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温室灌溉自动系统研发现状

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李中彦

摘要：灌溉技術及系统在温室生产中具有不可或缺的作用。根据温室的发展方向和趋势，总结温室灌溉的主要特点及类型，概述近年来关于温室灌溉自动系统的研究和设计进展，为推动温室灌溉体系的发展提供理论参考。

关键词：灌溉系统;温室;自动;综述;类型

中图分类号：TV131.1????文献标识码：A????文章编号：1674-1161（2019）06-0061-03

灌溉技术及系统在温室生产中具有不可或缺的作用。随着温室栽培面积的不断扩大，温室生产中涌现出很多设备和灌溉方法，灌溉技术逐渐向标准灌溉、精准灌溉、立体灌溉、连续化灌溉方向发展，以实现高产、高质、高效的目的。目前，结合我国国情开发成套、适用、可靠、先进的温室灌溉系统，是今后节水灌溉设备发展的主要方向。

1?温室灌溉的特点及类型

1.1?特点

当前，温室逐步由小型向大型连体发展，由季节性向长年性发展，由人工管理向自动化管理发展，由平面灌溉向立体灌溉种植模式发展。温室灌溉具有以下特点：一是作物需水全部由灌溉供给，水分循环独立，无降雨和地下补给，隔绝自然环境。二是空间小，栽培形式多样。三是灌溉环境可人工控制，水、温、土、肥、气控制混在一起，灌溉系统相对复杂。

1.2?类型

温室灌溉的主要类型见图1。

温室中以土壤为基质的灌溉形式基本属平面灌溉，灌溉器工作压力基本相同，管网呈平面布置，在同一地块灌溉类型一致。立体灌溉是指灌溉器分布在不同平面、曲面、圆周上多维分布，充分利用平面空间、立面空间的时间、光热气资源，使空、时、光、热、气、土等发挥最大效益。灌溉器呈多维分布，工作压力不等，位置不断变换，多为多种灌溉方式相结合。大型温室水利用系统见图2。

2?温室灌溉自动系统研发进展

当前，国外温室栽培的智能化普及率高，能完成嫁接、育苗移栽、耕耘施肥、葡萄收获等作业的机器人逐渐被投入温室生产。我国水资源总量不足、时空分布不均，干旱缺水严重制约着农业发展。在温室生产中，水是调控温肥的重要手段，因此温室灌溉成为诸多科研者的关注课题。为实现节水增效，水肥一体化等现代节水技术不断涌现，能够实现温室自动灌溉的系统也不断被研发设计。

杜佳豪等设计一种温室大棚自动控制灌溉系统，采用先进的无线自动化控制技术实施精准灌溉，有效提高灌溉准确度和水利用率。其硬件模块结构如图3所示。系统的稳定性很好，系统运行56min?即能将温室内土壤湿度由30%提高到设定的56%，系统超调量≤8%。

王慧等基于嵌入式Linux内核移植设备，设计一种微喷自动装置温室微喷自动装置。主要包括流量、压力、温度检测、湿度检测等电路的设计，控制系统通过嵌入式控制系统采集微喷装置的水力特性参数，驱动电磁阀网络调节水压、水量。系统包括试验平台、数据采集处理控制系统、电磁阀网络、传感器网络等，自动装置运行框架如图4所示。硬件设计过程中，针对空间电磁辐射和过程信道等干扰，采用减少引线长度、电磁场屏蔽，铝箔或铜箔隔离等方式，确保处理器正常工作。

为提高草莓的水肥利用率及其产量，福建省农业科学院数字农业研究所以自主研发的水肥机AB920为控制核心，以维控LEVIStudio组态软件为工具，以类BASIC编程开发，设计一套水肥一体草莓立体栽培灌溉控制系统。该系统具备状态查看、水肥配制、轮灌控制、组件手动等功能，通过有序控制循环灌溉泵、搅拌泵、灌区电磁阀，实现草莓立体栽培的自动化灌溉。具有辅助配肥、分区轮灌、定时轮灌等功能，可结合种植作物的实际需水量制定灌溉计划，实现无人值守自动灌溉;为方便组件检修和实现应急灌溉，设计手动操作系统，实现单个组件功能检测;实时监控系统运行状态，便于及时发现灌溉系统的异常情况和排除故障，保障系统高效运行。栽培灌溉效率高，社会效益和经济效益良好，应大面积推广应用。

3?结语

进入21世纪后，温室环境控制系统迅猛发展，由自动化向大工厂化、标准化、信息化、智能化方向发展。近年来，随着温室灌溉技术的发展，许多新技术、新方法广泛应用在温室系统中，为生产者带来显著的经济效益和社会效益。我国的温室类型较多，日光温室的比例不大，塑料棚尤其是中小棚的数量较多。因此，在研究温室灌溉方法和设备时，应针对不同类型的温室设计适宜的灌溉方法，实现多功能一体化自动作业，推进温室种植数字化生产管理进程。

参考文献

[1]?南纪琴，宋毅夫，肖俊夫，刘战东.温室灌溉技术的发展[J].节水灌溉，2013（9）：85-89.

[2]?王慧，张璐.基于嵌入式Linux内核移植设备驱动的微喷自动装置[J].农机化研究，2017，39（7）：196-200.

[3]?刘现，李传辉，雷锦桂，等.草莓水肥一体化立体栽培灌溉控制系统设计[J].福建农业科技，2017（9）：39-42.

[4]?杜佳豪，王筱雨，高原，等.温室大棚的无线自动控制灌溉系统设计与实现[J].电子技术与软件工程，2017（12）：142.

Research?and?Development?Progress?on?Irrigation

Automatic?System?in?Greenhouse

LI?Zhongyan

（Heishan?County?Government?Affires?Service?Center，?Jinzhou?Liaoning?121400，?China）

Abstract：?Irrigation?technology?and?system?play?an?indispensable?role?in?greenhouse?production.?According?to?the?development?direction?and?trend?of?greenhouse，?this?paper?summarizes?the?main?characteristics?and?types?of?greenhouse?irrigation，?summarizes?the?research?and?design?progress?of?greenhouse?irrigation?automatic?system?in?recent?years，?in?order?to?provide?theoretical?reference?for?promoting?the?development?of?greenhouse?irrigation?system.

Key?words：?irrigation?system;?greenhouse;?automatic;?summarize;?type

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