摘要：近年来，随着我国科学技术的不断发展，我国农业发展也被充分带动起来。但我国部分地区的农业生产仍然沿用传统的生产模式，没有现代化机器的帮助，使得整体耕种效率变低，还浪费大量的人力物力，对农业发展造成了一定的影响。农产品的质量也不能得到有效保证，使我国部分农产品失去市场竞争力。为了提高我国农产品质量，需要做好农业大棚环境控制工作，充分运用智能设备和信息技术促进农业发展进步。本文主要对农业大棚环境控制系统的应用进行了研究分析。

关键词：嵌入式系统；农业大棚；研究应用

引言

农业作为中国发展的支柱产业，不仅是国民经济的重要组成部分，同时也影响到我国的人口增长和环境保护。现阶段，如何在有限的耕地上提高作物的粮食产量是一个急需解决的重要问题。为了解决这个问题，研究人员研究出了嵌入式系统用来控制农业大棚环境，这个系统的原理是根据植物所需的最佳生长条件改变大棚内部环境参数，从而达到提高作物的产量的目的。通过嵌入式控制系统可以有效实现农业大棚环境的智能化控制。

一、基于嵌入式系统的农业大棚环境优化控制的研究意义

几年来我国农业发展不断取得新的成就，农作物产量逐渐增多，但是农作物产量在很大程度上仍然受到外界环境的影响，为了使农作物不受外界天气的影响，就出现了农业大棚这种种植方法。随着时代发展，农业大棚环境也在不断优化控制，其占地规模和应用范围也越来越大。经过多年的发展研究，中国国内的农业温室大棚占地面积已经发展到了五千多万亩，在世界农业发展中也名列前茅。通过建立农业大棚，可以有效解决地域和环境对农作物生长发育的影响，大棚种植使人们可以在冬季吃到新鲜蔬菜以及反季节水果。因此农业大棚已经成为我国农业生产的重要部分。近年来，我国农业产业结构的不断调整优化，通过在农业发展中引入现代科技，有效促进了我国农业的现代化，信息技术的发展为我国农业带来了更加先进的农业设施，有效提升了我国农产品的产量和质量。目前，农业大棚环境控制首先要对大棚内环境进行测量监控，通过使用智能监控系统可以在农业大棚环境优化过程中发挥重要的作用。我国的农业大棚形式主要是塑料形式和玻璃形式的温室大棚，没有在大棚中设置监控系统，需要有人进行看管，因此，一旦大棚出现问题时，无法做到及时察觉，还会浪费人力物力，为了有效优化大棚环境，首先要对环境内部数据进行合理的采样和监控。根据具体的数据信息，对农业大棚中对作物生长有直接作用的影响因素进行控制，同时使用监控系统进行实时性监测，从而使农业大棚达到最好的环境状态，这样可以有效提高农产品的质量。

二、农业大棚的环境结构及其特点

大棚结构是由农业专家和设计人员共同探讨实施设计的。首先在材料的选择上一般使用镀锌材料的结构，这种材料坚固耐用，可以承受较大的重量，有利于抵挡大雪和冰雹。同时采用外遮阳和内保温设备，可以有效保证大棚内的环境质量，具有一定的透光率。影响农业大棚内部环境的因素主要有光照、温度、水、肥料等。温度对农作物生长具有十分重要的影响，农作物在适宜的温度下可以茁壮成长，他提高作物产量。但是一旦温度过高或过低都会影响作物的正常生长，严重的还将会导致作物枯死。同时，农作物的产量与水量也有很大联系，相同的植物在不同生长阶段对水量的需求也不相同。温室大棚主要是通过加装喷雾装置调节湿度间接调整水量。但是大范围的喷雾装置的控制无法做到统一水量，水量无法得到及时供给，这就需要工人根据种植经验进行手动浇水。农业大棚内部环境比较容易受到外界因素影响，从而引起内部环境变化，传统的控制方法无法做到及时有效，也无法根据植物生长所需环境做出及时的改变。农业大棚内的不同作物在不同的生长阶段对温室内环境因素有不同的要求，因此大棚内的环境控制较为困难，传统的控制系统无法在短时间内改变大棚内环境，但是通过嵌入式系统可以有效解决大棚内环境测量问题。

三、嵌入式系统在农业大棚环境优化控制的应用

农业大棚内的环境影响因素有很多，在影响作物生长的因素当中有些因素如肥料施加是很难实现自动控制的，各种影响因素的精密测量需要借助监测仪器，不仅需要大量的土壤矿物含量检测仪，还需要投入温室大棚种植。因此，通过利用现代化技术可以研究出针对光照、温度和水的优化控制系统。通过嵌入式软件可以准确接收、显示和记录数据的信息，从而让农民准确掌握大棚作物的生长状态信息，针对不同作物的生长特点，给出最合适的智能控制方案，从而达到优化大棚环境的目的。

（一）温度、湿度控制系统设计

温度和湿度一直是较难控制的两个影响因素，不仅要做好环境控制工作，还需要打造监测装置，从而做好温度和湿度的整体控制工作。因此，可以通过使用温湿度传感器作为温室大棚温度和水的检测装置。在传感器使用过程中要注意上拉电阻的影响。

（二）报警电路设计

在大棚环境设计中可以加入报警器的设置，在温度过高或者过低时可以通过报警器进行报警，从而有效避免温度对农作物生长造成影响。目前可以使用蜂鸣器来进行报警，可以及时提醒农户调节温度湿度。蜂鸣器报警主要是利用单片机的一个输出端口控制，另一端连接电源，从而达到报警的目的。

（三）光照控制系统

对于大棚光照影响因素的控制可以采用步进电机来完成保温帘的升起和降落。从而达到控制光照影响的目的，步进电机对保温帘的升降主要取决于外部阳光的强弱。因此对光照强度的监测尤为必要。目前可以使用的控制机器有四线制光敏电阻传感器，它可以有效进行光照强度的检测。光敏电阻传感器将光照的强度采集并转换后发送至单片机A/D转换模块，随后根据程序设计判断电机的转动方向，实现对保温卷帘的升降控制。当光照强度低于设定范围时，步进电机反转将保温卷帘放下，从而达到对温室大棚进行保温的目的。当光敏传感器监测光照强度大于规定范围时，就可以将步进电机正转，从而带动保温卷帘卷起，增强大棚内的光强。

结束语

通过嵌入式系统进行农业大棚环境优化控制可以有效改变传统温室大棚中存在的问题，解决安全隐患问题，温室大棚的自动控制系统可以有效实现对光照、温度、湿度等作物生长的自动控制，并有效提高作物产量和土地利用率，为我国农业发展发挥了重要作用。

参考文献：

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[2]夏志成. 基于嵌入式系统的温室环境参数控制[D].沈阳工业大学，2012.