太阳能蔬菜育苗自动控制系统项目技术总结_.doc

1、1“太阳能蔬菜育苗自动控制系统”技术总结一、技术原理依据太 阳 能 光 伏 发 电 、 单 片 机 、 大 功 率 LED、 真 空 热 超 导 和 移 动 微 喷 灌 等 技术 在 蔬 菜 育 苗 中 应 用 ， 可 以 实 现 光 、 温 、 水 、 气 等 的 精 确 调 控 。 大 功 率 LED组 合 光 源 在 蔬 菜 育 苗 中 作 为 补 充 光 照 的 应 用 ， 发 光 效 率 高 ， 绿 色 节 能 环 保 ；真 空 热 超 导 供 热 在 蔬 菜 育 苗 中 的 应 用 ， 减 少 了 热 量 传 输 中 的 热 量 损 耗 ， 导 热效 率 高 、 传 递 迅 速 ；

2、 微 喷 灌 系 统 的 自 动 控 制 ， 既 节 约 了 水 资 源 ， 又 解 放 了 劳动 力 ， 更 降 低 了 育 苗 成 本 。 控 制 系 统 不 需 要 另 外 占 用 耕 地 ， 不 需 要 增 加 传 统能 源 消 耗 ， 产 品 绿 色 、 环 保 无 污 染 ， 单 位 面 积 和 时 间 培 育 出 的 壮 苗 率 大 大 提高 ， 从 而 也 提 高 了 蔬 菜 产 量 和 质 量 。 节 能 降 耗 、 低 碳 减 排 、 高 新 技 术 装 备 蔬菜 育 苗 生 产 ， 不 仅 是 降 低 成 本 ， 改 善 环 境 ， 同 时 使 复 杂 技 术 便 利 化

3、 ， 便 普 及应 用 ， 可 极 大 的 促 进 蔬 菜 育 苗 及 至 整 个 蔬 菜 产 业 的 发 展 。项 目 应 用 太 阳 能 光 伏 发 电 、 单 片 机 、 大 功 率 LED、 真 空 热 超 导 和 移 动 微喷 灌 等 技 术 ， 开 发 用 于 蔬 菜 育 苗 的 自 动 控 制 系 统 。1、 自 动 控 制 器 应 用 自 动 控 制 实 现 育 苗 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

4、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 。 一个 完 整 的 温 室 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 以 及 光 照 监 测 等 。 这些 装 置 相 当 于 整 个 控 制 系 统 的 眼 睛 ， 实 时 监 测 温 室 的 状 况 ， 以 便 实 施 进 行 控制 。（ 2） 执 行 单 元 ： 如 电 磁 阀 、 加 热 器 、 排 风 扇 以 及 照 明 控 制 装 置 等 。 这 些装 置

5、 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 ，2以 达 到 控 制 目 标 。（ 3） 、 核 心 控 制 单 元 ： 是 这 个 控 制 系 统 的 核 心 ， 通 常 由 单 片 计 算 机 构 成 ，是 蔬 菜 育 苗 自 动 控 制 系 统 必 不 可 少 的 一 部 分 。 其 作 用 是 除 了 控 制 蓄 电 池 的 充放 电 ， 更 重 要 的 是 在 整 个 系 统 中 起 到 检 测 和 自 动 控 制 ， 工 作 中 需 要 对 温 度 、湿 度 、 光 照 等 情 况 进 行 检 测 ，

6、然 后 自 动 控 制 喷 灌 、 除 湿 、 加 温 与 补 光 等 。 温度 低 于 设 定 下 限 时 ， 开 启 加 温 电 路 工 作 ； 温 度 达 到 设 定 上 限 时 ， 关 闭 加 温 电路 。 湿 度 控 制 同 样 工 作 在 设 定 区 间 范 围 ， 湿 度 小 时 移 动 微 喷 灌 工 作 加 湿 ， 湿度 大 时 换 气 扇 开 启 换 气 通 风 ； 系 统 要 能 够 区 分 白 昼 和 黑 夜 、 晴 天 还 是 阴 、 雪天 ， 白 天 光 照 不 足 时 ， 自 动 开 启 光 源 工 作 ， 对 菜 苗 补 光 。 通 过 自 动 控 制 ， 给蔬

