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摘 要：农业的发展离不开作物的生长，而农作物的生长主要受外界环境的影响，因此，就需要将农业与现代科学技术相结合，从而衍生出符合时代特色的改善农作物生长环境的相关农业制品，温室大棚就是其中之一，农业大棚能够在保持光照的基础上为植物的生长提供更为合理的温室环境，是在农作物种植过程中重要的农业用具。本文主要分析了智能温室大棚的建设方案，希望将信息技术融合到农业大棚的建设之中，从而为农业生产节约一定的人力资源。
关键词：智能温室大棚；建设方案；探讨
温室大棚能够提供给农作物一定的生存空间，在此空间中，农作物可以得到恒定而温和的室温、适宜的水分、充足的光照等一定的有利自然条件，同时，农业大棚由一定的支架以及塑料薄膜构成，在其庇护之下的农作物也能获得一定的抵御灾害的能力。因此，农业大棚已经在我国的农业领域不断被普及，但随着温室大棚的数量增多，由此而衍生的一系列问题也就逐渐暴露了出来，并对我国的农业发展造成了一定的影响。因此，应为温室大棚的建设发展拟定一个改良方案。
1 智能温室大棚建设总体方案
1.1 系统的构成
温室大棚的整体建设思路为大棚的智能化，即通过现代的信息技术完善温室大棚的智能化结构，从而节约在某些需要人工操作的环节上消耗的的人力，进而节省温室大棚的运营成本。与此同时，机械在某种程度上其工作性能要优于人力，如机械具有防冻、防高温、可在电流大环境下作业等特性，而相对而言人具有天生的触感，在这些方面的耐冷度、耐热度等无法与机械相比。因此在遇到相应自然条件下机械部件可以更为及时地处理因环境而产生的问题，同时机械不易受外界环境干扰，其准时性要优于人工，因此，温室大棚的机械化是具有一定意义的。
本系统从功能上分为信号采集系统、控制执行系统和信息处理系统，硬件主要由上位机和下位机组成。上位机是一台PC机，主要功能是保存和处理下位传回的数据并进行分析，对下位机做出设置和控制。下位机是单片机或专用的温室大棚控制器，它把各种传感器采集的数据转换成数字信号传给上位机，并根据上位机下传的数据和预先设定的参数，对各种执行系统进行控制。
1.2 相关部分的具体功能介绍
1.2.1 信号处理机制
信息处理系统是智能温室大棚最为重要的组成部分，其主要工作机制是对各相关配件采集回来的信息加以集中、整合并进行相应的处理。智能温室大棚的整体可分为下位机械部件和上位机械部件两部分，上位机械部件执行宏观控制工作，下位机械部件执行信息采集工作，上下位机械部件相互配合，从而完成智能温室大棚的信息交互工作。由于采集回的数据大都是一种多输入、多输出、大滞后的非线性控制变量，所以还需要设计动态、实时、有效、可靠的人机接口的可视化界面。
信息处理系统主要由数据综合管理系统组成，其主要功能有两部分，一部分功能是用于与下位机的通讯、设置温室环境参数，并把采集的数据存于管理数据库中，实现数据的存储、查询、统计、打印，以备决策系统调用；另一部分为决策系统，功能是根据知识库和采集的数据及时为用户提供各种作物生长所需要的最佳气候参数，并能自动生成最佳控制方案。
1.2.2 信号收集机制
这一部分主要借助信号传感工具，具体可分为气温及空气湿润度检测传感工具、土壤恒温检测传感工具、二氧化碳浓度检测传感工具、空气中含氧量检测传感工具以及光照检测传感工具等。而单一传感工具的安装可能无法检测整个大棚全部的植物生长环境信息，因此就需要同时安装多个传感工具来完成对大棚整体植物生长环境的监测。与此同时，要尽量保证传感工具的抗干扰能力以及信号传输能力，从而保证数据的可靠性。
1.2.3 执行机制
该子系统包含内容较多，控制也最复杂，各执行部件把下位机传来的控制信号执行后，还须把执行后的状态反馈给下位机，下位机再把这些状态暂存于自己的缓存中，同时上传到上位机，以保证各执行部件能按事先制定的策略完成任务。
2 智能化温室大棚的完善策略
2.1 完善数据收集工作
