時間：2023-05-30 09:04:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土壤溫濕度，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：S532 文獻標識碼：A
馬鈴薯是種植在土壤中的農作物，其產量和生長受到土壤溫濕度的影響，從之前的馬鈴薯種植經驗來看，使用不同的方式種植馬鈴薯，也能夠使得土壤的溫濕度得到調節，從而對馬鈴薯的產量產生影響。有些種植者使用小壟栽培來種植馬鈴薯，這種種植方法常常會使得土壤變得比較板結，使田間的水分不易保存，無法形成合理的壟溝環境和壟體，為中耕培土創造條件，最終影響馬鈴薯的質量和產量。本文通過幾種不同的方式對馬鈴薯進行種植，并探究了各種方法對于田間土壤溫濕度以及產量的影響。
1 實驗探究
1.1 實驗的相關資料
本次實驗所使用的馬鈴薯類型是黔芋一號，實驗的時間是在2012年3月～2013年3月，實驗地點選取在一個村莊里，所使用實驗區域的面積為30m3，實驗區域的土壤主要是黃壤，肥力水平為中上等；試驗區域的年平均溫度是12℃，夏季的平均溫度是23℃，年平均光照時間是1700h，年降水量約為1000mm左右。
1.2 實驗設計
本次實驗會采取3種方式對馬鈴薯進行種植。地膜覆蓋的方式：在播種后不使用化肥，而是用地膜覆蓋。以綠肥為基的聚壟栽培方式：不使用地膜，播種后在馬鈴薯種子的上方和壟溝中施加綠肥。普通翻耕的方式：既不使用地膜，也不使用綠肥。上述3種不同的方法都采用單壟種植的方式，株距為35cm，壟距為60cm，紫云英是使用的綠肥，施用方案是6kg/hm2，并在月初播種，農用塑料膜為試驗中使用的地膜，寬85cm，厚0.02mm。
1.3 實驗測定
土壤的取樣采取梯度的形式，接著使用取土烘干法，對各層土壤的含水量和水分進行監測。馬鈴薯植株的取樣可在4個階段進行，其分別是齊苗、盛花、封星以及成熟4個時期，取長為1m的樣段，并計算產量和生物量。水分蒸發量以及萎蔫系數的計算使用有效輻射計算公式來進行，該公式是由國際馬鈴薯種植中心提供。
1.4 數據分析
實驗人員可以使用excel來記錄實驗過程中的各項數據。在對數據進行分析時則可以使用spss17.0并使用t法進行檢驗，當P
2 實驗結果分析
通過本次實驗，可是看出不同的栽培方式對土壤的水分、土壤的溫度、塊莖產量以及馬鈴薯不同階段的生長動態影響比較大，下面分別對幾個方面進行闡述。
2.1 土壤溫度
上述3種馬鈴薯種植方法，除了第2種使用綠肥之外，不同程度的水分脅迫均出現在馬鈴薯的生長過程中，其中使用地膜的方法表現得更為明顯，5月中～7月初，馬鈴薯的水分脅迫狀況最為嚴重；3月末～5月末，馬鈴薯地面部分受到有限的陽光輻射，這時候的水分脅迫系數不能比較精確的計算出來?？傊?，土壤溫度受水分脅迫的影響，從而導致土壤出現不同程度的干旱。
2.2 土壤水分
從實驗可以得出，地膜、綠肥和普通種植者3種方式利用水的效率逐次提高。其中地膜和綠肥的方式在3月末～5月末這段時間內，可以使得水分在土壤中的保存得到提高，而從5月中旬開始到8月末，含水率會降低。具體來說，馬鈴薯耗水量可以用來反映土壤吸收利用水的狀況，馬鈴薯的耗水量在封行到成熟期最高，地膜栽培方式可以減少水的損耗。
2.3馬鈴薯的產量
上述的3種不同的種植導致馬鈴薯的產量差異明顯，其中，綠肥栽培的塊莖產量最多，普通栽培其次，而地膜覆蓋的種植方式產量最少，這種現象出現的原因主要是由于馬鈴薯干物質在不同時期的積累量會因為3種方式的不同而不同，而最終塊莖的產量正是依靠干物質的積累決定的。
3 相關討論
國際馬鈴薯種植中心已經制定出計算的模型來處理水分脅迫和馬鈴薯產量之間的關系。該模型可以為實驗提供比較合理的參數，和其他的模型比較，該種模型的可操作性更強。這一方法也被使用在本文研究試驗中，從而可以得出栽培方式的不同對土壤溫濕度和馬鈴薯產量的影響。
地膜栽培和綠肥栽培的方式在每年的5月中期之前，其土壤中水分的含量高于普通種植法，而且差異比較明顯，直接導致了溫度也是前2者比較高；當5月中旬天氣逐漸炎熱后，普通種植法的含水量高于另外2種種植方法。在馬鈴薯的種植過程中，齊苗階段對種植土壤進行水分的補充是十分必要的。從土壤環境和馬鈴薯產量受栽培方式影響的細節角度來看，本文的實驗還能得出這樣的結果：地膜覆蓋的栽培方式，對種植土壤溫度的提高很有效果，對土壤濕度的保持和改善效果也比較明顯，還能減少蟲子、雜草、病害等得發生，土壤的養分也能夠被馬鈴薯很好的吸收，但是，如同上文的分析結果所說，使用地膜栽培同樣會產生不好的效果，春季播種的作物在其生長的中后期由于受到地膜的影響，其種植土壤不能夠很有效的吸收水分。還可以從水分脅迫的角度來說明地膜栽培不利于馬鈴薯產量的問題：土壤根系層在20cm之內的馬鈴薯作物，采取普通栽培的方式，往往3月末～5月初土壤的水分脅迫對于馬鈴薯的生長影響較大，而使用地膜栽培方式，該情況發生的時間會變為5月初～8月底之間。
4 結語
通過本文的分析可以看出各種種植方式在馬鈴薯生長的不同階段都具有不同的優勢和劣勢。因此，馬鈴薯的種植者要在充分了解種植環境的基礎上，考慮到各類栽培方法的使用條件，合理使用各種種植方法，使得各種方法的優勢得到最大發揮，劣勢得到有效規避，從而提高馬鈴薯的產量。
參考文獻
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關鍵詞：溫濕度獨立控制空調系統；組成部分；節能
中圖分類號：TU831.3+5
引言：
目前室內空調的溫濕度環境控制的方式主要有兩種類型，一種為中央空調，即集中設置冷源的空調系統。另一種類型為小型空調器，獨立分散安裝在各個房間內。這兩種類型的空調的原理都是把經過調節了溫度和濕度的空氣送入室內，以達到對室內的溫濕度進行控制的目的。然而這些傳統的空調系統的缺陷在于輸配系統的能耗高、對熱濕比的變化難以適應、霉菌容易滋生等。溫濕度獨立控制系統是新型的空調系統，目的就在解決傳統空調系統的弊端。溫度濕度獨立控制的空調系統包含溫度與濕度兩套獨立的空調控制系統，溫度與濕度分開控制，有效的避免了傳統空調系統中熱、濕聯合處理所帶來的損失。
1、 溫濕度獨立控制空調系統的組成部分、
溫濕度獨立控制空調系統由顯熱處理系統和濕度處理系統兩個獨立的系統分別控制室內的溫度和濕度。溫度調節設備包括冷熱源：高溫冷水機組、鍋爐、熱泵；干式末端：干式風機盤管、毛細管平面輻射式空調末端、冷梁等。根據不同的除濕方式，濕度調節可分為冷凝除濕和溶液除濕兩種方式。
溫度控制系統的干式末端有干式風機盤管和輻射冷板兩種類型。輻射冷板主要有金屬輻射板、冷卻格柵、冷梁和內埋管的混凝土板等四種類型。金屬輻射板廣泛的應用于輻射吊頂。因為供水溫度是有限制的，輻射末端不超過每平方米80W的供冷量，所以維護輻射冷板的建筑結構和室內裝置的產熱量不能太多。由于干式風機盤管不會有凝水的問題，它可以采用不同的安裝方式，例如緊湊的方式、仿吊扇的方式、自然對流的形式等等。靈活的安裝形式可以極大的降低安裝的成本。高溫熱源有多種獲取方式，例如：深井回灌供冷技術、間接蒸發冷水機組、高溫冷水機組、土壤換熱器。
濕度控制系統中的新風處理機組為室內提供干燥的新風，達到排除異味、排除濕氣、排二氧化碳、提供新鮮空氣的目的。一般采用從側面或者地面置換送風。溫濕度獨立控制空調系統主要有三種除濕的方式，即冷凍除濕、溶液除濕和轉輪除濕。其中溶液除濕環保節能的效果顯著，其基本原理是采用具有調濕功能的鹽溶液為工作介質，通過不同濃度溶液的吸濕與放濕特性，實對空氣進行除濕與加濕的處理。
2、傳統的空調系統的缺點
傳統的空調系統采用的是溫濕度同步調節方式，這種調節方式存在一些弊端。
首先，溫度、濕度的調節控制是同時進行的，能源的利用效率低。同時調節溫濕度時難以結合使用天然冷源?？照{系統在進行降低溫度的工作時，必須要冷源的溫度低于室內空氣的干球溫度。在進行除濕的工作時，要求冷源的溫度低于室內空氣的露點溫度。由于傳統的空調系統的溫濕度調節采用的是同一個冷源，這就造成浪費能源品位。其次，傳統的空調系統難以適應熱濕比的要求，調節范圍有限。傳統的空調系統對室內空氣進行除濕是采用的冷凍除濕的方式。除濕的同時降低室內的空氣溫度。吸收的顯熱與潛熱比變化的范圍有限。因此不能滿足那些較大范圍變化的顯熱潛熱比的建筑的需要。如果只利用傳統的空調系統，勢必會降低對濕度的控制，而達到控制溫度的目的，這就使得室內的相對濕度偏高或者偏低。濕度過高會導致不舒適，通常又會降低室溫達到熱舒適的目的，但這又造成能源的浪費。
最后，傳統的空調系統存在冷凝水，容易滋生細菌，從而影響房間里的空氣質量。由空調系統引入室內的新風中可能會夾雜著一些大氣污染物，如果過濾裝置出現問題就會對人的身體健康造成威脅。倘若過濾器在長期的使用中表面堆積了大量的粉塵，倘若濺入冷凝水，過濾器就會成為微生物滋生繁殖的最好場所。冷凝水中容易滋生一些致病的細菌、霉菌，導致各種疾病的發生，對身體健康構成巨大的威脅。此外，機械制冷機使用的氟利昂一旦泄露，將嚴重破壞臭氧層，而且產生的溫室氣體引發全球變暖，不利于環境保護。
3、溫濕度獨立控制空調系統優勢介紹
溫度濕度獨立控制的空調系統的優勢體現在三部分：溫度控制末端、濕度控制末端、冷熱源部分。
