应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一,近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控制方面的一 场革命,对于农业生产的增产增质增量产生了巨大的经济效益与社会效应。随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了长足的进步，温室工程已成为高效农业的一个 重要组成部分。计算机自动控制的智能温室自问世以来，已成为现代农业发展的重要手段和措施。它的功能在于以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环 境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。

一个完整的温室大棚自动控制系统，包括以下几个部分：

1，现场的监测元件：包括温度监测、湿度监测、CO2浓度等监测元件。这些装置相当于整个控制系统的眼睛，实时监测大棚的状况，以便实施控制。

2，执行结构：如各种泵，加热器，CO2 发生装置，照明控制装置等执行机构。这些装置相当于整个控制系统的手，自动控制系统的指令通过这些设备得到执行，以达到控制目标。

3，A/D和D/A转换模块。因为自动控制系统不能识别各种电信号，必须转换成标准的数字信号才能为计算机所识别，同样计算机发出的也是标准的数字信号。这些设备如同人的神经系统，把各个信号传递到大脑，并把控制信号传递到各执行机构。

4，控制系统主机：主机实施各种控制方案，并依据不同的环境、作物、生长期实施不同的控制方案。是这个控制系统的核心，相当于大脑。

5，人机交互系统：工作人员可以通过人机交互系统了解系统的工作情况，并可通过人机交互系统对控制系统下发人工指令，设定控制主机的工作环境。人机交互系统通过紫金桥组态软件就可以实现系统的人机交互。

以上的分类是一个典型的控制系统，根据系统的繁简情况，系统的配置会有所增减。如有的小系统，就直接用计算机做为控制系统主机了，和人机交互系统合二为一了。

功能叙述

温 室环境包括非常广泛的内容，但通常所说的温室环境主要指空气与土壤的温湿度、光照、CO2浓度等。计算机通过各种传感器接收各类环境因素信息，通过逻辑运 算和判断控制相应温室设备运作以调节温室环境。输出和打印设备可帮助种植者作全面细致的数据分析，保存历史数据。系统主要具备以下几部分功能：

1、综合环境控制

采 用计算机实现环境参数比较分析，四季连续工况调控系统。，比例调节环境温度、湿度与通风。CO2 发生装置按需比例调节环境CO2浓度，夏季室外屋顶喷淋，在保证室内光照强度的前提下，组合调节环境温度与通风，达到强制降低环境温度的效果。通过计算机 对温室各电动执行器进行整体调节，自动调控到作物生长所需求的温、湿、光、水、气等条件，另外通过臭氧消毒净化器对温室进行消毒。

2、肥水灌溉控制

采用计算机肥水灌溉运筹系统。根据作物区的需要，对水培区的营养液成分，PH和EC值进行综合调控。对基培和土培区主要是根据作物生产需要，设定基质、土壤的水势值，自动调节滴灌、喷灌系统的灌溉时间和次数。

3、紧急状态处理

采用计算机实测环境参数、状态极限值反馈报警保护系统。根据作物的各项参数设定温室环境的极限值和作物生长环境参数极限值报警保护系统，提高了整个系统安全性。

4、信息处理

采用计算机集散控制信息管理系统。信息处理由中心控制计算机完成。主机通过局部数字通讯网络与现场控制机相连，实现远动双向控制及全系统集中数据处理。其功能包括运行实时参数执行器模拟状态显著，历史数据存储、检索，数据平均值报表、曲线显示与打印。

下面我们以葡萄温室和黄瓜、番茄温室为例，介绍其生长参数：

葡萄温室：

a、在冬季休眠期约90多天需保持温室内温度为5℃。休眠期以后白天需控制温室内温度为25-30℃，夜间需控制在15-18℃。

b、湿度需保持在50-75%不能超过95%。

c、光照强度应保持在45000-55000勒克斯

d、二氧化碳浓度在上午日出后到10点左右保持在1000PPM左右。

e、PH值保持在7-7.5。

f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰，随时进行调整。

黄瓜、番茄温室：

a、在苗期需保持温室内温度在13-15℃，定植后白天上午应保持在25-28℃，下午应保持在20-25℃，夜间应保持在15-18℃。

b、湿度黄瓜在白天保持在70-75%，夜间保持在85-90%；番茄白天保持在65-75%，夜间保持在75-85%。

c、光照强度番茄应保持在50000勒克斯左右，保证12个小时光照；黄瓜应保持在40000勒克斯左右，保证8-10小时光照。

d、二氧化碳浓度在上午日出后到10点左右保持在1000PPM左右。

e、PH值保持在6.5-7.5。

f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰，随时进行调整。

 

