基于MN127型手智一體模擬通風(fēng)器設(shè)施溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)研究

徐立強(qiáng) 康健麗 劉碩 劉智娟 李寶生 李婧

摘要 從農(nóng)業(yè)氣象原理、技術(shù)方法要點(diǎn)、服務(wù)與推廣方法、推廣效益和適用地區(qū)等方面對(duì)MN127型手智一體模擬通風(fēng)器調(diào)控設(shè)施溫室環(huán)境技術(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：科學(xué)設(shè)置MN127型模擬通風(fēng)器控溫參數(shù)和放風(fēng)時(shí)間參數(shù)，可智能調(diào)控設(shè)施溫室環(huán)境，降低氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，提高作物品質(zhì);MN127型手智一體模擬通風(fēng)器設(shè)施溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)使用效益顯著、適用范圍廣、推廣應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞 設(shè)施溫室環(huán)境;智能調(diào)控;氣象災(zāi)害;推廣應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S625.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.076

設(shè)施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對(duì)可控條件下，采用工程技術(shù)手段，進(jìn)行動(dòng)植物高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，設(shè)施園藝是設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)方法，設(shè)施日光溫室和大棚是北方發(fā)展設(shè)施園藝的主要手段，也是赤峰地區(qū)設(shè)施園藝的主要類型，每年可進(jìn)行兩季生產(chǎn)，主要有越冬茬、越夏茬，冬春茬、秋延茬，一年一大茬等栽培模式。無(wú)論是哪種栽培模式，在栽培過(guò)程中環(huán)境溫度、濕度都是影響設(shè)施作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，是決定優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，在日光溫室和大棚等設(shè)施作物生產(chǎn)中通過(guò)通風(fēng)調(diào)控溫度、濕度是確保其獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的一個(gè)重要措施。

MN127型手智一體模擬通風(fēng)器是依據(jù)北方晝夜溫差大，風(fēng)力大的氣候特點(diǎn)，在內(nèi)蒙古自治區(qū)經(jīng)濟(jì)作物工作站、沈陽(yáng)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站、赤峰市經(jīng)濟(jì)作物工作站、寧城縣氣象局、寧城縣農(nóng)牧業(yè)局、松山區(qū)農(nóng)牧業(yè)局等單位的支持下，由內(nèi)蒙古自治區(qū)經(jīng)濟(jì)作物系統(tǒng)、沈陽(yáng)青聯(lián)農(nóng)業(yè)科技有限公司、赤峰益康農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社技術(shù)人員歷時(shí)五年共同研發(fā)的具有手機(jī)電話、手機(jī)APP客戶端、電腦PC用戶端全模式遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程預(yù)警功能的日光溫室輕簡(jiǎn)化控溫設(shè)備。根據(jù)設(shè)施溫室作物的生長(zhǎng)發(fā)育特性，設(shè)置MN127型模擬通風(fēng)器控溫參數(shù)和放風(fēng)時(shí)間參數(shù)，達(dá)到智能調(diào)控設(shè)施溫室環(huán)境的目的[1]。

MN127型手智一體模擬通風(fēng)器具有環(huán)境模擬、智能排潮、智能防風(fēng)、智能防雨、超溫預(yù)警、虧電預(yù)警、智能糾錯(cuò)、智能定位、故障自救、農(nóng)產(chǎn)品溯源管理等功能，具有手機(jī)電話、手機(jī)APP客戶端、電腦PC用戶端全模式遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程預(yù)警功能，支持手動(dòng)或自動(dòng)智能通風(fēng)放風(fēng)，調(diào)控設(shè)施溫室溫度、濕度等環(huán)境條件，減少低溫冷害、高溫、亞高溫?zé)岷p失，提升設(shè)施溫室作物質(zhì)量，增加設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)效益。