3.1溫度控制末端
干式風機盤管、毛細管平面輻射式空調末端、冷梁等是溫度濕度獨立控制的空調系統的溫度末端。在公共的建筑例如辦公樓由于安裝空間的限制，大多采用冷梁和干式風機盤管的溫度控制末端，而舒適度要求高的建筑大多采用毛細管平面輻射式的空調末端。溫度控制末端在夏季要供水溫度16℃左右。毛細管空調末端的熱交換面積大，有較快的傳熱速度，所以有較高的傳熱效率，具有節能的作用。
3.2濕度控制末端
有獨立的溶液除濕或者冷凍除濕的系統的新風系統是溫度濕度獨立控制的空調系統的濕度控制末端。新風系統承擔著室內的新風負荷和潛熱負荷。能夠對室內環境的濕度進行有效精確的控制，并且沒有凝水表面，同時能夠提供足量的新風，達到健康的目的。末端采用置換送風的通風方式，即下送風，頂回風的送風方式。新風與回風采用的是獨立的風道，新風與排風之間不會交叉污染。置換送風系統的優勢在于人員活動的地方的空氣品質好；室內空氣是不混合的，不循環使用；能夠減少10％~40％的新風量、低速低紊流送風，熱舒適性好；節能的優勢?，F以熱泵式溶液調濕新風機組為例分析溶液除濕的優勢。熱泵式溶液調濕新風機組是一種以調濕溶液為工作介質，兼具冷熱源、對新風進行除濕以及加濕處理、全熱回收處理、新風過濾等功能的新風處理設備。由此，熱泵式溶液調濕新風機組既是一種能量熱回收裝置，體現了能源利用的優勢，又是對空氣進行熱濕處理的設備，它可以調節新風中水含量，能夠精確的控制室內的溫度和濕度。
3.3冷熱源部分
任何的冷熱源系統比如冷水機組、土壤源熱泵、高溫冷水機組、水源熱泵等都可以被用作溫濕度獨立控制系統的冷熱源。如果制冷方式采用的是機械制冷，會因為制冷機的壓縮比的降低，而使其COP值顯著的得到提高。如果溫濕度獨立控制空調系統的冷熱源與廉價的天然冷熱源(地、水源熱泵)結合使用，將會有更加顯著的節能效果。
4、溫濕度空調系統的節能效果
溫濕度獨立控制空調系統比傳統的空調系統的處理顯熱負荷的冷水溫度要高，由此機械制冷機的COP提高，從而使空調系統的能耗有效的降低。傳統的空調系統冷源為7℃~12℃的冷水，所有的冷負荷都由這個冷源承擔，機械制冷機的COP為3~6。而溫濕度獨立控制空調系統的冷源為17℃~20℃的冷水，只承擔室內的顯熱負荷。機械制冷機的COP為7~10。并且可以有多種自然的冷源提供溫濕度獨立控制空調系統的冷源。通過土壤換熱器獲取高溫冷水，水在土壤和埋管之間進行熱交換．水在土壤中的溫度降低到18℃以下，進而吸收室內的熱量。其次，通過深井水的溫度經常在當地的年平均氣溫以下，以深井水作為冷源，高溫冷水在使用過后再回灌到深井中，在節約大量的高溫冷水的同時又不會浪費水資源，有較高的環保節能效果。
溫濕度獨立控制空調系統的初投資比傳統的空調系統有大約高18％～25％，增量投資回收年限大約為6年。熱泵式溶液調濕新風機組的回收期要高于冷水型新風機組的回收期；溫濕度獨立控制空調系統比傳統的空調系統的節能率大約為20％ ～30％之間，并且隨著日益增多的用戶和企業不斷的降低生產成本，增量投資的回收年限會不斷的減少，所以溫濕度獨立控制空調系統具有良好的市場推廣前景。
結語
溫濕度獨立控制空調系統的對溫度與濕度分別控制、調節，比傳統的空調系統有更加靈活、有效、準確的調節方式，不僅提高了健康水平和舒適度，而且避免了傳統的空調系統中溫濕度同時處理導致的能量損耗，具有良好的節能效果。此外由于溫濕度獨立控制空調系統的冷熱源可以結合多種自然冷源，有非常有效的節能環保作用，因此，溫濕度獨立控制空調系統具有良好的發展空間。
參考文獻
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關鍵詞：溫濕度遠程監控系統 RFID傳感設備 GPRS
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-000-01
1 溫濕度遠程監控系統的組成及應用
根據杭州德志科技有限公司的溫室大棚監控系統的成功案例來看，溫濕度遠程監控系統主要有信息監控中心、供電系統、GPRS平臺和遠程GPRS無線數傳終端、RFID傳感設備等主要部分組成，其中監控中心是核心控制點。監控中心主要是采用的標準CS或BS架構的建設標準，通過建立網絡實現對外的數據，監控中心的控制系統通過接收來自大棚溫室的測控終端DTU上傳的數據并及時進行處理，實現數據接收、數據顯示、數據存儲和生成曲線報表等功能，繼而接入外部連接。檢測中心的數據接收服務器是通過接入因特網而實現對多個組網的數據整合的，監控的畫面可以動態的顯示前端數據的變化情況，并通過實時的查詢和分析數據變化了解作物生長規律根據作物的成長情況和需要進行參數的設置，做好突然事故的預警方案。
在監控點設置先進的傳感器，實地測量當前的流量數據，并將其通過通信平臺傳輸到監控中心，再由監控中心進行數據分析和處理，得出內部參數掌握其溫濕度情況。在溫室大棚的溫室遠程監控運用中，主要是最作物的室內溫度，露點溫度、濕度和水分等進行檢測，通過傳感器傳輸數據，分析器大氣溫度和濕度，判別作物生長條件，制作其生產趨勢圖，從而更好的對其溫濕度進行控制。
通過直觀的圖標和曲線形式，將溫室大棚中的作物生長信息和溫室內的大氣溫度、土壤溫度、土壤濕度、陽光及水分等環境參數進行一一列舉和分析，并根據其作物的需求設置報警系統，當溫濕度超過定值的時候，則開啟或關閉設備，形成自動化的關系系統，而監控中心則可以通過傳輸過來的參數進行分析，時刻掌握作物的生長情況。
2 溫濕度遠程監控系統的基本設計原則
一般來說，在溫室大棚中的溫濕度遠程監控系統具有基本的實用性和實用性，對作物的生長變化具有一定的靈活性擴展性，在應用的實際功能中具有一定的經
濟性。
溫濕度遠程監控系統的實用性和適應性。有現代高科技衍生而來的溫濕度遠程監控系統是一項功能強大、用戶界面友好且報表功能齊全的強大系統，但是其流量趨勢圖和日常的維護工作比較便捷，因而在應用的過程中具有很強的實用性，同時也體現了GPRS網絡系統的優越性。而其適應性則主要體現其對大棚溫室的特殊要求，對現場掌握的精準度比較高，因此需要技術成熟可靠性強的傳輸方案，從而保障監控系統的正常運行。
溫濕度遠程監控具有非常強的靈活性。根據應用情況的變化和實際需求，溫濕度遠程監控系統具備一定的接入能力和可擴散能力，采用標準化的接口對于往后的系統改造和增加I/O接口組態都比較便利，設點的成本也不會太過，同時可以加入3G，實現監控點的移位，從而更好的了解大棚溫室中的溫濕度情況。
溫濕度遠程監控具有非常強的經濟性。當前應用于大棚溫室中的溫濕度遠程監控系統，能夠最大限度的保障網絡改造對計算機軟硬件資源的可用性和連續性，同時遠程控制操作相對地節省了人力物力，對于整體投資來說具有很強的經濟
效益。
3 溫濕度遠程監控系統在溫室大棚中的應用優勢
3.1 GPRS系統優勢
設備投資價格不高是其主要優勢，且通信自費比較便宜，當前移動公司對于GPRS資費包月非常實惠。在GPRS網中，只需與網絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數據時才占用信道，進行計費，保持時不占用信道通常是不計費的。所以營業點不用頻繁建立連接，也不用支付傳輸間隙時多余的費用。再加上網絡的安裝比較方便，不用擔心線路維護或遷移中的通訊中斷，傳輸速度很快，分組交換接入的時間在一秒以內，并提供快速即使的連接，同時覆蓋面較廣，支持IP協議、X.25協議和VPN組網。
3.2 系統功能比較齊全
溫濕度遠程監控的操作系統具有安全的用戶登陸和界面管理，只能制定用戶具有使用權限，界面采用中文操作簡單并富于人性化。能夠實現遠程數據傳輸和監控，通過授權的計算機可以在遠程讀取主機計算機上的實時數據，進行遠程的監測和打印。
系統操作的自動化管理。溫濕度遠程監控系統在監控室內的溫度和濕度參數時具有一定的自動性，當濕度超過設定值的時候，自動的開啟或者關閉噴霧設備，并由PLC進行下位的采集控制，保障系統在PC機不正常工作的情況下運行。
能夠科學的顯示環境變化的參數信息。通過顯示系統采集到的實際數據形成曲線或圖形，便于及時的存儲和檢測，通過歷史測量參數的變化曲線，分析參數變化對作物的生長影響，設置系統參數值。
報警功能的多樣性。在進行溫室度的遠程監控過程中，當發現檢測的結果超出了設定值的時候，會立即進行報警，報警的形式多樣，具有E-MAIL報警、電話報警、聲光報警和短信報警等多種形式。
組建無線傳感器網絡系統，并有效實現信息的無線傳輸。根據溫室監控面積和測試點多少的要求，建立系統化的傳感器網絡，實現智能化的檢測和管理，進行所有計算機的聯網遠程控制。
參考文獻
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【關鍵詞】植物纖維全降解地膜；田間試驗；定量；抗張強度；溫度；濕度
1 塑料地膜的使用情況
