单片机测控技术是指使用单片机(一种集成电路芯片,具备计算机的基本功能)作为控制核心,通过硬件接口与各种传感器相连接,来实现对环境参数或机械设备进行实时监测与控制的技术。在设施农业中,单片机测控技术的应用可以极大提高农业生产的自动化、精准化和智能化水平,进而增加作物产量和改善农产品品质。
设施农业通常指的是在人为控制环境下进行的农业生产,比如温室种植、无土栽培、智能灌溉等,其对环境参数(如温度、湿度、光照度)有较高要求。单片机测控技术在设施农业中的运用,能够实现以下几个方面:
1. 传感器技术:传感器是测控系统中极为重要的组件,它可以检测各种环境参数。例如,温度传感器能够测量并反馈温室内的温度信息,湿度传感器用于检测空气湿度,光照传感器则用来监测光照强度。这些传感器采集到的数据可作为单片机进行决策的依据。
2. 控制器功能:控制器(如LT/WSK-PLC温室控制器)是系统的核心,它根据传感器采集到的数据信息,执行相应的控制逻辑,对温室中的机械设备(如遮阳网、天窗、幕帘、加热器、制冷机、喷灌系统等)进行自动调节。例如,在温度过低时自动开启加热设备,在温度过高时自动开启通风装置。
3. 显示与存储功能:单片机控制系统通常会配备显示屏,用于实时显示采集到的参数值以及系统状态。同时,系统还可以存储历史数据,为未来决策提供参考。通过数据曲线图、表格等功能,方便记录和查询数据。
4. 自动化与智能化:通过编程设定参数阈值,单片机可以自动执行开关控制、调节运行,使得环境控制更加精准和高效。同时,还可以根据作物生长规律设置最佳的环境参数范围,实现智能化管理。
5. 国内外应用现状:从全球范围来看,美国、英国、日本、德国等国在设施农业的单片机测控技术方面较为领先。例如,德国的温室控制系统能够自动调节遮阳网、天窗,以及空气温度调控系统,有效控制温室内的光照、湿度、温度等参数。
6. 国内发展现状:自1960年以来,我国开始引进国外先进的现代化温室技术。通过学习和借鉴国外技术,结合本国实际情况,我国在设施农业的单片机测控技术方面也取得了显著进步。例如,中国农业科学院引进的FEL-IXC-512系统,以及南京大学等研究机构在温室环境自动监测系统、智能喷水器等方面的研究与应用。
单片机测控技术在设施农业中的成功运用,不仅能显著提高农业生产效率和产品质量,还能有效节约资源、减少人力成本,具有重要的经济与社会意义。随着技术的不断进步和创新,未来在智能农业领域将有更广阔的应用前景。