中国温室环境控制研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0586

摘要/Abstract

摘要：

设施农业是现代农业发展主要方向,但中国设施温室环境控制起步晚,技术相对落后,控制效果差。农业温室智能控制是现阶段设施农业种植与农业生产的关键部分,是中国能够有效提高农作物生产率,保证农作物品质的重要工具。为了促进中国设施农业温室大棚智能控制技术的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,本文总结了国内外设施温室发展状况及温室环境控制技术的发展历程,分析了不同时期的温室环境控制特点,提出了中国温室环境控制技术的不足之处,展望了设施农业温室大棚智能控制技术的发展方向。

关键词: 设施农业, 温室环境, 智能控制, 温室大棚

Abstract:

Facility agriculture is the main direction of modern agriculture development, but China’s facility greenhouse environment control started late, its technology is relatively backward, and the control effect is poor. Intelligent control of agricultural greenhouses is a key part of facility agricultural planting and agricultural production at this stage. It is an important tool for China to effectively improve crop productivity and ensure crop quality. In order to promote the rapid development of the facility agricultural greenhouse intelligent control technology and accelerate technological progress in the field of facility agriculture, this paper summarizes the development status of domestic and foreign facility greenhouses and the development process of greenhouse environment control technology, analyzes the characteristics of greenhouse environment control in different periods, points out the shortcomings of China’s greenhouse environment control technology, and looks forward to the development direction of greenhouse intelligent control technology for facility agriculture.

Key words: facility agriculture, greenhouse environment, intelligent control, greenhouse

中图分类号:

S625

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图/表 5

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指标	GPRS 无线传感器	NB-IOT 无线传感器	Lora 无线传感器	ZigBee 无线传感器
T测量范围	-40~80℃	-40℃~80℃	-40℃~80℃	-20℃~60℃
T测量精度	±0.5℃	±0.3℃	±0.3℃	±0.3℃
H测量范围	0~100RH	0~100 RH	0~100 RH	0~100 RH
H测量精度	0.1%RH	±0.5%RH	±4.5%RH	±4%RH
供电电源	5~28V DC	5~28V DC	3.7V/DC 5V	3.7V/DC 5V
通讯接口	GPRS、RS4885	移动/电信NB-IOT网络	Lora协议	ZigBee协议

指标	GPRS 无线传感器	NB-IOT 无线传感器	Lora 无线传感器	ZigBee 无线传感器
T测量范围	-40~80℃	-40℃~80℃	-40℃~80℃	-20℃~60℃
T测量精度	±0.5℃	±0.3℃	±0.3℃	±0.3℃
H测量范围	0~100RH	0~100 RH	0~100 RH	0~100 RH
H测量精度	0.1%RH	±0.5%RH	±4.5%RH	±4%RH
供电电源	5~28V DC	5~28V DC	3.7V/DC 5V	3.7V/DC 5V
通讯接口	GPRS、RS4885	移动/电信NB-IOT网络	Lora协议	ZigBee协议

种类	传输距离	优缺点
UWB	10 m以内	传输速率高、发射功率低、功耗小、保密性强
Zig-Bee	10~100 m	低功耗、低速率、短时延、部署灵活、免协议费
Bluetooth	半径10 m	功耗小、抗干扰能力弱、但需要匹配设备,使用少
Wi-Fi	半径20 m	传输速率高、覆盖范围广、无需布线、辐射小
LoRa	2 k~15 km	可增大传输距离、扩大系统容量、扩展络等功能

种类	传输距离	优缺点
UWB	10 m以内	传输速率高、发射功率低、功耗小、保密性强
Zig-Bee	10~100 m	低功耗、低速率、短时延、部署灵活、免协议费
Bluetooth	半径10 m	功耗小、抗干扰能力弱、但需要匹配设备,使用少
Wi-Fi	半径20 m	传输速率高、覆盖范围广、无需布线、辐射小
LoRa	2 k~15 km	可增大传输距离、扩大系统容量、扩展络等功能

种类	特点
4G/5G	超高速率、低时延、花费不是特别优惠
无线网桥	百兆高速、传输距离可达50 km、抗干扰能力强
卫星通信	应用灵活、工作频带宽、限制条件少、信号传输稳定质量高、但有一定延时
短波通信	传输距离远、抗干扰性较好、适应性强、后期维修成本较低,建设维护费用低信号传输的稳定性差且易受到恶劣天气的影响