1 農(nóng)業(yè)氣象原理

根據(jù)設(shè)施溫室作物生長(zhǎng)發(fā)育特性，設(shè)置MN127型模擬通風(fēng)器控溫參數(shù)和放風(fēng)時(shí)間參數(shù)，達(dá)到智能調(diào)控設(shè)施溫室環(huán)境的目的。按照棚室夜間最低溫度和作物生長(zhǎng)發(fā)育期，調(diào)整上、下午起點(diǎn)開(kāi)風(fēng)、起點(diǎn)關(guān)風(fēng)溫度參數(shù)，保證棚室滿足作物最適宜生長(zhǎng)的溫度需求[2]。春季、夏季、秋季根據(jù)室外環(huán)境溫度和棚室白天、夜間溫度變化趨勢(shì)，適當(dāng)優(yōu)化精控開(kāi)風(fēng)、精控關(guān)風(fēng)、起點(diǎn)開(kāi)風(fēng)、起點(diǎn)關(guān)風(fēng)溫度參數(shù)，達(dá)到最佳溫濕環(huán)境效果[3]。

2 技術(shù)方法要點(diǎn)

2.1 MN127型模擬通風(fēng)器技術(shù)指標(biāo)

（1）智能處理器適用多種電壓等級(jí)，設(shè)備處理器、APP手機(jī)客戶端、PC電腦用戶端控制界面和顯示界面一致，界面友好，方便農(nóng)戶使用。

（2）智能處理器配置U盤(pán)、TF卡、SIM卡接口，具備棚室小氣候數(shù)據(jù)就地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)功能，能與當(dāng)?shù)貧庀笃脚_(tái)數(shù)據(jù)共享。

（3）傳感器由NTC溫度傳感器3只、DHT11濕度傳感器1只、精密雨水傳感器1只構(gòu)成。NTC溫度傳感器測(cè)量范圍：–20℃～100℃，精度±1%;DHT11溫濕度傳感器測(cè)量范圍20%～90%RH，精度±5%RH[4]。

（4）執(zhí)行器采用直流減速電機(jī)與執(zhí)行減速機(jī)兩級(jí)組合，執(zhí)行減速機(jī)采用蝸輪蝸桿雙輸入雙輸出結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、人力手搖功能轉(zhuǎn)換。

（5）防雨配電箱配置UPS開(kāi)關(guān)電源、鉛酸電池，可實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

（6）通信系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)為移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);具備海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)快捷查詢功能;系統(tǒng)具有農(nóng)事記錄功能，可與農(nóng)產(chǎn)品溯源管理服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（7）設(shè)備主機(jī)、管架、卷繩管在任何結(jié)構(gòu)的棚室中均能進(jìn)行無(wú)焊接安裝。

2.2 MN127型模擬通風(fēng)器氣象指標(biāo)

以冬季番茄栽培為例說(shuō)明。

（1）設(shè)置精控開(kāi)風(fēng)溫度29℃，精控關(guān)風(fēng)溫度26℃。

（2）設(shè)置起點(diǎn)開(kāi)風(fēng)溫度21℃，起點(diǎn)關(guān)風(fēng)溫度18℃。

（3）設(shè)置排潮溫度22℃，排潮開(kāi)風(fēng)時(shí)間20 s。

（4）當(dāng)棚室溫度達(dá)到21℃時(shí)，執(zhí)行器開(kāi)始開(kāi)風(fēng)，開(kāi)到起點(diǎn)位置停止。

（5）當(dāng)溫度上升到22℃時(shí)，執(zhí)行第一次排潮，執(zhí)行器控制風(fēng)簾從起點(diǎn)位置開(kāi)風(fēng)20 s，完成排潮后，控制器智能判斷控制風(fēng)簾開(kāi)關(guān)位置。

（6）排潮后，當(dāng)溫度在18℃～29℃之間，風(fēng)口處于起點(diǎn)位置待機(jī);當(dāng)溫度高于29℃時(shí)從起點(diǎn)位置向最大位置開(kāi)啟放風(fēng);當(dāng)溫度低于26℃時(shí)，風(fēng)口關(guān)小;當(dāng)溫度低于18℃，風(fēng)口從起點(diǎn)位置向零點(diǎn)位置關(guān)小直至關(guān)閉到風(fēng)簾拉緊位置（表1）。