農用地膜覆蓋技術是20世紀80年代引入我國的一項高產栽培技術。由于地膜在使用過程中具有保溫、保濕、保土、保肥、防蟲、防寒等顯著優點，加上我國處于季風地帶，80%以上的耕地存在干旱、低洼或鹽堿等障礙因素，使得地膜的需求量日益增長，使用量一直位居世界第一。目前，我國農田中應用最廣泛的地膜多數為超薄型塑料地膜，超薄型塑料地膜在使用周期過后會形成大量的地膜碎片，使土壤清理變得十分困難，加之塑料是單體聚乙烯或其他合成聚合物，本身具有分子量大、性能穩定、在土壤中難以分解的特性，這樣年復一年地使用，塑料地膜的殘留將嚴重降低土壤的通透性、阻礙水分和養分的運移，對農作物根系的生長有很大影響，給耕作、播種和作物的生長帶來困難，將影響我國農業的可持續發展。而更令人擔憂的是，除了對農業的影響之外，土壤中裹含著大量的塑料殘膜也會對環境、水土造成危害，產生更加深遠的影響，也就是我們所說是“白色污染”。
2 植物纖維全降解紙地膜使用的意義
解決塑料地膜殘膜造成的“白色污染”成了近年來研究的熱點，解決辦法總結起來有2條：一是把地里的塑料膜都揀出來，將其進行回收；二是使用無污染可降解的地膜，讓它源于自然再回歸自然。事實證明，被廣泛使用的超薄型塑料地膜在回收時很容易被扯破，進而碎成指甲蓋大小，很難撿拾。即使是使用厚一些的便于撿拾回收的塑料地膜，但我國這么大的使用量，不僅單位成本較高、回收工作強度極大，而且做起來也很不容易。植物纖維全降解地膜是以二次植物纖維作為原料，采用多元結合的制漿、造紙工藝加工生產的農用紙地膜，所用的原料是天然纖維素材料，纖維素是由葡萄糖基構成的鏈狀化合物，具有很好的生物相容性和生物活性，無毒且易于生物降解，可通過自然界微生物、酶降解，最終形成CO2和H2O回歸自然，因此屬綠色環保產品，采用二次植物纖維為原料能有效地降低紙地膜的成本，有利于推廣應用。
3 實驗材料
3.1 實驗所用的材料
（1）本色植物纖維全降解地膜：定量40g/m2，厚度0.05mm，遼寧省輕工科學研究院生產。
（2）黑色植物纖維全降解地膜：定量40g/m2 ，厚度0.05mm，遼寧省輕工科學研究院生產。
（3）塑料地膜：定量25g/m2，厚度0.008mm，吉林省白山市喜豐塑料股份有限公司生產。
3.2 實驗地點
遼寧省阜新縣中科院生態研究所863節水實驗基地中心實驗田。
3.3 實驗條件
4月中下旬開始，在自然氣候條件下，仿效實際地膜鋪設和播種深度。
4 植物纖維全降解地膜和塑料地膜表征指標的數據分析
4.1 定量的變化
4.2 抗張強度的變化
4.3 溫濕度的變化
溫濕度是能為農業生產提供物質和能量的主要氣候條件，適宜的溫度、濕度能使酶的活性和催化能力達到最強，這就是種子萌發的最理想條件，能改變植物根系的生長、呼吸作用與養分的吸收。在自然環境不具備這一溫濕度條件時，地膜就能起到這樣的作用。實驗方法：在地表面覆膜，測定膜下20cm處的溫濕度，采用日本ISUZU溫濕度記錄儀，測定圖表如圖1、圖2（圖1、圖2為隨機的同一天24h的溫濕度走向）。
5 結論
綜上所述，植物纖維全降解地膜在鋪設、作物出苗過程中，無論是在溫濕度的保持，還是在鋪設工作上，都同塑料地膜有著同樣的作用；而在降解方面，植物纖維全降解地膜在地下70d內能全部降解結束，回歸自然，這無論是對環境還是人類生存安全都有深遠的意義，將會解決“白色污染”問題，有利于保護環境、保持生態平衡和推進可持續發展。
參考文獻
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[2]賈珊珊等.植物纖維地膜的研究現狀與發展趨勢[].山東紡織科技，2011，5.
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作者簡介：
宇春玲（1966-05-04），女，本科（學士學位），高級工程師，主要從事紙及紙制品新產品、新工藝的研究；輕工產品檢測及方法研究；輕工產品檢驗標準的制修訂工作。
關鍵詞:zigbee;無線傳感器;節水灌溉;墑情監測
中圖分類號:tp212文獻標識碼:a
文章編號:1004-373x(2010)01-204-03
water-saving irrigation control system based on wireless sensor network
gao jun,feng guangyin,huang caimei
(qinhuangdao branch,northeastern university,qinhuangdao,066004,china)
abstract:in order to improve the utilization of irrigation water,and ease the growing tension of water conflicts,a water-saving irrigation control system is introduced,which integrates the zigbee wireless sensor network technology and gprs network,designs wireless nodes based on cc2530.the system,which is controlled by single chip microcomputer has four major components: wireless sensor nodes,wireless routing nodes,wireless gateways and control centers.it can be real-time moni-toring of soil temperature and humidity changes,and it is based on soil moisture and crop water law for precision irrigation.the system automatically controls water based on crop irrigation water,which can help to improve the utilization rate of agricultural irrigation water and the low level of automation of irrigation systems.
keywords:zigbee;wireless sensor;water-saving irrigation;soil moisture monitoring
農業灌溉是我國的用水大戶,其用水量約占總用水量的70%。據統計,因干旱我國糧食每年平均受災面積達兩千萬公頃,損失糧食占全國因災減產糧食的50%[1]。長期以來,由于技術、管理水平落后,導致灌溉用水浪費十分嚴重,農業灌溉用水的利用率僅40%[2,3]。如果根據監測土壤墑情信息,實時控制灌溉時機和水量,可以有效提高用水效率[4,5]。而人工定時測量墑情,不但耗費大量人力,而且做不到實時監控;采用有線測控系統,則需要較高的布線成本,不便于擴展,而且給農田耕作帶來不便。因此,設計一種基于無線傳感器網絡的節水灌溉控制系統,該系統主要由低功耗無線傳感網絡節點通過zigbee自組網方式構成[6],從而避免了布線的不便、靈活性較差的缺點,實現土壤墑情的連續在線監測,農田節水灌溉的自動化控制,既提高灌溉用水利用率,緩解我國水資源日趨緊張的矛盾,也為作物生長提供良好的生長環境。
1 系統構架
1.1 無線傳感器網絡
無線傳感器網絡技術應用在該節水灌溉控制系統中,其核心技術是zigbee自組網技術。zigbee是一種低復雜度、低功耗、低數據率、低成本、高可靠信度、大網絡容量的雙向無線通信技術。由應用層、網絡層、介質接入控制層和物理層組成。zigbee網絡中的設備分為全功能設備(full function device,ffd)和簡化功能設備(reduce function device,rfd)兩種[7]。zigbee網絡支持星型網、樹狀網和網狀網三種拓撲結構[8]。本系統采用混合網,底層為多個zigbee監測網絡,負責監測數據的采集。每個zigbee監測網絡有一個網關節點和若干的土壤溫濕度數據采集節點。監測網絡采用星型結構,網關節點作為每個監測網絡的基站。網關節點具有雙重功能,一是充當網絡協調器的角色,負責網絡的自動建立和維護、數據匯集;二是作為監測網絡與監控中心的接口,與監控中心傳遞信息。此系統具有自動組網功能,無線網關一直處于監聽狀態,新添加的無線傳感器節點會被網絡自動發現,這時無線路由會把節點的信息送給無線網關,有無線網關進行編址并計算其路由信息,更新數據轉發表和設備關聯表等。
1.2 系統體系結構
該系統以單片機為控制核心,由無線傳感節點(rfd)、無線路由節點(ffd)、無線網關(ffd)、監控中心四大部分組成,通過zigbee自組網,監控中心、無線網關之間通過gprs進行墑情及控制信息的傳遞[9]。每個傳感節點通過溫濕度傳感器,自動采集墑情信息,并結合預設的濕度上下限進行分析,判斷是否需要灌溉及何時停止。每個節點通過太陽能電池供電,電池電壓被隨時監控,一旦電壓過低,節點會發出電壓過低的報警信號,發送成功后,節點進入睡眠狀態直到電量充足。其中無線網關連接zigbee無線網絡與gprs網絡,是基于無線傳感器網絡的節水灌溉控制系統的核心部分,負責無線傳感器節點的管理。傳感器節點與路由節點自主形成一個多跳的網絡[10]。溫濕度傳感器分布于監測區域內,將采集到的數據發送給就近的無線路由節點,路由節點根據路由算法選擇最佳路由,建立相應的路由列表,其中列表中包括自身的信息和鄰居網關的信息[6]。通過網關把數據傳給遠程監控中心,便于用戶遠程監控管理。本文設計的基于無線傳感器網絡的節水灌溉控制系統組成框圖如圖1所示。