温室大棚并非只是用一定数量的支架将塑料薄膜支起，大棚的内外因棚盖的存在其环境也就发生了一定的变化，其内部环境相对外部而言较为复杂。这就对设备的抗噪能力有了一定的要求，温室大棚的内部受温度调节系统的控制，其土壤温度和气温均高，受加湿系统的影响其空气湿润度也很高，这就无形之中创造了一种湿热的环境，而在这种环境之中的信号接收设备极易被空气中的水分子以及高温所产生的热量干扰，空气中的水分子会影响信号的质量，过高的热量会造成接收机线路老化，进而产生干扰电流等阻碍信号接收的不利因素。与此同时，在湿热环境中传播的信号自身还会发生一定的失真，这都是对信号接收的环节尤为不利的。因此，必须采用具备一定抗干扰能力的、信号传输距离长的设备，同时尽量调节相关的环境因素，对传递的信号进行一定的降噪处理，进而提升信号的传播质量，从而提升系统的整体性能。
2.2 根据不同的需求配种不同的作物模型
温室大棚内的作物会根据市场的需求来确定种类，每种作物都有自己不同的生长习性，这要求本系统要有不同作物的生长模型。这些模型可以从已有的研究成果中得到，把这样的数据直接输入到信息处理系统中，也可以利用信息处理系统中的记录存储功能，把以往的数据建立起该种作物的生长模型，最终实现根据作物最优控制温室大棚。
2.3 建立相关管理控制机制
本系统设计中，最复杂、最难的部分就是智能控制。由于数据采集的数据大都是非线性信号变量，而且这些多输入、多输出的控制信号还有大滞后的特点，但对各种执行系统的控制却要动态、实时、有效；而且整个系统不仅要有及时的信号数据采集系统和控制系统，更要有智能化的控制策略。实际应用中，常规的控制方法（如最优控制、PID）的控制效果都不是很理想，如果能把模糊控制、神经网络、专家系统等人工智能控制方法应用于该系统中，可以大大提高温室大棚环境控制的精度和水平。
结束语
智能温室大棚建设有助于改善农作物的生长环境，有助于减少自然因素对于农作物的限制，有助于提升农作物的质量，因此相关部门应重视起相关智能温室大棚的建设和推广工作，组织相关技术人员进行先进的知识培训，从而构建具备一定专业性的知识体系架构，并以此知识框架指导相关的智能大棚建设活动，完善县官基础设施的修建、完善、整合以及相关的监督和管理机制，在各部门的共同协作下，完善我国的农业生产进程，进而推动我国农业领域的进步与发展。
参考文献
[1]闫政智.能温室大棚建设方案探讨[J].绿色科技，2012.
[2]冯琪.智能温室远程监控系统的设计与研究[D].上海：东华大学，2015.
[3]邱增帅.温室大棚的环境参数控制[D].沈阳：沈阳工业大学，2013.
[4]邓晓栋.基于Android平台的温室大棚环境因子远程测控系统的设计与实现[D].海口：海南大学，2015.
关键词：智能温室大棚；建设方案；探讨
温室大棚能够提供给农作物一定的生存空间，在此空间中，农作物可以得到恒定而温和的室温、适宜的水分、充足的光照等一定的有利自然条件，同时，农业大棚由一定的支架以及塑料薄膜构成，在其庇护之下的农作物也能获得一定的抵御灾害的能力。因此，农业大棚已经在我国的农业领域不断被普及，但随着温室大棚的数量增多，由此而衍生的一系列问题也就逐渐暴露了出来，并对我国的农业发展造成了一定的影响。因此，应为温室大棚的建设发展拟定一个改良方案。
1 智能温室大棚建设总体方案
1.1 系统的构成
温室大棚的整体建设思路为大棚的智能化，即通过现代的信息技术完善温室大棚的智能化结构，从而节约在某些需要人工操作的环节上消耗的的人力，进而节省温室大棚的运营成本。与此同时，机械在某种程度上其工作性能要优于人力，如机械具有防冻、防高温、可在电流大环境下作业等特性，而相对而言人具有天生的触感，在这些方面的耐冷度、耐热度等无法与机械相比。因此在遇到相应自然条件下机械部件可以更为及时地处理因环境而产生的问题，同时机械不易受外界环境干扰，其准时性要优于人工，因此，温室大棚的机械化是具有一定意义的。
本系统从功能上分为信号采集系统、控制执行系统和信息处理系统，硬件主要由上位机和下位机组成。上位机是一台PC机，主要功能是保存和处理下位传回的数据并进行分析，对下位机做出设置和控制。下位机是单片机或专用的温室大棚控制器，它把各种传感器采集的数据转换成数字信号传给上位机，并根据上位机下传的数据和预先设定的参数，对各种执行系统进行控制。
1.2 相关部分的具体功能介绍
1.2.1 信号处理机制