3 服務(wù)與推廣方法

由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站、氣象局、農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社組成專家聯(lián)盟，進(jìn)行手智一體模擬通風(fēng)器應(yīng)用技術(shù)示范推廣，負(fù)責(zé)分工如下。

（1）農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站組織培訓(xùn)觀摩會(huì)，詳細(xì)介紹手智一體模擬通風(fēng)器使用操作流程和注意事項(xiàng)，并在寒潮大風(fēng)降溫、高溫、低溫、高濕環(huán)境下現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)施溫室通風(fēng)放風(fēng)操作技術(shù)指導(dǎo)，將關(guān)鍵技術(shù)精準(zhǔn)推廣到設(shè)施農(nóng)業(yè)戶中，以確保示范工作的成功。

（2）氣象局負(fù)責(zé)本地設(shè)施溫室溫度調(diào)控指標(biāo)研究和優(yōu)化，達(dá)到手智一體模擬通風(fēng)器最佳使用效果，提高設(shè)施溫室小氣候調(diào)控水平;開(kāi)展氣象信息員、助理員手智一體模擬通風(fēng)器應(yīng)用技術(shù)推廣培訓(xùn)，組織農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)技術(shù)人員深入示范推廣點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)，并利用氣象信息發(fā)布渠道廣泛宣傳推廣方法、推廣效益、推廣典型事例，推進(jìn)手智一體模擬通風(fēng)器應(yīng)用技術(shù)推廣應(yīng)用。

（3）農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社負(fù)責(zé)手智一體模擬通風(fēng)器的安裝、調(diào)試、維護(hù)維修工作，確保手智一體模擬通風(fēng)器穩(wěn)定運(yùn)行。

4 推廣效益和適用地區(qū)

4.1 推廣效益

MN127型通風(fēng)器1臺(tái)控制1畝溫室通風(fēng)，節(jié)約人工1.5 h/d，種植時(shí)間每年按8個(gè)月計(jì)算，年節(jié)約人工360 h/畝，按用工成本10元/h計(jì)算，節(jié)約用工成本3 600元/年。專家鑒定意見(jiàn)：按70%折算，每臺(tái)節(jié)約用工成本2 520元/年。自2013年起，內(nèi)蒙古自治區(qū)各級(jí)農(nóng)業(yè)技術(shù)人員協(xié)同推廣，MN127型手智一體模擬通風(fēng)器已安裝使用15 000臺(tái)。赤峰地區(qū)推廣數(shù)量達(dá)130 000臺(tái)，每年可為赤峰市設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)約用工成本3 000多萬(wàn)元。

4.2 適用范圍和地區(qū)

MN127型模擬通風(fēng)器已在國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系示范項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)重大技術(shù)協(xié)同推廣計(jì)劃試點(diǎn)項(xiàng)目、綠色高產(chǎn)高效創(chuàng)建項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部蔬菜標(biāo)準(zhǔn)園創(chuàng)建項(xiàng)目、財(cái)政支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展項(xiàng)目、優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)畜產(chǎn)品發(fā)展項(xiàng)目、精準(zhǔn)扶貧產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)科技示范項(xiàng)目中進(jìn)行了示范應(yīng)用。MN127型模擬通風(fēng)器適應(yīng)各類設(shè)施溫室、氣候條件，可在全國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)中廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵岐祥，程玉琳，籍平，等.手智一體模擬通風(fēng)器[P].CN205993219U，2017-03-08.

[2] 邵岐祥，岳玲，靳玉榮，等.棚室小環(huán)境智能控制器[P].CN204314751U，2015-05-06.

[3] 邵岐祥，岳玲，靳玉榮，等.手自一體智能自動(dòng)通風(fēng)器[P].CN204069965U，2015-01-07.

[4] 王婷，程雯，徐立強(qiáng)，等.廣泛應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的手自一體智能放風(fēng)器溫度傳感器準(zhǔn)確性分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（23）： 125-127.

責(zé)任編輯：黃艷飛