2 硬件設計
2.1 傳感器節點模塊
土壤水分是作物生長的關鍵性限制因素,土壤墑情信息的準確采集是進行農田的節水灌溉、最優調控的基礎和保證,對于節水技術有效的實施具有關鍵性的作用[11]。本系統傳感器節點硬件結構如圖2所示。
圖2 傳感器節點硬件結構圖
系統采用tdr-3a型土壤溫濕度傳感器,該傳感器集溫度和濕度測量于一體,具有密封、防水、精度高的特點,是測量土壤溫濕度的理想儀器。溫度的量程是-40~+80 ℃,精度為±0.2 ℃;濕度的量程是0~100%,在0~50%范圍內精度為±2%。溫濕度傳感器輸出信號是4~20 ma的標準電流環,在主控制器電路上先進行i/u轉換,然后進行a/d轉換為數字信號后通過射頻天線發射出去。電流變換器采用rcv420jp芯片,該芯片集成電阻網絡、運算放大器和標準的10 v基準電壓源,能夠將4~20 ma的電流環轉換成0~5 v的電壓輸出。
信號調理電路如圖3所示。a/d轉換器則采用低功耗射頻集成電路cc2530內部的adc轉換器[12],其采樣頻率為12位,內部有一個8通道多路開關,可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號,只選通8路模擬輸入信號中的一個進行a/d轉換。
圖3 信號調理電路圖
2.2 無線通信模塊
基于無線傳感器網絡的節水灌溉控制系統的通信系統是建立在zigbee無線通信技術和gprs的基礎上。zigbee是一種高可靠的無線數傳網絡,有2.4 ghz(全球)、915 mhz(美國)及868 mhz(歐洲)三種工作頻帶。本系統采用目前是傳感器網絡優先選擇的全球通用頻段——2.4 ghz,傳輸速率為250 kb/s,該頻段在大多數國家都無需申請許可證。
無線傳感節點(rfd)、無線路由節點(ffd)、無線網關(ffd)的通信模塊均采用cc2530芯片,在結構上也有一定的一致性,這里只詳細介紹無線網關的硬件結構。網關負責無線傳感網絡的控制和管理,實現信息的融合處理,他連接傳感器網絡與gprs網絡,實現兩種通信協議的轉換,同時監測終端的任務,并把收集到的數據通過gprs網絡傳到遠程監控中心,結構框圖如圖4所示。
圖4 無線網關硬件結構圖
網關采用華為gprs通信模塊gtm900c和ti公司的zigbee射頻芯片模塊cc2530。gtm900c gprs模塊支持gsm900/1800雙頻,提供電源接口、模擬音頻接口、標準sim卡接口和uart接口,支持語音業務、短消息業務、gprs數據業務和電路型數據業務。cc2530是zigbee新一代soc芯片,擁有多達256 b的快閃記憶體,允許芯片無線下載,支持系統編程,提供了101 db的鏈路質量,優秀的接收器靈敏度和健壯的抗干擾性。此外,cc2530結合了一個完全集成的,高性能的rf收發器與一個8051微處理器,8 kb的ram,32/64/128/256 kb閃存,以及一套廣泛的外設集——包括2個usart、12位adc和21個通用gpio(general purpose input output,通用輸入輸出)。
3 軟件設計
本節水灌溉控制系統中,監測數據與控制命令在無線傳感節點、無線路由節點、無線網關和監控中心之間傳送。傳感節點打開電源,初始化、建立鏈接后進入休眠狀態。當無線網關接到中斷請求時觸發中斷,經過路由節點激活傳感節點,發送或接收信息包,處理完畢后繼續進入休眠狀態,等待有請求時再次激活。在同一個信道中只有兩個節點可以通信,通過競爭機制來獲取信道。每個節點周期性睡眠和監聽信道,如果信道空閑則主動搶占信道,如果信道繁忙則根據退避算法退避一段時間后重新監聽信道狀態。在程序設計中主要采集中斷的方法完成信息的接收和發送。傳感器節點程序流程圖如圖5所示。
圖5 傳感器節點程序流程圖
遠程監控中心的pc端軟件用delphi設計管理界面,建立相應的數據庫,實現對土壤墑情的查詢、管理、打印以及通過gprs網絡傳遞控制命令與土壤溫濕度信息。
4 結 語
本文設計的基于無線傳感器網絡的節水灌溉控制系統,應用低成本、低功耗的zigbee無線通信技術,避免了布線的不便,提高了節水灌溉控制系統的靈活性。系統采用高精度土壤溫濕度傳感器,根據土壤墑情和作物用水規律實施精準灌溉,不但能有效解決農業灌溉用水利用率低的問題,緩解水資源日趨緊張的矛盾,而且還為作物提供了更好的生長環境,充分發揮現有節水設備的作用,優化調度,提高效益,使灌溉更加科學、方便,提高管理水平。本系統操還支持對有關參數的人工修改和遠程控制,適用于多種作物,能增加農作物的產量,降低農產品的灌溉成本,提高灌溉質量,具有很大的推廣價值。此外,配置不同的傳感器,該系統可以構成不同功能的監控網絡。
編輯整理
參考文獻
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關鍵詞：ZigBee；無線傳感器；網絡嵌入式
1 背景與設計方案
1.1 背景和意義
我國是農業大國，截止2016年全國耕地面積繼續持續在20.25億畝，全年水田、水澆地共增加235萬畝，占新增耕地面積的64.7%。同時我國還面臨著水資源缺乏的局面，節約水資源同樣是重中之重。影響農田作物生長的環境因素主要是土壤的溫度和濕度以及二氧化碳的濃度，對這些參數進行監測，及時做出相應的措施對于農作物生長至關重要[1]?？梢娹r田耕種和農田環境監測的重要性。農田監測等設施農業在國外的發達國家已經十分普遍，我國也正將設施農工業的步伐加強加大。所以農田監測是農業智能化的必經之路。
1.2 系統總體設計方案
農田監測主要是為了提供有利于農作物生長的土壤環境，土壤的溫度、濕度、PH值等是作物生長良好的保障。在北方以耐干旱的作物為主，南方主要是水稻，而北方的冬天不適合農作物生長，我們可以通過研究作物整個生長周期所需土壤條件，從而密切監測土壤環境。這樣不僅可以把握農機，不錯過任何一個作物生長的關鍵時期，就在很大程度上保證了作物的產量，并且節約了勞動力，更節省了各種資源如肥料和水。
2 ZigBee技術
ZigBee技術是目前一種新興的距離短、功耗小并且節約成本、可靠性高的雙向無線通信技術。傳輸距離10-100m，組網方式靈活、擴展性強，通信非常可靠，主要應用于農業及工業監控、智能家居、傳感器網絡等領域[2]。
ZigBee傳感器節點有三種功能，這三種功能是協調器、路由功能和終端節點。每個ZigBee網絡中只允許有一個ZigBee協調器，負責對網絡進行配置并啟動所網絡[3]；路由器負責信息的轉發，通過它可以延展網絡；終端設備可連接各種溫濕度、煙霧、酸堿度等傳感器模塊，通過網絡和監測設備進行通信。ZigBee網絡拓撲結構可以是星型的、樹型的或者網狀型等多種拓撲結構。
3 系統硬件設計
本系統是基于ZigBee的農田智能監測系統，主要監測土壤的溫濕度，所以本系統包含ZigBee的溫濕度監測路由協調器節點、終端節點和傳感器模塊組成。本系統中只設計了終端節點和協調器節點，無路由器節點，所以終端節點還需將數據轉發到其他節點。
3.1 協調器硬件設計
協調器節c采用CC2530芯片，CC2530結合了領先的RF收發器的優良性能，業界標準的增強型8051 CPU[4]，系統內可編程閃存，8-KB RAM和許多其它強大的功能。CC2530休眠模式可以通過定時器實現傳感器節點的休眠/喚醒調度，使其低功耗運行，節約能耗。
3.2 終端節點設計
終端節點通常由傳感器模塊、處理器模塊、無線通訊模塊和電源模塊組成。CC2530芯片內部集成了微處理器和無線通信模塊，傳感器模塊采用SHT10[5]。該傳感器采用了CMOSens的專利技術，將溫濕度傳感器、A/D轉換器無縫結合，使傳感器具有體積小、響應速度快、接口簡單等特點。
4 系統軟件設計
軟件的實驗包括協調器和終端兩個部分。其中協調器節點是整個ZigBee網絡的控制中心，負責網絡的組件和信息路由、鏈路協議的管理。終端節點主要負責收集信息、并進行處理、發送等。它還兼有路由的功能，將采集的數據轉發出去。同時為了節約節點能耗，當終端節點處于不收發數據狀態時，一般處于休眠狀態。
首先進行網絡的初始化，之后傳感器節點會以自組織的方式構成網絡，節點對網絡進行監聽和等待，如果收到網絡請求就為子節點分配地址，如果沒收到就繼續監聽。節點分配地址后，接受數據并發動到相應的PC機。其流程圖如圖1所示。
5 結束語
本系統采用CC2530模塊和ZigBee協議實現的一種新型無線傳感器監測系統，實現了農田土壤的溫度、濕度，設計能滿足基本的農田監測需要。能夠為農田工作者提供清晰的土壤狀態信息，同時可以結合土壤的狀況和作物生長周期的需要采取相應的措施。在實際應用中，可以根據需要擴展二氧化碳濃度、土壤PH值能其他傳感器，為精細化農業提出一種有效方案。
參考文獻
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南京農業大學，2013.