7、 菜 育 苗 生 产 创 造 最 佳 环 境 。2、 太 阳 能 电 池 板 ： 太 阳 是 一 个 巨 大 的 能 源 ， 它 以 光 辐 射 的 形 式 每 秒 钟 向 太 空 发 射 约3.810MW能 量 ， 有 22亿 分 之 一 投 射 到 地 球 上 。 太 阳 光 被 大 气 层 反 射 、 吸 收之 后 ， 还 有 70%透 射 到 地 面 。 尽 管 如 此 ， 地 球 上 一 年 中 接 受 到 的 太 阳 能 仍 然高 达 1.81018kWh。 太 阳 能 电 池 板 是 通 过 吸 收 太 阳 光 ， 将 太 阳 辐 射 能 通过 光 电 效 应 或 者 光 化 学

8、 效 应 直 接 或 间 接 转 换 成 电 能 的 装 置 。当 前 ， 晶 体 硅 材 料 （ 包 括 多 晶 硅 和 单 晶 硅 ） 是 最 主 要 的 光 伏 材 料 ， 其 市场 占 有 率 在 90%以 上 ,而 且 在 今 后 相 当 长 的 一 段 时 期 也 依 然 是 太 阳 能 电 池 的 主流 材 料 。 多 晶 硅 太 阳 电 池 的 制 作 工 艺 与 单 晶 硅 太 阳 电 池 差 不 多 ， 但 是 多 晶 硅太 阳 能 电 池 的 光 电 转 换 效 率 则 要 降 低 不 少 ， 其 光 电 转 换 效 率 约 12%左 右 。 从制 作 成 本 上 来 讲

9、 ， 比 单 晶 硅 太 阳 能 电 池 要 便 宜 一 些 ， 材 料 制 造 简 便 ， 节 约 电耗 ， 总 的 生 产 成 本 较 低 ， 因 此 得 到 大 量 发 展 。 此 外 ， 多 晶 硅 太 阳 能 电 池 的 使用 寿 命 也 要 比 单 晶 硅 太 阳 能 电 池 短 。单 晶 硅 太 阳 能 电 池 的 光 电 转 换 效 率 为 15%左 右 ， 最 高 的 达 到 24%， 这 是 所有 种 类 的 太 阳 能 电 池 中 光 电 转 换 效 率 最 高 的 ， 但 制 作 成 本 很 大 ， 以 致 于 它 还不 能 被 普 遍 地 使 用 。 由 于 单 晶

10、硅 一 般 采 用 钢 化 玻 璃 以 及 防 水 树 脂 进 行 封 装 ，3因 此 其 坚 固 耐 用 ， 使 用 寿 命 一 般 可 达 15年 ， 最 高 可 达 25年 。 单 晶 硅 太 阳 能电 池 在 阴 雨 天 较 多 、 日 照 相 对 不 是 很 充 足 的 地 区 ， 因 其 产 生 电 能 的 效 率 比 多晶 硅 高 ， 且 性 能 参 数 比 较 稳 定 ， 所 以 单 晶 硅 太 阳 能 电 池 逐 渐 成 为 首 选 。3、 蓄 电 池 蓄 电 池 是 将 化 学 能 直 接 转 化 成 电 能 的 一 种 装 置 ， 是 按 可 再 充 电 设 计 的 电池

11、 ， 通 过 可 逆 的 化 学 反 应 实 现 再 充 电 ， 通 常 是 指 铅 酸 蓄 电 池 ， 它 是 电 池 中 的一 种 ， 属 于 二 次 电 池 。 它 的 工 作 原 理 ： 充 电 时 利 用 外 部 的 电 能 使 内 部 活 性 物质 再 生 ， 把 电 能 储 存 为 化 学 能 ， 需 要 放 电 时 再 次 把 化 学 能 转 换 为 电 能 输 出 。蓄 电 池 主 要 分 为 普 通 蓄 电 池 、 干 荷 蓄 电 池 和 免 维 护 蓄 电 池 三 种 。普 通 蓄 电 池 :普 通 蓄 电 池 的 极 板 是 由 铅 和 铅 的 氧 化 物 构 成 ，

