智能温室大棚前言是什么?

前言如下：

智能温室大棚之所以“智能”，因为本身很多可以人力操作的，都能自动化实现。智能大棚控制系统通过一个室温传感器，24小时监测大棚内的温度，当系统监测到大棚温度低于标准值了，系统就能自动打开 温控设备，来调整大棚内的温度。

当大棚内的温度达到了一个标准范围后，系统又可以自动关闭温控系统，通过有实时的数据监测去控制室温，可以始终把大棚的温度，稳定在一个正常的范围，而且自动的。

当然了，智能温室大棚控制系统的“智能”，不单单是自动控制室温，还可以自动控制灌溉和施肥，通过土壤氮磷钾传感器和土壤水分传感器，来实时监测土壤中的养分和水分，通过这样数据的监测，来控制灌溉和施肥。

目前智能温室大棚系统已经可以实现手机监测，你可以手机上监测大棚的温度数据、湿度数据、土壤氮磷钾数据等，都能在手机上实时的看到，而且在手机上还能实现远程的控制。

智能温室大棚的基本功能

1、光照强度的调节

当传感器上接收到的光通量偏高时，说明温室大棚内的 光照强度过高，可能会导致农作物的脱水，需要调节室内遮阳系统，打开室内的遮光帘。光通量较小时，说明温室大棚内的光照强度不足，则需要调高灯光亮度，关闭温室的遮阳系统，使室内获得充足的光照。

2、二氧化碳浓度的调节

二氧化碳浓度是影响植物光合作用重要的因素之一，碳 元素的积累会影响农作物的品质。当传感器显示温室大棚内二氧化碳浓度过高时，系统可以开启排风扇将多余的二氧化碳排除室外。传感器显示数值过低时，二氧化碳喷嘴会自动开启，及时补充室内的二氧化碳含量。

3 、温度的调节

当温度传感器中显示温室大棚内的温度过高时，系统自动开启制冷设备，避免因温度过高导致农作物的脱水。温度显示较低时，可以开启空调等加热设备，提高室内温度，恢复农作物光合作用的活性。

4、湿度的调节

水分是影响农作物的正常生长的重要成分之一，室内传 感器中显示湿度较大时，系统需要开启排风扇，同时根据温度超标的等级对排风扇的转速进行控制，避免植物根系发生腐烂。传感器数值显示过低时，需要开启加湿器或灌溉系统， 使农作物可以充分吸收水分。

　　智能温室大棚，只是在原来大棚的基础上进行智能化升级，利用农业物联网的技术和硬件设备，研发而来的智能温室大棚系统，实现对温室大棚的智能管理，进一步将温室对农作物生长的作用发挥出来。智能温室大棚系统支持改造升级原有大棚，也能应用于各类新建大棚，比如薄膜连栋温室、玻璃温室大棚等。

温室大棚

　　温室大棚应建造在交通便当，地势平整、开阔，排水便当，有蓄水池、河流或地下水丰盛，地势高燥，避风向阳，地下水位05米以下，土壤深沉肥美的地方。

　　建设温室大棚要注意棚内后两排立柱之间，间隔尽量缩小，应在80厘米左右，中间只建一条东西走向的水泥沟兼人行路就可。东西两棚间隔08-2米，中心有一宽800厘米以上的小水沟。南北两棚间隔3-5米左右，用于挖水沟、安供水管道、修建通行路程等。连栋温室的间距不应低于一栋温室的宽度。

　　关于大棚选址，土壤是作物获得养分的重要来源，需注意土壤有机质含量，建议在建造温室大棚之前，定期对土壤进行检测，若土壤的有机质含量不够，可提早进行补充。在作物种植地苗床期等种植过程中，土壤环境的清洁也尤为重要。

　　温室大棚的朝向对温室内的蓄热能力影响很大，对日光温室来讲。以南北向或略偏西南的朝向更好，即南北为大棚长，东西为棚宽，便于积蓄热量。

　　同时也要考虑下温室类型建设的基础需求，比如玻璃温室一般上基础底部应低于室外地面05米以上，根据气候和土壤情况，基础顶面与室外地面的距离应大于01米，除了特殊要求外，温室基础顶面与室内地面的距离宜大于04米。薄膜大棚的薄膜外压深度等。

