溫室大棚是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊Ｋ圆晒飧采w材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。而溫室大棚設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制，該技術(shù)的最終目標(biāo)是提高控制與作業(yè)精度。 國外對溫室大棚環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。
從國內(nèi)外溫室大棚控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，控制技術(shù)大致經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段:
一、手動(dòng)控制
這是在溫室大棚技術(shù)發(fā)展初期所采取的控制手段，其時(shí)并沒有真正意義上的控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。種植者既是溫室大棚環(huán)境的傳感器，又是對作物進(jìn)行管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們是環(huán)境控制的核心。通過對溫室大棚內(nèi)外的氣候狀況和對作物生長狀況的觀測，憑借長期積累的經(jīng)驗(yàn)和直覺推測及判斷，手動(dòng)調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)環(huán)境。種植者采用手動(dòng)控制方式，對于作物生長狀況的反應(yīng)是最直接、最迅速且是最有效的，它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。但這種控制方式的勞動(dòng)生產(chǎn)率較低，不適合工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而且對種植者的素質(zhì)要求較高。
二、自動(dòng)控制
這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測量值與事先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，以決定溫室大棚環(huán)境因子的控制過程，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱、降溫和通風(fēng)等動(dòng)作。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的溫室控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，適合規(guī)模化生產(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高。通過改變溫室大棚環(huán)境設(shè)定目標(biāo)值，可以自動(dòng)地進(jìn)行環(huán)境氣候調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時(shí)做出反應(yīng)，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律。目前我國絕大部分自主開發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室大棚及引進(jìn)的國外設(shè)備都屬于這種控制方式。
三、智能化控制
這是在溫室大棚自動(dòng)控制技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)、收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識、技術(shù)和各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長的專家控制系統(tǒng)技術(shù)。溫室大棚控制技術(shù)沿著手動(dòng)、自動(dòng)、智能化控制的發(fā)展進(jìn)程，向著越來越先進(jìn)、功能越來越完備的方向發(fā)展。由此可見，溫室大棚環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室大棚綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的信息自動(dòng)采集及智能控制趨勢發(fā)展。