12、电 解 液 是 硫酸 的 水 溶 液 。 它 的 主 要 优 点 是 电 压 稳 定 、 价 格 便 宜 ； 缺 点 是 比 能 低 ( 即 每 公斤 蓄 电 池 存 储 的 电 能 ) 、 使 用 寿 命 短 和 日 常 维 护 频 繁 。干 荷 蓄 电 池 ： 它 的 全 称 是 干 式 荷 电 铅 酸 蓄 电 池 ， 它 的 主 要 特 点 是 负 极 板有 较 高 的 储 电 能 力 ， 在 完 全 干 燥 状 态 下 ， 能 在 两 年 内 保 存 所 得 到 的 电 量 ， 使用 时 ， 只 需 加 入 电 解 液 ， 等 过 20-30分 钟 就 可 正 常 使 用 。免 维 护

13、 ： 免 维 护 蓄 电 池 由 于 自 身 结 构 上 的 优 势 ， 电 解 液 的 消 耗 量 非 常 小 ，在 使 用 寿 命 内 基 本 不 需 要 补 充 蒸 馏 水 。 它 还 具 有 耐 震 、 耐 高 温 、 体 积 小 、 自放 电 小 的 特 点 。 使 用 寿 命 一 般 为 普 通 蓄 电 池 的 两 倍 。 市 场 上 的 免 维 护 蓄 电 池也 有 两 种 ： 第 一 种 在 购 买 时 一 次 性 加 电 解 液 以 后 使 用 中 不 需 要 维 护 ( 添 加 补充 液 )； 另 一 种 是 电 池 本 身 出 厂 时 就 已 经 加 好 电 解 液 并

14、封 死 ， 用 户 根 本 就 不能 加 补 充 液 。蓄 电 池 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 到 太 阳 能 应 用 产 品 的 寿 命 和 性 能 。 太 阳 能 光伏 发 电 系 统 的 输 出 能 量 极 不 稳 定 ， 在 一 天 中 ， 阳 光 强 度 随 时 都 在 变 化 ， 输 出电 流 变 化 可 达 几 十 毫 安 至 几 十 安 培 ， 所 以 产 品 中 需 要 配 置 性 能 优 异 的 蓄 电 池才 能 使 电 源 工 作 在 最 佳 状 态 。 另 外 ， 要 注 意 蓄 电 池 容 量 应 与 太 阳 能 电 池 、 用电 负 荷 相 匹 配 。44、

15、 补 光 光 源 光 是 作 物 生 长 最 重 要 的 环 境 因 子 之 一 ， 荷 兰 学 者 指 出 “1%的 光 照 就 是 1%的 产 量 ”， 可 见 光 在 作 物 生 产 中 的 重 要 程 度 。补 光 光 源 主 要 针 对 人 工 补 光 而 言 。 人 工 补 光 是 温 室 蔬 菜 育 苗 栽 培 的 一 项重 要 技 术 措 施 ， 采 用 人 工 补 光 的 主 要 目 的 是 弥 补 一 定 条 件 下 温 室 光 照 的 不 足 ，以 便 有 效 地 维 持 温 室 作 物 苗 期 的 正 常 生 长 发 育 ， 提 高 育 苗 作 物 品 质 。对 于 人

16、 工 补 光 的 基 本 要 求 是 ， 光 源 的 光 谱 特 性 与 植 物 产 生 生 物 效 应 的 光谱 灵 敏 度 尽 量 吻 合 ， 以 便 最 大 限 度 利 用 光 源 的 辐 射 能 量 ； 光 源 所 具 有 的 辐 射通 量 使 育 苗 作 物 能 得 到 足 够 的 辐 照 度 。 温 室 本 身 的 光 照 比 露 地 要 低 得 多 ， 尤其 在 冬 春 季 节 和 连 阴 雨 雪 条 件 下 ， 光 照 不 足 的 状 况 会 更 加 明 显 ， 已 经 成 为 限制 蔬 菜 产 量 的 重 要 因 素 ， 温 室 人 工 补 光 将 是 必 然 的 选 择 。

17、目 前 ， 温 室 人 工 补 光 光 源 主 要 有 荧 光 灯 、 高 压 钠 灯 、 低 压 钠 灯 和 金 属 卤化 物 灯 等 ， 这 些 光 源 红 外 和 绿 光 等 光 谱 成 分 所 占 比 重 较 大 ， 作 物 光 合 作 用 所需 的 红 、 蓝 光 谱 成 分 较 少 ， 光 能 利 用 率 低 ， 耗 能 大 ， 运 行 成 本 高 。新 型 节 能 光 源 LED温 室 补 光 光 源 主 要 有 两 种 形 式 ， 一 种 是 垂 直 照 射 的 点光 源 式 ， 一 种 是 穿 插 于 植 株 之 间 进 行 侧 面 照 射 的 带 光 源 式 。 目 前 ，