信息处理系统是智能温室大棚最为重要的组成部分，其主要工作机制是对各相关配件采集回来的信息加以集中、整合并进行相应的处理。智能温室大棚的整体可分为下位机械部件和上位机械部件两部分，上位机械部件执行宏观控制工作，下位机械部件执行信息采集工作，上下位机械部件相互配合，从而完成智能温室大棚的信息交互工作。由于采集回的数据大都是一种多输入、多输出、大滞后的非线性控制变量，所以还需要设计动态、实时、有效、可靠的人机接口的可视化界面。
信息处理系统主要由数据综合管理系统组成，其主要功能有两部分，一部分功能是用于与下位机的通讯、设置温室环境参数，并把采集的数据存于管理数据库中，实现数据的存储、查询、统计、打印，以备决策系统调用；另一部分为决策系统，功能是根据知识库和采集的数据及时为用户提供各种作物生长所需要的最佳气候参数，并能自动生成最佳控制方案。
1.2.2 信号收集机制
这一部分主要借助信号传感工具，具体可分为气温及空气湿润度检测传感工具、土壤恒温检测传感工具、二氧化碳浓度检测传感工具、空气中含氧量检测传感工具以及光照检测传感工具等。而单一传感工具的安装可能无法检测整个大棚全部的植物生长环境信息，因此就需要同时安装多个传感工具来完成对大棚整体植物生长环境的监测。与此同时，要尽量保证传感工具的抗干扰能力以及信号传输能力，从而保证数据的可靠性。
1.2.3 执行机制
该子系统包含内容较多，控制也最复杂，各执行部件把下位机传来的控制信号执行后，还须把执行后的状态反馈给下位机，下位机再把这些状态暂存于自己的缓存中，同时上传到上位机，以保证各执行部件能按事先制定的策略完成任务。
2 智能化温室大棚的完善策略
2.1 完善数据收集工作
温室大棚并非只是用一定数量的支架将塑料薄膜支起，大棚的内外因棚盖的存在其环境也就发生了一定的变化，其内部环境相对外部而言较为复杂。这就对设备的抗噪能力有了一定的要求，温室大棚的内部受温度调节系统的控制，其土壤温度和气温均高，受加湿系统的影响其空气湿润度也很高，这就无形之中创造了一种湿热的环境，而在这种环境之中的信号接收设备极易被空气中的水分子以及高温所产生的热量干扰，空气中的水分子会影响信号的质量，过高的热量会造成接收机线路老化，进而产生干扰电流等阻碍信号接收的不利因素。与此同时，在湿热环境中传播的信号自身还会发生一定的失真，这都是对信号接收的环节尤为不利的。因此，必须采用具备一定抗干扰能力的、信号传输距离长的设备，同时尽量调节相关的环境因素，对传递的信号进行一定的降噪处理，进而提升信号的传播质量，从而提升系统的整体性能。
2.2 根据不同的需求配种不同的作物模型
温室大棚内的作物会根据市场的需求来确定种类，每种作物都有自己不同的生长习性，这要求本系统要有不同作物的生长模型。这些模型可以从已有的研究成果中得到，把这样的数据直接输入到信息处理系统中，也可以利用信息处理系统中的记录存储功能，把以往的数据建立起该种作物的生长模型，最终实现根据作物最优控制温室大棚。
2.3 建立相关管理控制机制
本系统设计中，最复杂、最难的部分就是智能控制。由于数据采集的数据大都是非线性信号变量，而且这些多输入、多输出的控制信号还有大滞后的特点，但对各种执行系统的控制却要动态、实时、有效；而且整个系统不仅要有及时的信号数据采集系统和控制系统，更要有智能化的控制策略。实际应用中，常规的控制方法（如最优控制、PID）的控制效果都不是很理想，如果能把模糊控制、神经网络、专家系统等人工智能控制方法应用于该系统中，可以大大提高温室大棚环境控制的精度和水平。
结束语
智能温室大棚建设有助于改善农作物的生长环境，有助于减少自然因素对于农作物的限制，有助于提升农作物的质量，因此相关部门应重视起相关智能温室大棚的建设和推广工作，组织相关技术人员进行先进的知识培训，从而构建具备一定专业性的知识体系架构，并以此知识框架指导相关的智能大棚建设活动，完善县官基础设施的修建、完善、整合以及相关的监督和管理机制，在各部门的共同协作下，完善我国的农业生产进程，进而推动我国农业领域的进步与发展。
参考文献
[1]闫政智.能温室大棚建设方案探讨[J].绿色科技，2012.
[2]冯琪.智能温室远程监控系统的设计与研究[D].上海：东华大学，2015.
[3]邱增帅.温室大棚的环境参数控制[D].沈阳：沈阳工业大学，2013.
[4]邓晓栋.基于Android平台的温室大棚环境因子远程测控系统的设计与实现[D].海口：海南大学，2015.