温室大棚的实际调查报告

2020-03-03 03:05:08 来源：范文大全收藏下载本文

关于Zigbee和温室大棚应用的调查报告

围绕着我们研究的课题“基于Zigbee在温室大棚中温湿度的监控”，我们对Zigbee技术应用现状以及温室大棚目前的应用进行有关调查，来帮助我们定位我们研究课题的应用方向，并预测发展情况。

一、应用现状

（一）、Zigbee的应用现状

从zigbee在2006年较为完善的推出以来，它凭借自身低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点，开始被人们不断的研究、开发、应用。ZigBee在初期的应用是针对无线灯光控制，既通过zigbee用无线来取代有线开关，并实现装置与装置互动及整合性控制，便于中控管理系统了解灯光状态来调整以达到节省能源的目的。随着时代的发展，越来越多的领域开始有对ZigBee 的技术需求，并且需求的量在大幅度的增长，zigbee也渐渐渗入到我们的生活中。在物流中的应用：引入ZigBee 技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的无线数据采集，无线数据更新。还可实现物流途中的定位功能，这种功能同样可用于矿井、勘探人员的定位。在工业、农业中的应用：通过zigbee可以方便的监测到工厂中危险场合、人力所不能及的地方的温度、转速等各种数据参数，以及监测到大范围的农田中的土壤温湿度，PH值等。在家庭生活中的应用：用zigbee来实现建筑自动化、智能化。应用在家电中就可以实现无线开关控制；应用在门窗上可实现安全报警；还可应用在三表（电表、水表、气表）上，既可进行安全监测，又可方便抄表。在交通工具中的应用：例如安装在汽车车轮或者发动机内安装的传感器可以借助zigbee把监测数据及时地传送给司机，从而能够及早发现问题，降低事故发生的可能性。在医学中的应用：医院里可借助于各种传感器和zigbee，准确而实时地监测病人的血压、体温和心率等关键信息，帮助医生做出快速的反应，特别适用于对重病和病危患者的看护和治疗。

（二）、温室的应用现状

温室是一种用于栽培植物的农业生产性建筑设施，它可以在人为调控下创造给植物生长所需的最佳条件，合适的温度、光照、水分、肥料等等，使植物避免外界四季变化和恶劣气候对其造成不利影响，在不适合其本身生长的季节也能正常存活生长。温室运用在农业上可以大大增加农作物产量，提高农作物质量。现代温室的主体骨架由经热镀锌防锈处理的型钢构件组成，具备相应的抗风雪等荷载的能力；采用玻璃、塑料薄膜、硬质塑料、PC板等透光材料覆盖，并配有相应的卡槽、卡簧、铝合金型材等紧固和镶嵌构件，具有透光和保温性能；配备有遮阳、降温、加湿、通风换气等配套设备和灌溉施肥、照明补充等栽培设施。此外，还有环境调控的控制设备等，形成完整成套的技术和设施设备。而在一些发达国家，十分注重温室的有关研究，设备也更为先进。例如现代温室产业最发达的国家是荷兰正在研究开发一种中空聚碳酸酯板覆盖材料，日本也已开发出镀锌铝合成材料。一些国家的温室中已经开始使用机器人作业。

中国作为一个农业大国，粮食就是13亿中国人的生命，对农作物的栽培极为重要关键。但是我国现在农业设施化程度还很低，方法传统，温室发展的起步较晚。现在我国温室的建造面积（包括大棚）已超过120万，跃居世界第一，但是温室的现代化以及智能化平均程度还远远低于世界平均水平。虽然我国现有温室及配套设施的专业生产厂家超过50家，生产设备基本国产化，初步形成了一定的产业规模，但这些现代化的温室普及率很低，普通农户采用最多的是自建的简易拱棚，约占我国温室总量的60%以上，现代化的温室通常被机关团体、军队、农场和科研等单位采用，而个体和一般农民很少采用。其原因主要有两点，一是智能化的温室建造费用较高，是一项高风险高投入的项目；二是温室建成后规模较大，需要一套系统、合理的管理方案才便于实施，这便造成了我国温室低效益经营、普及率低。好消息是，我国目前已能自行研制各种高性能的微雾系统、湿帘，风扇降温系统、二氧化碳发生器及补气系统；各种滴灌、喷灌、施肥施药系统及室内环境因子微机监控系统等。这些都为我国智能化温室管理奠定了基础。