18、 LED光 源用 于 温 室 人 工 补 光 尚 处 于 试 验 阶 段 。点 光 源 式 是 较 早 得 到 开 发 和 应 用 的 LED温 室 补 光 光 源 ， 可 以 根 据 不 同 气候 条 件 、 不 同 作 物 类 型 以 及 生 长 的 不 同 阶 段 ， 调 整 LED补 光 光 源 的 光 照 度 和光 质 。 其 安 装 方 式 多 为 在 温 室 顶 部 已 有 骨 架 基 础 上 加 装 条 状 LED供 电 装 置 ，也 可 以 独 立 安 装 LED光 源 的 支 撑 结 构 和 供 电 装 置 ， LED点 光 源 从 供 电 装 置 中引 出 ， 垂 直 向

19、 下 照 射 植 物 。 每 个 LED点 光 源 由 数 个 LED灯 珠 组 成 ， 根 据 组 装要 求 不 同 ， 外 形 可 以 为 方 形 或 圆 形 。 LED点 光 源 一 般 悬 挂 于 植 株 上 方 进 行 补光 ， 光 源 系 统 常 处 于 固 定 状 态 ， 高 度 不 易 调 节 ， 对 于 达 到 一 定 高 度 的 果 菜 类作 物 补 光 较 为 适 宜 。5带 光 源 式 LED温 室 补 光 系 统 是 在 点 光 源 基 础 上 开 发 起 来 的 光 源 系 统 ， 其显 着 特 征 是 高 度 可 以 调 节 ， 可 以 根 据 不 同 作 物 需

20、 求 及 不 同 生 长 阶 段 进 行 光 源的 高 度 、 光 照 度 和 光 质 调 节 。 带 式 光 源 还 可 置 于 作 物 冠 层 下 部 ， 形 成 穿 插 照射 ， 避 免 从 上 部 照 射 时 冠 层 叶 片 对 下 部 植 株 的 遮 挡 。 LED灯 带 与 植 物 距 离 可 根据 作 物 的 高 度 不 同 自 由 调 节 。 同 时 ， 由 于 大 功 率 LED的 选 用 ， 使 植 物 下 层 叶片 的 光 环 境 也 得 到 一 定 的 改 善 ， 光 遮 蔽 明 显 减 小 ， 光 照 均 匀 度 明 显 提 高 。5、 苗 床 加 温在 育 苗 室

21、， 通 常 采 取 的 加 温 方 法 有 ： 炉 火 加 温 、 暖 气 加 温 、 电 热 线 加 温等 。炉 火 加 温 ， 此 法 可 分 计 划 性 加 温 和 临 时 性 加 温 两 种 。 计 划 性 加 温 是 在 建 造 育 苗 室 时 即 设 计 炉 灶 ， 用 煤 作 燃 料 ， 炉 膛 在 外 ，通 过 瓦 管 或 砖 砌 烟 道 将 热 量 输 入 苗 室 内 。 临 时 性 加 温 是 因 特 殊 降 温 天 气 ， 在 苗 室 内 直 接 加 温 。 加 温 时 多 采 用 木炭 、 无 烟 煤 等 作 燃 料 ， 以 免 煤 烟 和 一 氧 化 碳 等 有 毒

22、气 体 对 苗 床 和 人 体 造 成 伤害 。 在 降 温 的 雪 天 ， 可 用 大 功 率 碘 钨 灯 临 时 照 射 ， 既 可 增 温 也 可 补 充 光 照 。暖 气 加 温 分 为 气 暖 和 水 暖 加 温 两 种 热 源 ， 同 时 又 分 为 热 力 公 司 提 供 的 供暖 方 式 和 自 制 土 暖 气 供 暖 两 种 方 式 。热 力 公 司 提 供 的 供 暖 方 式 通 常 使 用 在 建 在 居 民 区 的 育 苗 室 ， 可 接 入 暖 气直 接 进 行 加 温 ； 自 制 土 暖 气 供 暖 ， 首 先 要 自 备 微 型 锅 炉 ， 燃 具 可 以 是 煤