温室大棚

　　薄膜覆盖材料选择用于设施农业生产建设的专用塑料薄膜，透光率、保温、抗拉及耐老化方面的性能均优于普通农膜。

　　玻璃又分为超白压延玻璃和普通透明玻璃，优点为透光率高，能达到百分之九十左右，使用期限长、防火、防腐蚀能力强。超白压延玻璃同普通玻璃区别为其光线进入室内会以漫反射，不会对室内农作物造成直射。缺点是抗冰雹自然灾害能力差，施工安装繁琐、顶部防水需要做好。

　　pc阳光板是聚碳酸酯为主要原料，双层中空透明塑料板材。优点是双层中空，保温隔热性能好，抗冲击能力强，重量轻每平米重15kg，施工安装方便，可以适度折弯等。缺点是塑料制品有使用寿命，8mm国标板材为十年板，透光率相比玻璃不足，且透光率会逐年降低。

大棚膜

　　骨架是保障温室大棚后续使用效果的重要部分，常用的骨架类型有：竹木骨架、树脂大棚骨架、琴弦式大棚骨架、水泥大棚骨架等、骨架类型不同，效果也不一样。

　　大棚骨架结构是三角稳定型结构原理，用两片支撑片与内弦和外弦通过螺丝和螺丝母固定起来，外弦和内弦是开放式C型钢架，经过弯曲成为梁架，是整个大棚整体重量的支撑核心，大棚结构稳固性好，可靠性强，加工厚度根据规格情况一般在2-3mm。

大棚建设材料

　　水泥大棚骨架主要是由冷拔丝、混凝土、草绳等，同时使用模具生产而成的，强度高、耐老化性好。混凝土非常脆、搬运与安装非常地不方便、且需由全手工制作而成，劳动强度非常高，不适合大面积地推广。

　　阳光板温室的骨架多采用钢制骨架，也有部分厂家使用几字钢作为人字梁骨架。

　　顶部覆盖玻璃的骨架，可以为全铝型材骨架，也可以使用钢制人字梁骨架，同玻璃三件套的样式结合。

　　总之，综合考量各类型温室大棚的优缺点、综合性价比、实际需求等，选择可接受的适合大棚类型，再进行下一步。

　　受限于地域、气候、建造人工、设备采购/调试等因素影响，温室大棚的建造时间不固定，原则上修建时间不能拖得太久。如果施工时间过长，墙干不透，扣膜后湿度大，会降低温室的性能，造成病害严重，同时还会产生冻融交替现象，引起墙土剥落的现象发生。

大棚骨架

　　温室大棚建好之后是要先做验收，验收通过之后才能被投入使用的。验收工作可以从材料、施工技术两个方面进行检查。

　　(1)材料是保证温室大棚质量的关键，如果材料都没有选好，验收无法通过。重点验收在于钢构件、钢管等材料的品质。

　　(2)施工技术是否合理，会影响温室大棚的使用期限，因此在进行施工的时候要严格按照相关要求进行，不得随意更改，避免给后期验收带来影响，出现返工现象。

智能温室设施

　　主要配件有接头管、压顶簧、压膜槽(卡槽)、压膜簧(卡簧)、护套、压膜卡、斜撑、U型卡、夹箍、固定器、连接片、压膜线、门、卷膜器、卷膜杆、双管卡、管卡、人字卡、防雾薄膜、防虫网等，根据相关规范对进行建造。

　　智能温室大棚所需的设备则要在传统大棚的基础上，加上空气温湿度传感器、土壤PH值传感器、土壤温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、电流传感器等感知设备，以及摄像头、智能控制柜、远程控制物联网云平台等部分。