实践标明，通过计算机自动控制系统大大降低了工作量，而且由于能精准控制农作物生长环境，作物产量和质量都大幅度提高，带来了客观的经济效益。

概述

宝钢是国内十大钢铁企业之一，随着 企业不断发展壮大，在生产过程产生的生活污水也不断加大。如何处理这些生活污水，将直接影响企业周边的生态环境及人们的生活质量。为此宝钢先后投入大量资 金进行污水处理和再利用，先后建立将近300个污水处理和监测站。这些污水处理和监测站的建立提高水资源的再利用率，为企业可持续发展创造良好的外部环 境，宝钢也因此被国家环保总局评为“环境友好企业”称号。

原来管理方式及问题

随 着污水处理和监测站建立增多，对这些站点的监管理变的越来越重要。最初采用的管理方式是在重要站点设立专有岗位，由专人对站点的运行状态进行监示和汇报； 非重要站点由相关人员定期周期性巡检。这种管理方式随着站点的增多，显露出来问题也越来越多。首先是管理成本的增加，重要站点增多后，现场设备监视人员也 随之增加，增加了人工成本；其次站点问题发现不及时，由于非重要点采用人工巡检，巡检周期较长不能及时发现问题；再有就是人为因素的存在，由于相关人员责 任心不强，脱岗、漏检等问题时有发生。

解决方案

解 决以上问题最好方法就是建立一个计算机自动监管的网络系统，通过计算机可以对远程污水处理站或监测站上的数据进行监视和记录。由于站点多、分布范围广、有 些站点分布比较偏僻，采用有线方式实现，硬件实现成本比高且工程量较大；采用GRPS/CDMA微波通讯方式，运行期间还要不断有通讯费用投入。在综合考 虑多因素情况下，选择了通过无线电台组网，通过紫金桥实时数据库实现数据采集、应用管理开发。

实现功能

紫金桥实时数据库是一套通用数据采集、存储、数据发布应用开发平台。通过紫金桥实时数据库在《宝钢污水网络巡检系统》中实现了以下功能：

• 监控站点自动巡检及显示

系统实现了对各站点数据巡回式采集，采集到相关数据时，就会自动显示该站点的交互界面。

 

• 定站显示

当巡检系统处于自动巡检状态时，可以通过定站命令使用系统只对一个站数据进行快速采集，从可以更加准确了解这个站的当前运行状态。

站点状态监视画面

• 趋势分析

通过紫金桥的趋势分析组件，可以显示指定站的历史，并且获得指时间范围内最大值、最小值、平均值等统计分析数据。

• 流量统计

对指定时间范围内各站点的流量进行统计，计算总流量。

• 报警事件处理

在巡检过程对报警条件进行检测，记录报警事件，并且将与之相关的数据量同时记录。可以对报警进行分区查询、打印。

技术难点

对 一些常用时实数据库系统实现数据周期性巡检采集并不是问题，但是要求既能周期性对所有设备采集又能在定站状态下只对一个设备进行采集，这就需要提供一种机 制，可以对每个设备的通讯状态进行控制，使只有补巡检到的设备或定站的设备对才执行数据采集。紫金桥实时数据库恰好可以提供这样机制，通过它的脚本函数 DeviceOpenOnly(DeviceName, DataSource)，则可以控制只有一个设备处于通讯状态。

系统运行效果

宝 钢污水网络巡检系统投入运行后达到预期的效果，减少了人员的使用量，从而降低了人员使用成本；缩短了故障发现周期（原来人工巡检部分站点一次需要数小时， 现在只需10分钟左右就可以完成所有站点的状态检测），从而可以使污水处理系统得到及时维护，提供污水处理系统的利用率。为宝钢提高环境保护，降低环境成 本起到应有的作用。