23、 、 沼气 、 秸 秆 等 。 工 作 时 将 水 送 入 锅 炉 内 加 温 ， 使 水 变 成 蒸 汽 、 热 水 或 温 水 ， 通过 传 送 铁 管 引 入 苗 室 内 的 铁 管 或 暖 气 片 内 增 温 ， 冷 却 后 ， 从 回 水 管 回 到 锅 炉内 重 新 加 热 ， 不 断 循 环 。 苗 室 加 温 以 热 水 供 暖 最 为 理 想 ， 温 度 稳 定 均 匀 、 持久 。 苗 室 散 热 有 两 种 方 式 ， 一 种 是 将 散 热 件 （ 暖 气 ） 安 装 在 室 内 四 周 中 间 ；另 一 种 是 将 散 热 管 均 匀 铺 在 地 面 下 30cm以

24、下 ， 通 常 称 为 地 暖 ， 优 点 是 地 温 温升 快 ， 不 占 用 空 间 。电 热 线 ， 顾 名 思 义 ， 通 电 后 利 用 电 流 的 热 效 应 发 热 的 导 线 。 类 型 很 多 ，6在 基 础 的 物 理 学 中 被 称 作 电 阻 线 、 电 阻 丝 。 主 要 有 捏 铬 合 金 丝 ， 康 铜 丝 等 。电 热 线 加 温 通 常 做 法 是 ， 在 苗 床 土 壤 内 埋 入 电 热 线 ， 以 提 高 地 温 ， 同 时 与 其它 加 温 方 式 配 合 使 用 提 高 室 温 ， 在 使 用 中 效 果 较 好 ， 但 成 本 较 高 。 一 般

25、电 热线 用 0.6mm的 70号 碳 素 合 金 钢 线 作 为 电 阻 线 ， 外 用 耐 热 性 强 的 乙 烯 树 脂 包裹 ， 作 为 绝 缘 层 。二、设计研制过程1、 工 作 原 理 介 绍系 统 示 意 图 ：项 目 应 用 太 阳 能 光 伏 发 电 、 单 片 机 、 大 功 率 LED、 真 空 热 超 导 和 移 动 微 喷灌 等 技 术 ， 实 现 蔬 菜 育 苗 过 程 中 的 自 动 控 制 。太 阳 能 光 伏 发 电 技 术 ， 为 蔬 菜 育 苗 自 动 控 制 系 统 提 供 所 需 电 能 。 在 很 多地 区 ， 农 工 的 蔬 菜 育 苗 环 境 都

26、 无 市 电 ， 这 就 限 制 了 使 用 市 电 的 育 苗 设 备 的 使用 。 项 目 运 用 太 阳 能 光 伏 电 源 为 育 苗 自 动 控 制 系 统 提 供 电 能 ， 系 统 输 出 使 用的 LED组 合 光 源 、 风 机 和 电 磁 阀 等 全 部 由 本 系 统 自 给 供 电 。核 心 控 制 器 采 用 单 片 机 控 制 技 术 。 育 苗 自 动 化 控 制 系 统 中 应 用 51单 片 机技 术 、 测 量 模 块 技 术 、 风 机 、 微 喷 灌 、 真 空 热 超 导 供 热 和 LED组 合 光 源 等 ，对 蔬 菜 育 苗 环 境 的 温 度

27、、 湿 度 以 及 光 照 进 行 控 制 。 温 度 调 节 控 制 范 围 15 35 ， 湿 度 调 节 控 制 范 围 40%85%。 温 度 低 于 设 定 下 限 时 ， 电 磁 阀 打 开 ， 热超 导 供 热 工 作 ； 温 度 达 到 设 定 上 限 时 ， 自 动 关 闭 热 超 导 供 热 ， 停 止 加 温 。 湿度 同 样 工 作 在 设 定 区 间 范 围 ， 湿 度 小7时 移 动 微 喷 灌 工 作 ， 湿 度 大 时 换 气 扇 开 启 换 气 通 风 ； 系 统 能 够 自 动 区 分 白 昼和 黑 夜 、 晴 天 还 是 阴 、 雪 天 。 白 天 光 照