　　通过感知设备的实时监测，获取温室的环境参数，通过无线传输的方式，经智能控制柜上传到云平台，登录到云平台界面，直观查看每一分钟的数据变化情况，并根据种植作物类型、环境条件等，联动天窗、通风机、水肥机、补光灯、卷膜器等设备，实现示警、灌溉、卷帘、补光、施肥等操作，减少人工劳作。

智能温室结构图

　　安装通风机、水肥机、补光灯等设备，同时将空气温湿度传感器等，采用壁挂式螺丝或插入式安装，并一一扫码添加到智能温室大棚系统上，在云平台上一一绑定，并对采集与控制的关系进行绑定，举例空气温湿度传感器采集到的数据，应该绑定到联动通风换气的设备上，两者在逻辑控制上设置当温度低于5℃时放下保温帘，低于3摄氏度时发送预警信息，因为这可能是卷帘器出现了故障，温度高于15℃卷起保温帘，其他逻辑控制也是同样道理，完成温室大棚智能化管理的逻辑条件。

　　如果需要接入摄像头，在采购之时需提前了解下，智能温室大棚系统支持接入摄像头。

远程控制大棚环境

　　作为温室大棚骨架的材料，有镀锌钢管等多种规格。一般在长期使用、焊接过程中使镀锌层遭到破坏，导致后期出现生锈，需要将表面的锈迹除掉，再刷一层防锈涂料，从根源上解决钢管生锈难题。做好相应的除锈工作，保证使用安全，延长使用期限。

　　大棚卷帘机首次使用前先往机体内注入黄油15公斤，以后每年更换保养一次。在使用前和使用期间，离合系统必须上油。

　　以薄膜作为覆盖材料的大棚，在高温天气通过遮阳网等设备进行保护，及时更换，避免带来严重影响。

智能化温室，通常简称连栋温室或者现代温室，它是设施农业中的高级类型，拥有综合环境控制系统，利用该系统可以直接调节室内温、光、水、肥、气等诸多因素，可以实现全年高产、稳步精细蔬菜、花卉，经济效益好。近几年随着蔬菜大棚建设的快速发展，智能温室给农业发展带来了推动力。智能温室的控制一般由信号采集系统、中心计算机、控制系统三大部分组成。

通过以上的概念我们了解其就是一座机械化的温室大棚，可以通过遮阳系统、自然通风系统、加温系统、降温系统、水肥一体化种植系统等来给植物一个最佳的生长环境，那么植物最佳的生长环境这个模型是什么呢？怎么和我们的机械化温室相结合起来，那么就用到我们的智能控制系统了。我们将植物各个时期事宜生长的环境数据录入系统端数据库中，由我们温室大棚内部的各个检测点测得棚内的实时数据对比，来给我们的温室大棚的系统做指令。

目前我们的新建连栋温室大棚都已经实现机械化控制，那么哪种适合智能化的升级改造呢，概念很美好，现实很骨感。只有规模化的种植温室大棚才合适做这种的智能温室升级改造。比如那种小型的展览温室、观光温室、生态餐厅温室等，其根本就用不到各种气候参数，完全可以靠人工或者半自动控制的风机水帘系统就可以的。

智能大棚种蔬菜

所谓智能温室，一般指的是连栋温室（阳光板或玻璃为覆盖材料的连栋温室），主要在智能上是如何体现的，温室有自动外遮阳、自动内遮阳、自动顶部开窗、有自动风机湿帘降温设备、有补光灯设备、二氧化碳发生器、有种植育苗的可以移动苗床设备。以上的设备都依托于农业物联网，可以实现自动控制，也可以手动控制的设备。

对新时代、新农民来讲，有了这样的智能设备，使得种植更简单、方便。对于温室的温分、湿度、通风等工作以前都是人为的感受或借助温度计、湿度计来给温室大棚通风、散热的。有了这样的智能设备，把种植做得更为精确，更有利于作物的生产，提供优良的生长环境。从而也大大降低了生产成本，减少了资源浪费。