（三）、温室应用的实地调查

我们前往位于温江的四川农业技术学院和名为春天乐园公司的温室进行了实地调查。我们所参观的农院温室大棚主要用于栽培研究，实验等科研使用。温室的主体为玻璃结构，长约50m，宽约8m，高3m。温室前部装有两个大小约有1.2m，功率为2500W的低速大流量风机。它可以单独运转通风，降低温室内温度，也可以和温室后部安装的湿帘幕墙配合，湿帘幕墙产生水汽，通过风机的风力散漫在整个温室中，从而达到降温、加湿的作用。温室两边的墙上各装有5个由电机和传动齿轮齿条控制的可开关的窗户，可根据条件打开或关闭来达到通风的目的。温室的前后左右都还各安有2个电热丝，用于给温室升温来控制温度。温室内均匀悬挂着6个空气温度传感器、6个湿度传感器，以及2个二氧化碳浓度传感器，地上还有插入土壤中的土壤湿度传感器。这些探头在收集到数据后，都会传往大棚门口的一个集中控制器上显示。而控制人员，在门口处的控制器上，就可根据对应的各个按钮，控制温室内各个设备工作，从而来控制温室环境。

春天花乐园的温室大棚属于较为现代化的农用温室大棚，主体结构由胖龙公司建造（胖龙公司为国内较早开始研发应用现代温室的公司）。由种植用的温室大棚部分，和大棚外不远处的控制室组成。温室大棚总体为玻璃钢架结构，长约90m，宽约40m，总占地约3600㎡。顶部为锥形，最大高度约为5m。

温室大棚内，侧面装有循环风机，并排放置，共25个，每个风机直径约有1.2m。风机主要用于换气通风，以达到降低温室内温度的作用。在大棚的中轴线上，大约每隔十米就悬挂着一个用于测量空气湿度的传感器，每个传感器在收集到数据后再通过有线方式传输到大棚外的控制室。在湿度传感器旁边，设置有空气的温度传感器，同样将收集到的数据通过有线传往控制室。而在土壤中，大约50㎡就埋有一个土壤湿度传感器来探测土壤的湿度信息。这些收集到的温湿度数据除了传往控制室外，都还会传到一个便携式USB存储器上，进行一段时间的存储。而在种有花的土壤上来回铺有塑料软管，软管上隔一段距离有一个小洞，温室浇灌时水就在管中流动并从小洞中滴出来，以达到浇水、保持土壤湿度的作用。大棚的顶部除了有一层玻璃棚顶外，还有一层遮阳板，遮阳板可由减速机及传动的齿轮齿条控制，根据温室里的温度和光照，需要缓慢的展开、合拢。

在控制室里，控制人员可以通过显示屏看到温室中温湿度的实时状态，然后操作控制台，控制温室中的风机开关，软管滴水，遮阳板闭合。控制台旁还有一个屏幕是显示当天气象台发布的天气状况，来让控制人员了解结合当天室外的温湿度、光照亮度、风速、风向、雨雪信号以及雨量，便于更好的控制温室环境。

二、调查结果分析

对于zigbee技术，准确的说，它已经被广泛的应用起来了，只是在中国市场上，本土厂商参与度还非常有限，zigbee研究较晚且进度较慢。但未来无线领域的发展绝离不开zigbee技术，zigbee产品应用的爆发只是时间问题。再从长远发展看我国的温室市场，它的发展潜力巨大，倘若政府有关部门加大对温室的应用技术和基础理论研究的支持力度，并协助推广现代温室使用；科研人员开发研究高性能，低成本的温室材料，是我国温室水平向国际化靠拢。相信现代化、智能化的温室大棚定能让我国的农业发展有一次大跃进。

农院的温室大棚已达到了基本的现代化标准，但是控制还在温室内，有一定局限性。而春天花乐园的温室大棚，实现了控制与农业工作两地隔离，使工作人员在监控时方便，准确。但它在信号传递方式中仍使用传统的有线方式，这样会在施工时还会存在布线的麻烦，而且一旦温室与控制室距离太远，布线会浪费更多的人力物力，更会受线路老化，线路故障的影响。另外，在反馈控制方面，调查的两间温室都必须要人根据看到的数据来人工操控按钮，从而控制温室环境。它需要人力来控制，并不能达到完全的自动化、智能化。

三、调查总结

无论是Zigbee技术，还是现代化的温室大棚，在我国都具有极大的发展空间和潜力。而将这两者结合起来，应用前景可想而知了。但是由于目前智能化大棚的普及率太低，我们的这个项目暂时只能应用于科研或者种植珍贵植物的团体单位。