词 温室环境 自动检测 专家系统Autom
2、atic Detection System for Greenhouse EnvironmentYu Hai- ye Ma Cheng-lin Sun Rui-dong ( Jilin University of Technology , Changchun)Abstract Greenhouse environment is the precondition for crops growing. In our country it is controlled artificially based on experiences. So the quality of agricultural p
3、roducts isdecreased. Thus detecting and controlling to greenhouse environment automatically is animportant problem to solve urgently. T his paper establishes automatic detection systemfor greenhouse environment. The system takes advantage of real-time processing methods under the direction of expert
4、 system. It can also offer technological guidance and technicalconsultation service to the users in time and establishes a good exchange relation betweenpersons and the computer. Key words Greenhouse Automatic detection Expert system收稿日期: 1997-07-31* 中国博士后科学研究基金资助项目? 于海业, 副教授, 长春市人民大街 142 号 吉林工业大学农机
5、工程学院, 1300251 引 言我国农业正处于从传统农业向以优质、 高产、 高效益为目的的现代农业转化的新阶段,环境控制工程作为农业生物速生、 优质、 高产手段, 是农业现代化的重要标志, 农业设施的自动检测与控制是我国急待发展的项目。温室系统属半开放系统, 温室环境随大气环境变化,增加了调控困难 1。 我国目前温室内环境仍靠人工根据经验来管理, 从某种程度上说仍是靠 天吃饭, 严重影响了其效益和发展。北方地区每年的 3、 4 月份是蔬菜的旺果期, 同时也是上市旺季, 生产及销售出现了争工的现像; 这个时期也是温室内气温升高、 湿度上升的时期, 若管理不当, 极易发生病虫害。据菜农反映不少地
6、方出现了由于温湿度等环境因素管理不善,在很短的时间内就造成了整个温室绝收的严重现像。 因此, 温室环境的自动检测与管理进而达到自动控制是非常必要的。2 系统的构成温室检测系统主要由传感器、 检测电路、 接口电路、 计算机及软件组成, 如图 1 所示。图 1 检测系统的构成该系统目前主要是检测温、 湿度, 今后将逐渐 完善达到多环境因素的检测。由于温室环境恶劣,除传感器外, 其它部分不宜放置于温室内, 因此,需要进行远距离的检测。基于上述原因及所需要的检测条件, 我们选用的温度传感器是 AD590。 它 是一种两端集成电路温度传感器, 由于它有高阻抗的电流输出, 使它在长距离传输过程中对压降不敏
7、感, 抗干扰能力强, 可接至距接收电路数百米的地方而正常工作; 选用的湿度传感器是图 2 系统结构框图Al2O3膜湿敏电容传感器, 通过测湿调理电路获得同湿度成正比的直流电压信号, 该电路使得湿度的变化只影 响信号的占空比, 因此也适合于远距离测试。计算机选用兼容 80486 系统机, 主频为 80 Hz, 4 M内存, 540 M Byte 硬盘, 它可以存储和处理大量的检测数据, 并向用户提供友好的交互界面, 起到该系统的中心 管理作用; A/ D 转换器使用购买的 12 位插入式 A/ D 转换板。在软件的设计上, 我们采用 C 语言设计了检测用程序 2, 并用 C 语言和 PROLOG
8、 人工智能语言 3设计了温室管理专家系统。 专家系统的构成如图2 所示。 该专家系统在提供给用户由蔬菜的播种到收获中蔬菜的品种选定、 栽培方法、 不同生长期的管理方法和适宜的生长环境参数、 病虫害防治方法等生产、 环境管理以及技术咨询服务的同时, 并可配合环境因素的检 测系统, 向用户提供实时处理服务, 提出目前所检测的环境参数的条件下, 应采取的管理措施。该自动检测系统可为温室内蔬菜生长环境的管理和控制提供科学依据, 向用户提出实 时处理方法, 为农业技术人员和农民提供生产技术指导和技术服务。3 自动检测方法启动本检测系统即进入管理专家系统菜单中, 选择实时处理系统进入到环境因素的自动检测状
9、态。系统按照一定的采样频率进行各因素( 温度、 湿度) 的采样, 所得数据进行存储记录, 并通过专家系统中的实时处理系统进行处理。 实时处理系统是该专家系统与外界联系的一个通道。它的主要作用是在用户选用该系263 增刊于海业等: 温室环境自动检测系统统时, 通过环境检测系统, 建立与外部的联系, 实时地检测出当前的环境参数, 并通过处理后的信息与知识库、 数据库的内容进行对比分析, 得出当前环境因素是否适宜的判断。若较适宜, 则记录和显示有关信息; 若不适宜, 则实时地向用户提供改进管理的措施和方法。 该系统可以获得大量的实际检测数据, 为以后的分析处理、 知识的更新提供依据, 并可实时的提供
10、 生产管理服务。对存储的数据根据需要可进行分析、 统计, 并可绘制变化曲线以及结果的打印等。本系统也可不启动专家系统, 而只进行环境因素的检测, 进行记录和报警。4 结 语本研究所构成的温室自动检测系统, 采用了专家系统指导下的实时处理方法, 可及时方便地向用户提供技术指导和技术咨询服务, 建立了友好的人机界面。 目前只进行了温度和湿 度的检测, 但很容易扩展到其它环境因素的检测, 并在将来会扩展到温室环境的自动控制方面。参考文献1 白广存等. 温室环境监测与调控计算机管理系统. 农业工程学报, 1995, 11(增刊) : 1941972 潭浩强.C语言程序设计. 北京: 清华大学出版社, 19933 陈兆乾等编译. TU RBO PROLOG 程序设计语言. 南京: 南京大学出版社, 19904 吴信东等. 专家系统. 北京: 电子工业出版社, 1988264农业工程学报1997年