智能农业物联网还可以检测植物是否缺水，系统检测到作物缺水，就会自动打开灌溉设备为植物进行灌溉，灌溉完成后系统自动停止。

移动苗床，要是由支架、滚动轴、横竖支撑、苗床网、边框、手轮组成，在温室应用是可移动，可增加温室有效利用面积。

新时代新农民在智能温室下从事农业生产将会更加得心应手，把种植变得更有乐趣。种植不单纯的是体力劳动，有科学的管理措施，从事农业种植也会变得非常轻松愉快。

我国设施农业温室大棚建设中，还存在着网络化程度低，运行管理落后以及环境调控水平有待进一步提升等诸多方面的问题，制约了设施农业温室大棚整体生产效率的提高。为了解决设施农业温室大棚生产中所存在的一系列问题，本文基于物联网技术，探讨物联网技术在设施农业温室大棚中的应用设计，并研发一种设施农业温室大棚智能控制系统。希望本研究能够推动设施农业温室大棚的科学管理，推动农业温室大棚朝向科学化、网络化、智能化、自动化方向发展。

从总体上来看，互联网是新一代信息技术，物联网融合了互联网、传感网、传感元件和智能信息处理相关方面的内容。物联网最初源于网络化无线射频识别系统，随后，慢慢发展成熟。截止到今日，学术界尚未对物联网的概念达成统一的共识，专家学者们对物联网的定义众说纷纭。我们普遍认可的一种说法是物联网是一种基于有线和无线通信方式，通过传感器、卫星定位、射频识别等采集物体信息，并把这些信息上传至互联网，实现对现实生活中物品的精准定位识别以及监控和管理。物联网技术在农业生产中的广泛应用主要体现于农业服务、农业管理和农业生产经营等环节，从物联网技术特点角度，可以把物联网技术分成传输层、感知层和应用层。每一个技术层都发挥着各自的功能，其中，第一，感知层。感知层常作为农业物联网的基础，为应用层和传输层提供了更加可靠的数据支撑，具体来讲，感知层通过卫星定位、遥感技术、智能传感器等来全面采集日常生活中的物品信息，如农作物长势信息、土壤信息、环境信息、产品物流信息等。第二，传输层。农业物联网中间环节传输层利用互联网、移动通信网、局域网等来实现对感知层采集物体数据信息的传输，把数据安全稳定地传输至应用层。同样的，对于应用层处理后的数据，也经过传输层来回馈至感知层设备终端，为农业生产提供指导。第三，应用层。应用层可以说是整个农业物联网的顶层环节，具体包括农产品追溯领域、大田种植领域、设施养殖领域、设施园艺领域、农产品物流领域等。在应用层，实现了数据融合、数据管理、数据预警、智能控制、诊断推理等，助推农业生产过程更加智能化、高效化、集约化的实现。

设施农业温室大棚环境参数及特点从总体上来看，园艺作物能否得到 健康 生长，一方面取决于自身的遗传特性，另一方面就与所生长的环境息息相关。环境因子主要包括温度、湿度、光照、气体因子等，在温室大棚内部，通过控制各项环境因子在适宜的水平，能够有效地提高农作物的质量与产量。

第一，温度。温度是影响园艺作物呼吸作用和光合作用的重要因素，每一种农作物生长都有适宜的温度范围，并满足“三基点”要求。“三基点”具体包括温度下限、温度上限以及最适生长温度，例如：对于光合作用而言，农作物最适宜生长温度范围在20℃~25℃；对于呼吸作用而言，农作物最适宜的呼吸温度范围在36℃~40℃。需要强调的是，对于设施农业温室大棚的环境，也应该保持一定的昼夜温差。那么，如何调控设施农业大棚温度呢？一般情况下，我们主要采用电热采暖、热风采暖、热水采暖3种方式进行加温，我们厂采用水分蒸发、遮阳、通风的方式进行环境的降温。在必要的情况下，由于温度和湿度之间存在着一定的关联性，升温和降温都会引发温室大棚内部湿度的改变，我们还要考虑到湿度改变对农作物生长的影响。