山東省沂水縣現有甜櫻桃栽培大棚204個，保護地栽培面積達13.33hm2。利用大棚栽培甜櫻桃初期，由于管理經驗不足，特別是棚內溫濕度調控不當，先期建立的幾個大棚均未成功。近年來，通過不斷總結探索，各項栽培管理技術特別是棚內溫濕度調控技術已逐漸成熟，保護地甜櫻桃的產量和質量也迅速提高。盛果期樹666.7m2產量達1000kg，4月上旬果實成熟，比露地栽培提前2個月上市，經濟效益提高5～10倍?，F將溫濕度調控標準及調控技術介紹如下。
1 溫度調控標準及調控技術
1．1 溫度調控標準
保護地栽培的甜櫻桃在其整個生長周期中對溫度的要求非常嚴格，滿足其各生育階段對溫度的需求，是甜櫻桃保護地栽培中十分重要的技術環節。從扣棚到開花要分階段緩慢升溫。扣棚后第1周為不加溫期，白天控制在8－14℃，夜間調至0～2℃，保證不結冰；第2周白天溫度為15～17％，夜間3～5℃，以后每過2－3天升高1℃；第3周白天18－19℃，夜間6－10℃；開花前白天19－20℃，夜間保持在6～10℃，花期白天19℃左右，最高不超過20℃，夜間8～9℃。花后白天溫度22－23℃，夜間8－10℃，并保持10天，以防梢葉生長與幼果爭奪營養。幼果期白天溫度控制在24～26℃，夜間14～15℃。此外，地溫的管理也非常重要，在扣棚前期，地溫每增加1℃相當于氣溫增加2～3℃的效果。如果扣棚前期地溫低而氣溫上升快，易造成先發芽后開花，梢葉生長與開花坐果競爭養分而出現落花落果，嚴重影響產量。土壤溫度管理標準可用下述經驗指標，即棚中白天溫度與夜間溫度之平均值增加1℃為適宜的土壤溫度。如果地溫難以提高，通過地下應用秸稈反應堆，或多增加牛糞的方法，能使地溫提高1－3℃。
1．2 溫度調控技術
1．2．1 及時揭苫蓋苫 晴天在日出時及時揭苫以增強光照，提高棚內溫度；下午4－5時及時蓋苫，以防止棚內熱量散失，保持溫度。一天之中的光照時間冬天不得少于7小時，春天不得少于9小時。
1．2．2 開放通風口 當棚內溫度升高過快，尤其是晴天上午10時至下午1時，要時刻觀察棚內溫度變化，高于以上要求的溫度范圍時，及時開放通風口，以降低棚內溫度；待溫度回落至正常范圍后，適當地調小或關閉通風口。下午4時一般要關閉所有通風口。便于保溫。
1．2．3 開啟取暖裝置 當溫度過低而通過上述措施升溫無法達到要求時，可用取暖爐升溫。每個棚內按體積大小放置3～5個煤球爐，上面放置水鍋燒水，可提高氣溫2℃左右。也可用火堆法，即點燃木柴升溫，但此法必須開放通風口釋放煙霧。此外，冬季或初春溫度過低時，采用回龍火道裝置來提高棚內溫度的效果很好，但設備投入大、技術含量高，操作較復雜。
2 濕度調控標準及調控技術
花期前后適宜的相對濕度如下：花前白天70％左右，夜間80％左右；花期白天50％－60％，夜間60％－70％；花后白天40％－50％，夜間50％～60％。濕度過高，容易引發霜霉病等病害；濕度過低，影響坐果，此時，可以采用小水快灌的方法來提高濕度。為了保證花芽、葉芽正常分化和開花前土壤有足夠的水分，扣棚前15－20天澆1次透水；花前10天，花后及果實硬核前補澆小水。發芽前2周開始用0.8％尿素噴干枝，隔10天再噴1次。發芽后每隔1～2天向樹上噴1次清水，以增加空氣濕度，促進發芽整齊一致?？叟锖筮m時進行中耕，摟平地面，然后鋪地膜，以提溫保濕?；ㄆ谙鄬穸鹊陀?0％時，可地面噴水增濕。果實硬核后，幼果進入迅速生長期，應及時澆水，促進幼果發育，同時需要開放通風口進行通風排濕。這一期間溫度必然有所下降，需要時刻關注棚內溫度的變化，并適當地開大或關小通風口，以使溫度保持在適宜的范圍內。果實硬核膨大前，應降低空氣濕度，并做好放風管理，防止裂果。
品種選擇
選擇原則
一般選擇質優、豐產、抗病、風味佳、休眠期短的早熟和中熟品種。
優良品種
無核白雞心、巨峰、夏黑等。
不同架式
選擇原則
籬架具有密度大，前期豐產性好，管理方便的優點，可選用“Y”型籬架、“「”型籬架和“F”型籬架。棚架便于機械化管理和立體栽培，花芽分化不好，長勢強，坐果率低的品種可采用小棚架、大棚架和“T”型棚架。
籬架
南北栽植株行距0.3～0.5×2 m，離東西墻和南邊緣各1 m，架高1.5～1.8 m。
棚架
東西栽植株行距0.5～1.0×2 m，離東西墻和南邊緣各1 m，架面高1.8～2.0 m，第二年結果后可逐漸間伐。
栽植技術（3月～4月）
栽前準備
挖定植溝
按適宜株行距挖深60～80 cm，寬80～100 cm的定植溝，將底土和表土分開，首先回填20～30 cm厚的秸稈雜草，然后將20 m3/667m2腐熟農家肥和表土混勻后填入，填到離地面10 cm時，順溝撒過磷酸鈣100 kg/667m2，然后將定植溝用疏松熟土填平，隨后澆水將定植帶沉實修整。起40 cm高，80～100 cm寬的定植壟。閉嚴風口升高溫度，2～3 天后定植。
苗木選擇
選用充分保證其純度，側根數為6 條以上，側根長為20 cm以上，側根基粗為0.2 cm以上，側根分布均勻、舒展，有較多小側根及須根，枝干充分成熟，飽滿芽眼3～5 個，粗度0.5 cm以上，接口10～15 cm，無病蟲害和機械損傷接口愈合良好的優質嫁接苗。
苗木處理
按大小和質量進行分級，浸水12 h，剪留20～25 cm，剪新茬后蘸泥漿（泥漿配方：生根粉+殺菌殺蟲劑+水+土）。
栽植方法
大苗定植在溫室的北面，小苗定植在溫室的南面，在定植壟上按定植點挖深寬各20～30 cm的栽植坑，在坑中作出饅頭狀土堆，使定植穴深度在10 cm左右，將苗木根系舒展放在土堆上，栽植深度不易過深和過淺。當填土超過根系后，輕輕提起苗木抖動，使根系周圍不留空隙。深度以苗木原根莖部（原土印處）與定植溝面相平為宜?？犹顫M后，踩實，在壟上順行開溝灌足水，待水滲下后，覆蓋地膜。
促長期管理（3月～6月）
溫度
在萌芽展葉前，氣溫控制在20 ℃以下，地溫控制在18～25 ℃之間。如果氣溫與地溫調控適宜，經過25 天左右苗木即可萌芽展葉。展葉后白天25～28 ℃，夜間10 ℃以上。6月份后除棚膜，變為露地管理。
肥水
待苗木長到8 片葉時，每667 m2撒施10～15 kg氮肥為主的復合肥2～3 次，或每隔15～20 天噴施0.2%尿素1 次，并及時足量灌水。同時根據情況可噴施多元微肥和施用菌肥。
修剪
“Y”型籬架 定植當年，苗木長到10 cm左右時開始抹芽，每株選留1 個壯梢做主干或主蔓，到30 cm左右時進行摘心，選2 個健壯副梢做主枝，其余副梢抹除。兩主枝60 cm左右時摘心，頂部2～3 個副梢保留3～5 片葉摘心，其余副梢保留1～2 片葉反復摘心。
棚架 定植當年，苗木長到10 cm左右時開始抹芽，每株選留1 個壯梢做主干或主蔓，到180 cm左右時摘心。頂部2～3 個副梢保留3～5 片葉摘心，其余副梢保留1～2 片葉反復摘心。
控長期管理（7月～9月）
溫度
當年的葡萄生長期短，生長量小，花芽形成時間也較晚，應在受霜凍前扣棚保溫。
肥水
7月以后追1～2 次以磷、鉀肥為主復合肥15～20 kg，或噴施0.3%的磷酸二氫鉀3～4 次，針對缺素情況噴多元微肥，9月施有機肥5 m3/667m2。
修剪
摘心、副梢處理。
病蟲害
噴波爾多液、代森錳鋅或甲托等2～3 次防治白粉病、霜霉病等。
休眠期管理（10月～11月）
溫度
外界夜溫低于8 ℃時，采取逐漸降溫的方式進行降溫落葉休眠，使溫室內溫度控制在3～7 ℃，完成需冷量（7.2 ℃小時數）。
灌水
灌足封凍水。
修剪
副梢全部剪除，結果枝和延長梢回縮到預計剪留處，如果枝條不成熟或過細，應適當重回縮。
病蟲害
及時清掃溫室內枯枝落葉，剪除病殘體，集中深埋或燒毀。
萌芽期管理
（12月上旬～1月上旬）
溫濕度
第一周要實行低溫管理，白天保持在20 ℃左右，夜間5～10 ℃。一周后要逐漸提高溫度，一直到臨萌動時為止，白天可升到28～30 ℃夜間保持在13～15 ℃。催芽期間要求空氣相對濕度90%以上，土壤相對濕度70%～80%。萌芽80%左右時，要及時通風換氣，使空氣濕度降下來，保持在60%左右。
肥水
萌芽前，在葡萄兩側挖深8～10 cm溝，施尿素30 g/株，并立即灌水。
破眠
在升溫前一周把石灰氮加水5～8倍，不斷攪拌，4～6 h后取上清液用刷子或粗毛筆涂抹中上部冬芽，上部2 個芽不要涂抹。
病蟲害
噴5～6波美度石硫合劑，消滅越冬病蟲源，2.5%溴氰菊酯乳油3000倍液防治綠盲蝽。
新梢生長期管理（1月中旬～2月中旬）
溫濕度
白天25～28 ℃，夜間13～15 ℃，空氣相對濕度要求60%左右，土壤相對濕度要求70%～80%為宜。
肥水
花前，施尿素、磷酸二銨30 g/株，并立即灌水。
修剪