28、 不 足 时 ， 会 在 上 午 和 下 午 分 别 自 动 开启 大 功 率 LED光 源 工 作 2小 时 ， 对 菜 苗 补 光 。 通 过 以 上 自 动 控 制 ， 给 蔬 菜 育苗 生 产 创 造 最 佳 环 境 。2、 设 计 思 想蔬 菜 的 生 长 是 在 一 定 环 境 中 进 行 的 ,在 生 长 过 程 中 受 到 环 境 中 各 种 因 素的 影 响 ,其 中 对 蔬 菜 育 苗 影 响 最 大 的 是 温 度 、 湿 度 和 光 照 度 。 环 境 中 昼 夜 的温 度 、 湿 度 和 光 照 度 的 变 化 大 ,对 蔬 菜 育 苗 极 为 不 利 。 现 代 温

29、 室 有 内 外 遮 阳系 统 、 加 温 系 统 、 自 然 通 风 系 统 、 湿 帘 风 机 降 温 系 统 、 补 光 系 统 、 环 流 风 机 、灌 溉 系 统 、 施 肥 系 统 、 自 动 控 制 系 统 等 常 用 的 环 境 系 统 ， 能 够 对 蔬 菜 的 生 长进 行 合 理 的 控 制 。 然 而 ， 面 对 如 此 高 昂 的 成 本 与 费 用 ， 不 是 绝 大 多 数 蔬 菜 种植 户 能 够 承 受 的 。 因 此 ,本 系 统 就 是 利 用 价 格 便 宜 的 一 般 电 子 器 件 来 研 发 出控 制 操 作 方 便 ,性 价 比 高 的 应 用

30、于 蔬 菜 育 苗 的 自 动 控 制 系 统 。 系 统 应 用 单 片机 技 术 、 测 量 模 块 技 术 、 风 机 、 微 喷 灌 、 真 空 热 超 导 供 热 和 LED组 合 光 源 等 ，对 蔬 菜 育 苗 环 境 的 温 度 、 湿 度 以 及 光 照 进 行 控 制 。（ 1） 、 温 、 湿 度 控 制温 度 ： 温 度 与 蔬 菜 生 长 发 育 、 发 芽 分 化 、 光 合 作 用 、 以 及 同 化 产 物 的 运输 等 都 有 密 切 的 关 系 ,极 端 的 高 温 与 低 温 会 影 响 蔬 菜 苗 期 的 正 常 生 长 和 发 育 ,严 重 时 甚 至

31、 使 植 株 死 亡 。 土 壤 温 度 对 蔬 菜 育 苗 也 有 很 大 影 响 ,因 为 地 温 的 高 低直 接 影 响 作 物 根 系 吸 收 营 养 和 水 分 ,而 且 还 影 响 土 壤 微 生 物 的 活 动 。 采 用 育 苗室 的 主 要 目 的 是 在 蔬 菜 不 适 于 露 地 栽 培 的 季 节 进 行 栽 培 ,因 此 温 度 就 成 为 苗 室环 境 调 控 中 的 一 个 重 要 因 素 。几 种 蔬 菜 育 苗 的 催 芽 温 度 ( )和 时 间蔬 菜种 类最 低温 度最 适温 度最 高温 度前 期温 度后 期温 度需 要天 数控 芽温 度番 茄 11 1

32、3 24 25 30 25 30 22 25 2 3 5辣 椒 13 15 25 28 35 30 35 25 30 3 5 5茄 子 11 13 25 30 35 30 32 25 28 4 6 58黄 瓜 13 15 25 28 35 27 28 20 25 1 2 8几 种 育 苗 蔬 菜 苗 期 适 宜 的 温 度 ( )播 种 出 苗 出 苗 真 叶 顶 心 真 叶 顶 心 分 苗种 类气 温 地 温 白 天 晴 气 温 夜 间 气 温 白 天 晴 气 温 夜 间 气 温番 茄 28 30 20 25 18 22 10 11 20 22 11 12茄 子 28 35 20 25 20

33、 25 14 16 24 26 15 18辣 椒 28 35 20 25 20 25 12 13 23 25 14 16黄 瓜 28 30 20 22 20 22 11 12 23 25 13 14通 过 上 表 蔬 菜 育 苗 的 催 芽 温 度 和 苗 期 适 宜 的 温 度 可 以 看 出 ， 在 新 疆 普 遍种 植 的 菜 篮 子 蔬 菜 品 种 ， 最 适 宜 的 育 苗 温 度 在 20 -30 之 间 。湿 度 ： 蔬 菜 种 植 户 进 行 育 苗 栽 培 栽 培 时 ， 往 往 只 注 重 苗 室 保 温 ， 而 忽 视湿 度 管 理 。 由 于 苗 室 内 土 壤 的 蒸

