南宫（股份有限公司）-28·官方网站

　　可 控 微 环 境 气 雾 立 体 栽 培 监 测 监 控 系 统 设 计 与 实 现申再贺，马春燕，陈 燕，窦银科(太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 030024)摘 要:针对目前南、北极地以及边防哨所等恶劣环境新鲜蔬菜供应困难问题，设计了一套新型气雾立体栽培装置，开发出基于 STC15F60S2 单片机的成套监控系统，并利用模糊控制算法，实现对微环境下温湿度参数的解耦控制。利用 LABVIEW 编程软件设计人机交互界面，实现对温度、湿度、光照强度、CO 2 浓度，以及营养液 pH 值等参数的实时采集、显示及辅助设备的控制，并提供历史数据查询功能，为气雾立体栽培技术提供数据参考。该系...

　　可 控 微 环 境 气 雾 立 体 栽 培 监 测 监 控 系 统 设 计 与 实 现申再贺，马春燕，陈 燕，窦银科(太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 030024)摘 要:针对目前南、北极地以及边防哨所等恶劣环境新鲜蔬菜供应困难问题，设计了一套新型气雾立体栽培装置，开发出基于 STC15F60S2 单片机的成套监控系统，并利用模糊控制算法，实现对微环境下温湿度参数的解耦控制。利用 LABVIEW 编程软件设计人机交互界面，实现对温度、湿度、光照强度、CO 2 浓度，以及营养液 pH 值等参数的实时采集、显示及辅助设备的控制，并提供历史数据查询功能，为气雾立体栽培技术提供数据参考。该系统经过调试和运行，结果表明:该系统控制精度高、可靠性强、运行稳定，且充分发挥出了气雾立体栽培的优势，达到了病虫害发病率低、高产、高效等目的，在恶劣环境下，为蔬菜提供了良好的生长环境。关键词:微控环境;气雾栽培;立体栽培;监测监控系统中图分类号:S626．5 文献标识码:A文章编号:1003 －188X(2019)07 －0121 －050 引言新鲜蔬菜的供应，一直是困扰我国南、北极科考的一大难题，同时也是偏远边防哨所亟待解决的问题之一。中国南极中山站，一年所需的蔬菜仅靠“雪龙”号从国内和澳大利亚等途经国家补给，仅在夏季供应两次，不仅成本高昂，且储存时间有限。当南极进入漫长的冬季，科考队员只能依靠大白菜等几种有限的蔬菜越冬［1］ 。因此，研制出适用于南、北极地及偏远边防哨所等特殊环境下的可控微环境气雾立体栽培模式具有重要的现实意义。气雾立体栽培技术，使作物根系直接暴露在栽培塔充满雾化营养的空气中，可有效解决普通水培供氧、供肥的矛盾，实现立体空间的有效利用，显著提高单位面积作物产量，具有养分供应速度快、养分和水分利用率高等特点，并且可以很好地与自动控制技术相结合，被认为是一种最先进且最具发展前景的无土栽培 模 式，符 合 未 来 智 能 化 农 业 生 产 发 展 的 方向［2 － 3］ 。目前，常用的气雾立体栽培装置包括:“A”型栽培装置、箱式栽培装置及柱式立体栽培装置等［4］ 。柱式立体栽培装置可以向上延伸培育，实现植物的垂直栽培，有效节省种植空间，具有广泛的发展应用前景。美国、日本、荷兰等国家已实现了气雾立收稿日期:2018 －01 －17基金项目:山西省自然科学基金项目(201701D121127)作者简介:申再贺(1992 － )，男，河北邢台人，南宫28硕士研究生，(E － mail)shenzaihe0129@ link． tyut． edu． cn。通讯作者:马春燕(1966 － )，女，河北唐山人，教授，硕士生导师，(E －mail)tyutchyma@ sina． com。南宫28体栽培模式的推广及应用，并在高级花卉、蔬菜等种植方面取得了突出表现。气雾立体栽培装置不仅可以实现工厂化的生产模式，更加适合于微小环境下的作物栽培，且结合计算机智能控制技术，可以实现恶劣环境下的作物生长，达到高产、高效等目的［5］ 。1 气雾立体栽培装置设计气雾立体栽培装置主要由藤蔓架兼补光灯架、栽培塔、小风扇、母液槽、雾化器、定植孔和自动控制系统等部分组成，如图 1 所示。图 1 气雾立体栽培装置示意图Fig． 1 Schematic diagram of aeroponic Stereoscopic Cultivation device栽培塔和定植孔:为了整套雾培装置的移动和定植方便，栽培塔采用分体式结构设计，整个栽培塔由 5层圆柱形栽培柱组成(可根据不同环境，调整栽培柱的个数)，每层栽培柱高 19cm，直径 22cm，采用空腔结 1 2 1 2019 年 7 月农 机 化 研 究 第 7 期i.njyi.2019.07.023