第一次抹芽在新梢能分開強弱時，抹去過強過弱的枝以及多余的發育枝、副芽枝和隱芽枝，使留下的新梢整齊一致。第二次抹芽在能分開花卷須時，按留枝密度定梢。在新梢長到40 cm左右時綁枝 。
在花前2～3 天摘心，一般可根據樹勢和新梢長度，花上保留4～7 片葉摘心。
病蟲害
噴70%甲基托布津可濕性粉劑800～1000倍液或70%代森錳鋅可濕性粉劑1000倍液，防治黑痘病、灰霉病、穗軸褐枯病。
花期管理（2月下旬）
溫濕度
白天25～28 ℃，夜間16～18 ℃，不低于14 ℃，不得高于35 ℃?？諝庀鄬穸纫?0%左右，土壤相對濕度要求65%～70%為宜。
肥水
開花期間不宜灌水，否則會引起落花落果，可葉面噴硼、鋅等。
修剪
每個結果枝留1 個良好的花序，在花序不足的情況下，旺枝可留2 個花序，其他花序疏除。對緊穗品種一般剪去副穗和上部幾個大的小穗，掐去穗尖，保留中部14～16 個小穗即可。對散穗品種則按留果標準保留6～7 個小穗。
膨大期管理（3月～4月）
溫濕度
白天25～28 ℃，夜間18～20 ℃?？諝庀鄬穸纫?0%～60%左右，土壤相對濕度要求70%～80%為宜。
肥水
坐果后果實迅速膨大期以氮肥為主，磷鉀肥為輔肥料40 kg/667m2。在漿果著色前以磷、鉀肥為主肥料30 kg/667m2，及時灌水。在幼果期間，每隔10～15 天葉面噴布一次0.3%的尿素或以氮素為主的葉面肥，果實著色后每15 天左右噴施一次0.3%～0.5%的磷酸二氫鉀。
修剪
果穗以下副稍全部去掉，頂端2 個副稍留3～5葉反復摘心，其余留1葉反復摘心。果粒赤霉素膨大處理并進行疏粒，果粒綠豆大小時，疏去畸形果、小果、病蟲果以及比較密擠的果粒，使全穗果粒分布均勻，如紅地球每穗留80～100 粒，黃豆粒大小時第二次疏粒，每穗留60～80 粒。
病蟲害
疏果完成后，噴1 次殺菌劑，噴完藥后，待干后即可套袋，最好隨干隨套，若不能流水作業，噴完后兩天內應套完，間隔時間過長，果穗易感病，會在袋中爛果，套袋時，盡量避免用手觸摸、揉搓果穗。同時注意防治霜霉病、黑痘病、灰霉病等。
成熟期管理（5月上旬～6月上旬）
溫濕度
白天28～32 ℃，夜間14～16 ℃，晝夜溫差10 ℃以上 。要求空氣相對濕度50%～60%，土壤相對濕度55%～65%為宜。
肥水
忌缺水缺肥，又忌大水大肥。
修剪
及時對各級副梢進行摘心，并去除卷須。
病蟲害
防治白腐病、黑痘病、灰霉病、霜霉病等。
采收期管理（6月中旬～8月下旬）
溫濕度
白天28～30 ℃，夜間10～12 ℃。要求空氣相對濕度50%～60%，土壤相對濕度55%～65%為宜。
肥水
采收前注意控水肥，以利糖分積累，提高品質。
修剪
摘心、副梢處理，及時摘除樹體下部已黃化的的葉片和病果。紅色品種可在采收前10天左右去袋，以增加果實受光，促進著色良好。紫色品種一般不需要去袋，也可以通過分批去袋的方法來達到分期采收的目的。另外，如果使用的紙袋透光度較高，能夠滿足著色的要求，也可不去袋，以生產潔凈無污染的果品。
采收
根據市場行情分期分批采收，按市場標準分級包裝。采收的同時用疏果剪剪去有病蟲傷、碰壓傷、畸形果及未熟的小青粒。
采收后管理（6月中旬～10月中旬）
溫濕度
采后逐漸揭除棚膜，變為露地管理。
肥水
采收后，施腐熟的優質雞糞、豬糞等農家肥或餅肥等有機肥5 m3，同時混施氮、磷、鉀復合肥40 kg/667m2，施肥后及時灌水。噴施多元葉面肥。
修剪
結果枝外移需更新時，將更新枝留1～3 個飽滿芽進行重短截，逼迫冬芽萌發新梢，也可去除結果枝，選用預備枝，培養為翌年的結果母枝，疏除過密枝，剩余新梢或原結果母枝落葉后再疏除或回縮。
關鍵詞：溫濕度調控；栽培管理；藥劑防治
中圖分類號： S508 文獻標識碼：A
隨著冬季的來臨，溫室蔬菜生產進入一個高峰期，阜新市2013年溫室蔬菜栽培面積繼續擴大，并且蔬菜的價格也比往年偏高，冬季生產蔬菜必將給農民帶來較好的經濟效益。但由于冬季的氣候條件的制約，低溫、弱光的陰雨雪天氣經常出現，導致作物生長緩慢，對病害的抵抗能力有所下降，低溫高濕型病害，如霜霉病、灰霉病、白粉病、疫病等病害容易發生流行，給蔬菜生產造成嚴重影響。
冬季蔬菜生產要想控制好病害，不造成大的病害流行，要調控好溫室內溫濕度條件，要加強栽培管理，在病害發生初期要及時用藥，做到以上3點才能保證蔬菜的產量和品質，取得更好的經濟效益。
1 溫室內溫濕度條件的調控
1.1 溫室內溫度的調控
冬季溫室生產中溫度管理主要是盡力提高室溫和地溫，保障作物的健壯生長，增強植株的抗病能力?？梢圆扇〉拇胧┲饕校喊滋煲ＷC充分采光，盡量早揭晚蓋草苫來增加光照時間，提高棚內溫度。夜間要注意防寒保溫，在低溫持續期間，要增加草苫的鋪蓋厚度，最好是在2層草苫之間加蓋1層塑料薄膜，也可以在草苫上加蓋保溫被，這些措施都能起到很好的保溫作用。另外，夜間在溫室底角的外面用稻草苫或是麻袋等覆蓋物覆蓋，也能起到一定的保溫作用。為了提高地溫，可在溫室前外側，挖35cm寬、35cm深的防寒溝，溝內四周鋪上舊塑料薄膜，內填鋸木、玉米秸等填充物[1]。
1.2 濕度調控
濕度控制是冬季溫室蔬菜病害防治的關鍵，也是決定性因素，如果濕度控制不好很容易導致一些高濕型病害流行蔓延，引起巨大損失。濕度管理主要做到以下幾點：
1.2.1 注意通風排濕
在保證溫室內溫度不低于23℃的前提下，注意多放風，排出濕氣，使溫室內的空氣相對濕度不超過75%。
1.2.2 合理澆水
澆水要盡量選擇在晴天上午進行，采用小水勤澆的辦法，控制澆水量，不能大水漫灌，澆水后要適當的通風，排除濕氣。推薦在溫室內鋪設滴灌管，大量調查表明采用滴灌澆水的棚室一些常見病害的發生程度要比直接澆水的棚室輕很多，而且還可用滴灌設備直接進行追肥，節省了勞動力。
1.2.3 選用無滴膜
選用無滴膜可以減少薄膜表面的聚水量，明顯降低溫室內濕度，并且由于沒有大量的水滴這樣可以使薄膜的透光更好，有利于提高棚內溫度。
1.2.4 采用地膜覆蓋
在溫室內采用地膜覆蓋種植蔬菜可以減少土壤水分的蒸發，從而減少灌溉的次數，達到降低棚內空氣濕度的目的。
1.2.5 合理密植
溫室內種植蔬菜時要掌握好定植密度，過低則會影響產量，過高則不利用通風透光，不利于降低空氣濕度。
1.2.6 注意施藥方法
噴施農藥要選擇在晴天上午進行，陰雨雪天或棚內濕度過大時盡量采用煙劑和粉劑防治病害，減少使用噴霧法，煙劑和粉劑不但防病效果好，而且不增加棚內濕度，還具有成本低、省工、省時的優點。
1.2.7 人工吸濕
在溫室內行間撒一些稻草、麥秸、玉米秸稈等可有效的降低溫室內的濕度。這些人工鋪設物夜間可吸收地面散發的水分，白天再蒸發到空氣中，通過放風排出，從而達到降低濕度的目的。
2 栽培管理措施
在冬季溫室蔬菜生產中溫濕度條件不良的情況下，預防病害的發生，栽培管理措施就顯得尤為重要。只有加強栽培管理，促進植株健壯生長，提高植株的抗病能力，才能避免病害流行危害。主要的栽培管理措施有：采用高畦種植，盡量降低棚內濕度，并要開好排水溝系，確保棚內無積水。蔬菜定植時要増施有機肥或生物菌肥，配合施用化肥，保證植株養分供應，增強植株的抗病能力[2]。日常田間管理時要及時摘除病、老葉，以利通風透光，減少田間菌源，將摘下的病、老葉帶出田外深埋或燒毀。對于灰霉病發生較重的棚室，可以在田間管理的同時把未脫落的花瓣、柱頭及時摘掉可以減輕灰霉病的發生。
3 藥劑防治
冬季溫室蔬菜病害的防治，要在加強溫濕度調控、加強栽培管理的基礎上及時采用化學藥劑防治，爭取把病害消滅在初級階段，防止病害大面積擴散蔓延。在蔬菜發病初期，根據蔬菜發病情況，明確致病菌類別后馬上選用藥劑進行防治，爭取在最短時間內清除病菌。
根據近幾年在棚室調查和試驗中了解到的藥劑防情況，推薦采用以下藥劑進行針對性的防治。
3.1 霜霉病的防治藥劑
克露600倍液、安克錳鋅1000倍液、普力克800倍液。
3.2 白粉病的防治藥劑
特富靈1500～2000倍液、翠貝2500～4000倍液、世高1500倍液、福星2000～3000倍液、達克寧600～700倍液、十三嗎啉（茄果類不能用）3000～5000倍液。
3.3 灰霉病的防治藥劑
速克靈1000～1500倍液、農利靈1000～1500倍液、施撲海因1000～1500倍液等。
3.4 疫病的防治藥劑
乙磷鋁200倍液、普力克800倍液、安克錳鋅1000倍液等。
另外，要注意當棚內濕度較大時，盡量選擇煙劑熏蒸或粉塵法施藥防治，減少使用噴霧法防治。生產上常用的煙劑有百菌清煙劑、一熏靈煙劑、速克靈煙劑、殺毒礬煙劑等，煙劑使用時一定要嚴格按照說明進行，不可隨意加大藥量，否則易熏掉蔬菜的花蕾或產生葉面藥害。
參考文獻
[1] 李惠明. 蔬菜病蟲害防治實用手冊[M].上?？茖W技術出版社，2001.