34、 发 和 植 株 的 蒸 腾 作 用 ,使 空 气 湿 度 明 显 高 于 露地 ， 相 对 湿 度 一 般 在 8090%， 夜 间 外 界 气 温 低 ， 苗 室 内 相 对 湿 度 甚 至 达 100%，而 湿 度 过 大 是 诱 发 育 苗 蔬 菜 病 害 发 生 的 主 要 因 素 之 一 。 蔬 菜 育 苗 最 适 宜 的 相对 湿 度 范 围 在 5080%， 降 湿 可 以 通 风 ， 通 过 通 风 ,可 调 节 改 善 室 内 的 湿 度 状况 。 但 在 通 风 降 湿 的 同 时 ,也 降 低 了 室 内 的 温 度 。 空 气 湿 度 不 够 要 加 湿 ， 加 湿的

35、 方 法 有 喷 雾 加 湿 、 湿 帘 加 湿 等 。在 进 行 通 风 换 气 时 ， 苗 室 内 湿 度 高 而 较 温 暖 的 空 气 排 出 去 ， 外 面 的 冷 空气 进 入 大 棚 。 冷 空 气 的 绝 对 湿 度 较 低 ， 进 入 大 棚 后 ， 温 度 升 高 ， 相 对 湿 度 降低 ， 于 是 从 周 围 吸 收 水 分 。 随 着 苗 室 内 外 空 气 不 断 交 换 ， 苗 室 内 湿 度 便 逐 渐降 低 了 。苗 室 内 土 壤 湿 度 和 空 气 湿 度 是 相 互 影 响 的 。 空 气 湿 度 高 ， 蔬 菜 苗 叶 面 蒸腾 作 用 受 到 抑 制

36、 ， 土 壤 温 度 也 相 对 较 高 ， 尤 其 是 晴 天 夜 间 ， 棚 膜 上 层 凝 集 大量 水 珠 ， 当 其 积 累 到 一 定 大 小 时 ， 会 形 成 “冷 雨 ”降 到 地 面 ， 又 增 加 土 壤 的湿 度 。 反 之 ， 空 气 湿 度 较 低 时 ， 土 壤 蒸 发 和 植 株 蒸 腾 加 强 ， 土 壤 湿 度 也 随 之降 低 。目 前 ， 温 湿 度 控 制 器 技 术 比 较 成 熟 ， 控 制 采 样 和 输 出 灵 明 度 都 比 较 理 想 ，因 此 ， 在 控 制 系 统 中 我 们 采 用 了 TDK0302智 能 温 湿 度 控 制 器 。

37、 其 特 点 ：9 、 温 湿 度 控 制 器 选 用 高 可 靠 性 电 脑 芯 片 高 精 度 温 湿 传 感 器 以 智 能 化 软件 控 制 技 术 组 合 而 成 。 、 控 制 器 具 有 抗 干 扰 能 力 强 ， 控 制 精 度 高 ， 控 制 方 式 灵 活 ， 能 根 据 不同 的 温 湿 度 控 制 需 要 可 对 温 湿 度 上 下 限 ， 控 制 回 差 ， 控 制 方 式 分 别 进 行 设 定 ，可 适 应 绝 大 多 数 温 湿 度 监 控 需 要 。（ 2） 、 补 充 光 源植 物 的 生 命 活 动 都 与 光 照 密 不 可 分 ,因 为 人 类 赖 以

38、 生 存 的 物 质 基 础 是 通 过光 合 作 用 制 造 出 来 的 。 目 前 ,苗 室 内 的 光 照 仍 以 自 然 光 照 为 主 ,但 光 照 强 度 一般 较 弱 ,这 是 因 为 自 然 光 要 透 过 透 明 屋 面 覆 盖 材 料 才 能 进 入 苗 室 内 ,这 个 过 程中 会 由 于 覆 盖 材 料 吸 收 、 反 射 、 覆 盖 材 料 内 表 面 结 露 的 水 珠 折 射 、 吸 收 等 而降 低 透 光 率 。 如 果 透 明 材 料 不 清 洁 ,使 用 时 间 长 而 染 尘 、 老 化 等 因 素 ,其 透 光率 甚 至 不 足 自 然 光 的 50