第二，湿度。湿度可以说是影响农作物生长的最重要的环境因子，一般情况下，农作物的含水量为60%~80%，而农作物的生理过程几乎都离不开水分的参与，如蒸腾作用、呼吸作用、光合作用。对于设施农业温室大棚而言，其内部环境的湿度是由土壤湿度和空气湿度共同决定的。温室大棚本身是密闭的微环境，我们常常对其进行降湿处理，一般情况下，我们可以采用通风的方式来去除空气中多余的水分，也可以采用一定的吸附材料来降低空气的湿度。第三，光照强度。植物的光合作用离不开光照，并且光合作用的速率也随着光照强度的改变而发生变化，众所周知，对于农作物而言，每一种农作物都对应一个光饱和点。低于这个光饱和点，农作物的生长受到限制，而高于这个光饱和点，即便是光照强度加大，农作物光合作用也不再加快。大多数的农作物最适光照强度范围是8000~12000lux，而我们常常采用遮光和补光操作的办法，能让农作物尽可能在最适光照强度范围内生长。利用人工光源，人为地延长光照时间或者提高光照强度进行补光操作，利用遮阳网来进行遮光操作。

设施农业温室大棚智能控制系统设计依据各项温室大棚环境参数，本文设计的物联网体系架构包括感知层、传输层和应用层，以以太网接入局域网络，实现了对温室大棚的自动化、智能化、科学化控制，大大提高了农业生产的效率。

农作物在生长过程中会受到很多因素的影响,就比如光照强度、温湿度、CO2的浓度等，而控制这些外部的因素,让植物在适宜的外部环境条件下生长，能够提高作物的产量和品质。

  农业大棚智能控制系统用物联网智能网关、智能环境监测装置、智能测控装置、环境监测传感器等，实现对空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2浓度、土壤PH值、风速风向、雨量等大棚农作物的生长环境参数的实时采集、无线传输、监测和控制。而管理者可以通过电脑或智能手机，随时查看大棚各项环境参数实时值。当相关参数超限时，发出报警信息，提醒管理者采取相应措施，并通过电脑或智能手机可对相关设备发出控制指令。

智控系统工作原理

传感器终端如温度湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度、CO2传感器、雨雪传感器、风速传感器、风向传感器等，将信息采集发送到信号采集系统，信号采集系统再通过云发送信息到电脑、手机端，通过电脑、手机端就可以直接对各环境调控设备如通风系统、遮阳保暖系统、升温系统、降温系统、喷雾灌溉系统、降湿系统或其它设备等进行调控

简单来说分为2个部分：

一、大棚：包括大棚架子、覆膜等

二、智控系统：包括配电控制系统、环境监测系统、信号采集系统、通风系统、遮阳保暖系统、升/降温系统、喷雾灌溉系统、降湿系统等等（可以根据自身需求配置相应系统）

而大棚智能控制系统就是为了能够监测和控制农作物苗期的生长环境，使植物在适宜的外部环境条件下生长，能够提高作物的产量和品质。

智能连栋温室的系统：

- 必选系统：

1基础，混凝土基础，一般四周条形基础，中间点基础。

2骨架，通常为热镀锌骨架，也有刷防锈漆的。

3覆盖材料，常用的材料有薄膜、阳光板、玻璃。

- 重要系统：

4外遮阳，夏天起到降温作用，防止阳光直射到温室里。

5内遮阳，也叫内保温，夏天降温，冬天保温。

6暖气，冬季加热。

7湿帘、风机，夏天机械通风降温，效果明显。

8天窗，在无需机械通风的情况下降温，并起到通风作用。

9控制系统，可选择智能控制（全自动，不用或少量人干预）和手动控制（按电钮）

- 常见系统：

10活动苗床，可增加温室使用率，降低操作劳动强度。

11灌溉系统，这个系统实际上非常重要，但真正用好的项目并不多。

- 可选系统：

12自动化物流系统，这个在国外用得比较多，目前在国内只知道天津有个项目用了。

另外还有如防虫网、侧窗、黄板、吊挂等，不算做一个系统，未计入。

个人经验，希望有所帮助：）