關鍵詞：煙草；漂浮育苗；存在問題；對策
中圖分類號 S572 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）19-55-02
煙草漂浮育苗是近幾年推廣的一項先進的育苗方式。由于其具有育苗效率高、整齊度高、煙苗素質高、防治病害特別是煙草病毒病的發生、消除早花等效果，受到廣大煙農歡迎，在全國各地推廣應用面積較大[1]。廣東省煙草南雄科學研究所于2001年開始引進該項技術，開展了相關的試驗研究，篩選出了結合我省實際的漂浮育苗基質和營養液配方，探索出一套適宜我省生態條件的較完善的漂浮育苗技術體系。采用邊試驗邊示范推廣的方法在全省各煙區推廣應用，2006年全省推廣面積約5 500hm2，占種植面積的30%左右，總體取得了成功，但在推廣過程中仍然存在一些問題，未能體現漂浮育苗的優勢，影響了漂浮育苗技術的推廣應用。本文針對我市漂浮育苗存在的問題進行原因分析，并提出相應對策建議，為今后漂浮育苗推廣應用提供參考。
1 存在問題及原因分析
1.1 苗期過長 漂浮煙苗的要求苗床期60～70d[1]，而我市漂浮育苗苗期普遍在80～90d。分析原因主要是受低溫的影響，一般幼苗生長最適溫度在18℃～25℃，低于15℃生長受抑制[2]。我市煙區育苗時間一般在11月下旬到2月下旬，苗期溫度變化為高-低-高，其中1月氣溫全年最低，平均氣溫在10℃以下，漂浮池水溫更低，氣溫偏低加上光照不足，造成了煙苗生長緩慢，苗期過長。
1.2 煙苗素質不高 劉國順等[1]提出漂浮苗壯苗的特征：單株葉數7～9片，單株葉面積150cm2 左右，葉色綠或濃綠，葉片稍厚，抗旱性好；煙苗根系發達，單株根系達300條以上，單株根干重0.05g以上；莖高8～15cm，柔韌性好。目前我市煙區培育的漂浮苗基本上能夠達到以上要求，但還存在莖高較短、韌性不夠、根系不發達等煙苗素質不高的問題，這可能與剪葉不當與鍛苗不夠有關，需進一步研究。同時莖高過高與目前推廣的膜下移栽對煙苗的要求相矛盾，值得商榷。
1.3 苗床管理質量不高 苗床管理的質量是漂浮育苗的關鍵[1]。苗床管理包括溫濕度管理、間苗、定苗、補苗、剪葉、鍛苗、病蟲害防治等。我市漂浮育苗苗床管理主要存在溫濕度管理不到位、剪葉不當和鍛苗不夠等問題，對培育壯苗有一定的影響。主要原因是由于漂浮育苗與常規育苗的技術跨度較大，技術人員和煙農對漂浮育苗管理技術掌握不到位。
1.3.1 溫濕度管理不到位 我市育苗期間氣候多變，氣溫驟升驟降，對苗床溫濕度管理帶來一定的難度。部分煙農仍然沿用常規育苗的管理方法，苗床溫濕度管理不到位，易出現冷害和熱害現象，造成死苗、缺苗。
1.3.2 剪葉不當 剪葉是漂浮育苗過程中的一項必要的措施[1]。經過剪葉處理，達到“控大促小”和“控上促下”的作用，使煙苗生長均勻一致，促進根系生長發育，提高煙苗的素質。當前我市漂浮煙苗剪葉過程中普遍存在剪葉過重或過輕、剪葉次數不夠的問題。有些剪葉過重，僅剩下莖桿和心葉，造成煙苗生長緩慢；有些剪葉過輕和剪葉次數不足，造成煙苗素質達不到壯苗標準。同時，剪去腳葉比較費時費工，一般都沒有進行，對煙苗的通風透光和壯實程度也有一定的影響。
1.3.3 鍛苗不夠 鍛苗是培育壯苗的重要措施。鍛苗可以提高煙苗的抗逆性和根系活力，從而提高煙苗素質和大田移栽的成活率[1]。我市漂浮育苗存在鍛苗程度不夠的現象，普遍沒進行斷水斷肥鍛苗處理，對培育壯苗也有一定的影響。
1.4 栽后還苗期長 由于漂浮苗生長在水中，對大田土壤環境有一個適宜過程，我市主要植煙土壤易板結、成塊狀，加上煙苗根系不發達、煙苗素質差、移栽時容易傷根等原因，漂浮苗普遍存在移栽后還苗期長的問題。這可能與漂浮苗素質不高和移栽技術有關。
1.5 苗成本過高 據廣東省煙草南雄科學研究所核算，我省漂浮煙苗每667m2成本在4～75元，其中物資成本占70%以上，目前全部由煙草公司補貼，投入成本過高，一旦取消補貼，煙農難于承受。漂浮育苗所需的主要物資有塑料薄膜、漂浮盤和漂浮育苗基質等，近年（下轉58頁）（上接55頁）來，隨著塑料薄膜、泡沫和泥炭土等價格不斷上漲，造成投入漂浮育苗成本過高。
2 對策建議
2.1 提高苗棚溫度，縮短苗期 根據海拔高度對氣溫的影響，我市應在海拔相對較低的地方進行漂浮育苗；同時選擇背風向陽的地方建育苗棚，有條件的盡量采用中棚進行漂浮育苗，適當降低漂浮池水位的深度以提高水溫，在溫度偏低時，最好加蓋草席和在中棚內加置小棚以增加溫度。
2.2 加強苗床管理，提高煙苗素質 加強技術培訓與指導，使廣大技術員和煙農盡快掌握漂浮育苗技術要求。同時要加強苗床管理，提高苗床管理質量。在溫濕度管理方面，我市漂浮育苗前中期以保溫為主，以提高出苗率和促進煙苗生長；后期氣溫偏高（超過30℃）應及時揭膜通風降溫排濕。要求剪葉達到3～4次[1]，有條件的盡量剪去腳葉。當煙苗達到成苗要求，應及時進行鍛苗，可采取揭膜通風和斷水斷肥進行鍛苗，鍛苗時間應在7d以上。
2.3 結合膜下移栽，縮短還苗期 加強煉苗鍛苗，進一步改善煙苗根系，提高煙苗抗逆性和根系活力，從而提高煙苗的素質。選擇在陰天或雨天移栽，同時移栽時土壤要細碎，淋足定根水，結合膜下移栽方法，以提高大田移栽成活率，縮短還苗期，促進煙株前期生長。
2.4 充分利用當地資源，降低育苗成本 在平原煙區進一步開展小棚漂浮育苗探索，降低育苗大棚建設成本。積極利用本地資源，如谷殼、花生苗等植物殘體，經過炭化或腐熟，替代部分泥炭土做基質原料，以進一步降低育苗基質成本。
參考文獻
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關鍵詞：無線傳感器網絡；綠色蔬菜；生長環境；實時監控
DOIDOI：10.11907/rjdk.162206
中圖分類號：TP319
文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2016）011016703
0 引言
綠色蔬菜生產過程中會受到溫濕度、CO2濃度、土壤PH值、光照強度等環境因素的影響，將信息技術應用到綠色蔬菜的生產過程中，可以準確、高效地采集和調控各類環境數據，對提高綠色蔬菜的產量和質量有著重要作用[1]。傳統基于有線方式的綠色蔬菜生長環境監測系統布線難度大、傳輸距離短、成本高，難以實現有效的推廣應用[2]。
無線傳感器網絡因其自主性組網、低功耗分布式監控、無線數據采集與傳輸等特點，可以很好地解決有線網絡的諸多不便，因此在農業生產過程中得到了廣泛應用[3]。本文設計并實現了一種基于無線傳感器網絡的綠色蔬菜實時監控系統，該系統利用近距離的ZigBee無線數據采集技術和遠距離的GPRS無線數據傳輸手段，以及基于B/S模式的遠程監控軟件，實現了綠色蔬菜生產過程中溫濕度、CO2濃度、土壤PH值、光照強度等環境數據的實時采集和監控。
1 系統結構設計
根據物聯網的三層體系結構，設計了含有感知層、網絡層、應用層的基于無線傳感器網絡的綠色蔬菜生長環境監控系統體系結構，整個系統主要包括數據采集終端節點、ZigbeeGPRS網關和遠程后臺監控軟件，如圖1所示。
（1）數據采集終端節點主要實現：采集并上傳綠色蔬菜生長環境中的環境數據，如：溫濕度、CO2濃度、土壤PH值、光照強度；接收并執行遠程后臺發送的控制指令[4]。節點之間通過Zigbee協議組網，并根據不同網絡現狀進行動態拓撲，從而維持整個數據網絡的穩定通信。
（2）ZigbeeGPRS網關主要實現：以Zigbee協議方式接收數據采集終端節點所上傳的數據，進行匯聚后，以GPRS方式傳輸到遠程監控軟件進行處理和分析；以GPRS方式接收遠程后臺發送的控制指令，進行解析處理后，以Zigbee協議方式發送給數據采集終端節點。同時，ZigbeeGPRS網關還定時發送心跳包數據采集終端節點的狀態信息，并反饋給后臺監控軟件[5]。
（3）遠程后臺監控軟件主要實現：處理并分析由ZigbeeGPRS網關傳輸過來的數據信息，并將處理結果進行存儲和顯示；對數據采集終端節點所采集的現場環境數據進行分析后，根據不同綠色蔬菜生長所需的環境數據，發送相應的控制指令，控制現場執行機構的工作狀態，從而動態調節環境參數。
2 系統設計與實現
2.1 數據采集終端節點設計與實現
在設計數據采集終端節點時要充分考慮低功耗和無線傳輸的高可靠性，因此選擇恩智浦的32位ARM+RF一體化低功耗芯片KW01作為數據采集終端節點的主控MCU，該芯片內部集成了ARM CortexM0+內核的KL26微控制器和SX1231RF無線收發器，運行速率高達48 MHz，擁有128KB Flash和16KB SRAM，內置了10路16位ADC采集模塊，以及符合IEEE 802.15.4規約的Zigbee協議棧，可以充分滿足現場數據采集ZigBee網絡低功耗、近距離、雙向傳輸的需求[6]。基于KW01的數據采集終端節點的硬件結構如圖2所示，主要包括KW01 MCU最小系統、2.4GHz功率放大模塊、電源管理模塊、接口電路、各類傳感器等。
綠色蔬菜生長環境數據采集中，空氣溫濕度傳感器選用數字化溫濕度傳感器SHT10，該傳感器數據采集精度高，含有已校準的、支持I2C總線的數字信號輸出，且接口電路簡單；土壤溫濕度傳感器選用TDC220D，該傳感器內嵌微控制器，支持I2C總線的數字信號輸出，可以同時測量土壤溫度和濕度；CO2濃度傳感器選用CGS3100，該傳感器采用NDIR技術測量空氣中的CO2濃度，可以同時支持UART、I2C總線；土壤PH值傳感器選用NHPH49，該傳感器集成度高、體積小、功耗低，可以同時支持UART、RS232、RS485、I2C總線；光照傳感器選用光強數字轉換芯片TSL2561，該芯片功耗低、量程寬、可編程配置、抗干擾能力強，支持I2C總線的數字信號輸出。
2.2 ZigbeeGPRS網關設計與實現
在設計ZigbeeGPRS網關時考慮：①能夠通過Zigbee協議與數據采集終端節點實現穩定通信與信息交互；②能夠通過GPRS方式與遠程后臺監控軟件進行穩定通信并交互信息；③能夠在數據采集終端節點與遠程后臺監控軟件之間起到穩定的實時上傳下達數據的功能，并且也保證了低功耗節能要求。