39、%。 补 光 有 调 节 蔬 菜 苗 期 的 光 合 作 用 ,促 进 作 物 生 长 。据 研 究 ,当 温 室 内 苗 床 面 上 光 照 日 总 量 小 于 100 W/m2时 ,或 光 照 时 数 每 天 不 足4.5h时 ,就 应 进 行 人 工 补 光 。 因 此 ,在 北 方 冬 季 更 需 要 这 种 补 光 ,补 光 的 光 源 是电 光 源 ， 要 求 有 一 定 的 光 谱 能 量 分 布 或 太 阳 光 的 连 续 光 谱 ， 可 以 模 拟 自 然 光照 或 采 用 类 似 蔬 菜 育 苗 生 理 辐 射 的 光 谱 。 可 见 光 （ 日 光 ） 波 长 ：光 色

40、- 波 长 （ nm)- 代 表 波 长红 （ Red） - 780 630 - 700橙 （ Orange） - 630 600 - 620黄 （ Yellow） - 600 570 - 580绿 （ Green） - 570 500 - 550青 （ Cyan） - 500 470 - 500蓝 （ Blue） - 470 420 - 470紫 （ Violet） - 420 380 - 420光 谱 范 围 对 植 物 生 理 的 影 响 ：10280 - 315nm 对 形 态 与 生 理 过 程 的 影 响 极 小315 - 400nm 叶 绿 素 吸 收 少 ， 影 响 光 周 期

41、 效 应 ， 阻 止 茎 伸 长 400 - 520nm（ 蓝 ） 叶 绿 素 与 类 胡 萝 卜 素 吸 收 比 例 最 大 ， 对 光 合 作 用影 响 最 大520 - 610nm（ 绿 ） 色 素 的 吸 收 率 不 高610 - 720nm（ 红 ） 叶 绿 素 吸 收 率 低 ， 对 光 合 作 用 与 光 周 期 效 应 有显 著 影 响 720 - 1000nm 吸 收 率 低 ， 刺 激 细 胞 延 长 ， 影 响 开 花 与 种 子 发 芽 1000nm 转 换 成 为 热 量从 上 面 的 数 据 来 看 ， 不 同 波 长 的 光 线 对 于 植 物 光 合 作 用 的

42、 影 响 是 不 同 的 ，植 物 光 合 作 用 需 要 的 光 线 ， 波 长 在 400-720nm左 右 。 400-520nm（ 蓝 色 ） 的光 线 以 及 610-720nm（ 红 色 ） 对 于 光 合 作 用 贡 献 最 大 。按 照 以 上 原 理 ， 补 光 光 源 应 该 做 成 红 蓝 组 合 ， 并 且 可 单 独 工 作 于 全 蓝 、全 红 模 式 ， 以 提 供 蔬 菜 育 苗 所 需 的 波 长 范 围 。 红 蓝 灯 色 谱 比 例 一 般 可 选 7或9： 1的 比 例 。白 光 大 功 率 LED灯 ， 最 普 遍 的 是 使 用 紫 外 线 激 发

43、黄 色 荧 光 粉 ， 由 此 复 合产 生 视 觉 上 的 白 光 效 果 。 能 量 分 布 上 ， 在 445nm的 蓝 色 区 和 550nm的 黄 绿 色区 存 在 两 个 峰 值 。 而 植 物 所 需 的 610-720nm红 光 ， 则 非 常 缺 乏 。 我 们 选 用 波长 峰 值 为 470nm的 蓝 光 和 峰 值 为 650nm的 红 光 1W与 3W大 功 率 LED颗 粒 ， 排列 组 合 构 成 补 光 光 源 。（ 3） 、 超 导 加 热 系 统传 统 供 热 方 式 一 般 为 火 炉 烟 道 加 温 、 沼 气 炉 与 土 暖 气 供 暖 方 式 ， 这 些 方式 虽 然 简 单 易 行 ， 但 很 难 做 到 自 动 化 控 制 。 我 们 选 取 了 水 箱 热 交 换 方 式 ， 对水 箱 的 加 热 能 量 来 自 暖 气 与 电 加 热 ， 热 水 在 水 箱 里 与 热 超 导 液 进 行 热 交 换 ，然 后 送 入 苗 床 。 超 导 育 苗 加 热 系 统 是 由 热 交 换 单 元 、 育 苗 架 单 元 、 超 导 加 热管 路 单 元 、 安 全 控 制 单 元 组 成 。