基于以上基本要求，ZigbeeGPRS網關的主控MCU選用恩智浦的基于ARM CortexM4內核的K64芯片，該芯片運行速率高達120MHz，擁有1M Flash和256KB RAM，采用無晶振USB設計，可以充分滿足低功耗處理、高存儲器密度的應用；ZigbeeGPRS網關的Zigbee通信模塊選用與數據采集終端節點一致的KW01芯片；ZigbeeGPRS網關的GPRS模塊選用華為的CM320模塊，該模塊基于CDMA2000 1X空中接口，采用MSM6025系列套片，可以完成全部無線接收、發射、基帶信號處理和音頻信號處理[7]。
ZigbeeGPRS網關的硬件結構如圖3所示，主要包括K64主控MCU、KW01無線收發模塊、華為CM320 GPRS模塊和電源管理模塊，K64主控MCU與KW01無線收發模塊之間通過SPI方式進行通信，K64主控MCU與華為CM320 GPRS模塊之間通過RS232方式進行通信。
ZigbeeGPRS網關需要通過Zigbee方式從數據采集終端節點獲取環境數據，同時還要通過GPRS方式將環境數據上傳到遠程后臺監控軟件，所以在ZigbeeGPRS網關的軟件設計中創建3個線程，分別為主控線程、Zigbee無線通信線程和GPRS無線通信線程。其中主控線程主要負責ZigbeeGPRS網關的穩定運行并協調另外兩個線程；Zigbee無線通信線程負責接收KW01無線收發模塊所接收的數據并給KW01無線收發模塊發送控制指令；GPRS無線通信線程負責將接收到的數據上傳至遠程后臺監控軟件以及接收遠程后臺監控軟件發送來的控制指令。ZigbeeGPRS網關的軟件控制流程如圖4所示。
2.3 遠程后臺監控軟件設計與實現
遠程后臺監控軟件主要由服務器軟件、數據庫、Web服務器接口組件組成。其中服務器軟件選擇在Visual Studio 2013集成開發環境下利用C#語言編寫，其主要接收并處理ZigbeeGPRS網關所上傳的現場環境數據，將處理結果顯示在頁面上，以及向ZigbeeGPRS網關發送控制指令，同時將數據和控制指令存儲到數據庫中；數據庫選擇SQL Server 2008，用來存儲現場環境的歷史數據和實時數據，以及相關配置信息和控制指令；Web服務器接口組件選擇Microsoft的Internet Information Server 7.0（IIS7.0），使用語言進行開發。
3 結語
針對當前綠色蔬菜生長環境監測的需求，設計了將Zigbee無線傳感器網絡與GPRS相結合的綠色蔬菜生長環境監測系統。該系統實現了數據信息的實時采集、傳輸和匯聚，以及分析處理，可以使人們精確地獲取綠色蔬菜生長環境信息，包括溫濕度、CO2濃度、土壤PH值、光照強度等，從而在實際生產過程中減少人工測量誤差，降低綠色蔬菜成本，同時也保障了綠色蔬菜的產量和質量。后續將在該系統的基礎上，進一步引入大數據分析方法，為綠色蔬菜生產提供智能決策和自動控制。
參考文獻：
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關鍵詞：低溫膠片庫溫濕度控制凝結水新風比
Abstract: some special material to room air temperature and humidity has strict requirements, air conditioning design should not only advanced technology and to give consideration to the construction and operation cost, in addition, renovation engineering of the easy negligence and some of the place. In this paper, the two cases of underground low temperature film library air conditioning design problems in the final analysis and improvement scheme is discussed, and for similar project reference and references, and hope to get counterparts and experts to correct.
Key words: low temperature film library, temperature and humidity control, condensate water, new air ratio
中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：
案例一：
一、空調設計概況
本工程為地下膠片庫改造工程，庫間為建于上世紀70年代的地下二層人防工程，原有空調系統設備已老化，且不能滿足新的溫濕度要求。本次改造的溫度要求為5±1℃，濕度要求為45±5%，并增加了改善地下空氣質量的要求?？照{設計的室外計算參數為：夏季空調室外計算干球溫度33.6℃，夏季空調室外計算濕球溫度26.4℃?？照{系統采用了全空氣雙風機系統，因為此項目地處人防地下室，設置新的空氣進出口困難，地下空調機房只有現有的兩個Φ500的空氣進出口，所以利用空調系統排風作為轉輪除濕機的再生風，全空氣空調系統的新風比為10%。選用了4臺組合式直接蒸發空調機組，冷源為4臺螺桿式水冷壓縮機組，選用2臺冷卻塔為壓縮機組冷凝器降溫。各空調系統原理圖如下：
二、出現的問題及解決方案
該系統在夏季試運行期間，各庫間溫濕度符合設計要求，但出現了與庫間連接的人防通道及新風進風管內部明顯結露的情況，并且在加強了人防通道防護門的密閉措施后，仍不能減少結露的情況。經過勘察現場情況及詢問維護人員，發現如下問題：原設計因為庫內新排風系統與除濕機再生風系統結合設置，為滿足再生風風量的需要，新風量取的較大，為10%，新風負荷亦較大，試運行期間為了節約運行費用，采取了不開新風機，只開排風機的方式，使整個庫間處于負壓狀態，室外濕熱空氣從各通道門縫無組織進入庫區，而地下通道墻壁溫度低于室外空氣露點溫度，導致了通道的結露。
1、通道結露的解決方案
為了緩解通道結露的問題，首先應阻擋夏季室外熱濕空氣無組織進入庫區，除了在各通道設保溫門進行阻擋外，空調系統應保證庫區處于微正壓狀態。為了在不增加空調運行費用的前提下保證正壓，需將除濕機再生風系統與庫內新風系統斷開，使除濕機再生風直接從新風管上取風。空調系統新風風閥關小，使新風比約為5%，排風直接連接至排風管。這樣既能保證除濕機正常運行，又可以保證庫區不產生負壓，又不會對運行費用造成較大負擔。在空調機房的管道及閥門控制上做了局部修改，其主要內容有如下幾點：
（1）、從機房內原有新風干管接出支管接入各除濕機再生風入口，將此入口風閥由手動改為電動，控制要求為：
任一除濕機開，對應風閥開；
任一除濕機關，對應風閥關；
新、排風機加變頻器，使風機風量隨除濕機的啟停情況進行增減，使空調新風比維持在固定值。
（2）、在夏季空調制冷工況下，將1#空調機房各空調系統原有新風進風手動閥門關小，使新風比為5%。
（3）、將1#空調機房各空調系統直接面向空調機房的排風口延伸至排風管，管徑同原有風管，排風手動閥門關小，使排風比為4%。
（4）、施工調試時要求測試地面新、排風口風量，要求通過調節風閥等手段使排風口風量小于新風口風量。
2、新風管內表面結露的解決方案
因為本工程為現有地下人防工程，設計時受現狀的局限較大，因此原設計新風管利用了現有的一根柴油發電機排煙管，此管道約有20米管段埋設于土壤中，夏季溫度較低，但新風管在風機開啟后不可避免的會有室外熱濕空氣不間斷的通過，風管內也不斷的會有凝結水，地下管道內長期結露會引起發霉，嚴重影響庫內空氣質量。
為從根本上解決這一問題，將室外新風在進入地下管道之前進行冷卻除濕處理，即可避免管道內結露的情況發生。 現選用一臺自帶冷源的風管送風式空調，安裝在新風入口處，室外新風經過空調器冷卻除濕后進入埋地新風管。
修改后的風系統原理如下圖：
案例二：
一、空調設計概況
本工程為新建地下膠片庫工程，設計的庫間溫度要求為5±1℃，濕度要求為45±5%?？照{設計的室外計算參數為：夏季空調室外計算干球溫度33.6℃，夏季空調室外計算濕球溫度26.4℃?？照{系統采用了全空氣雙風機系統，為了響應國家節能政策及節約運行費用，設置了新排風換氣機，將新風與排風進行熱交換后送入轉輪除濕機，又因為此項目地處人防地下室，設置空氣出入口困難，所以利用經過新排風換氣機換熱的系統排風作為轉輪除濕機的再生風，全空氣空調系統的新風比為固定新風比5%。系統回風在除濕機前、后，分兩次回風。選用了2臺組合式直接蒸發空調機組（一用一備），冷源為4臺螺桿式水冷壓縮機組（兩用兩備），選用2臺冷卻塔為壓縮機組冷凝器降溫（一用一備）?？照{系統選用 Honeywell 公司的 EBI系統進行自動控制?？照{系統及其控原理圖如下：
二、出現的問題及解決方案
在此膠片庫投入試運行后，由于當年夏季北京市出現了罕見的長時間的“桑拿天氣”，室外空氣的含濕量已遠遠大于原設計所依據的空調設計規范中規定的數值，新風相對濕度達到了90％以上，超過了原空調系統的調節能力，導致地下膠片庫的相對濕度檢測值，在除濕機滿負荷運行的情況下仍不達標。在設備已經訂貨安裝到位的情況下，除濕機不可能進行更換，此外，空調機房空間緊湊，也沒有條件增加除濕設備。又由于本工程新排風管與除濕機再生風是串聯的，如果直接關小新風閥，將導致除濕機的除濕能力降低，也不能解決庫間濕度超標的問題。
針對這一情況，本設計對此機房進行了局部管道和閥門的修改，使空調系統在室外氣象參數異常的情況下，庫間溫濕度仍能滿足設計要求。具體修改措施如下：將系統新風、排風風閥改成電動可調，可根據室外溫濕度的變化自動調節風閥開啟度，在室外濕度過大和過小時關小新排風閥，減小室外濕度對庫溫的影響，保證片庫內恒定的溫濕度，并通過空調機房內風管的局部改造，使與新排風串聯的除濕機正常運轉。具體修改措施為：1.在新風換氣機進出口附近的風閥①②④增加電動調節功能，在新風進風管上接出一段旁通管，并在此管上配備電動調節閥③，此4個電動閥按下表進行設置和調試：
修改后的風系統原理圖如下：
結語
