日光温室内遮阳系统设计

日光温室内遮阳系统设计摘要一个完整的日光温室其组成是比拟复杂的，它不仅需要玻璃温室、外遮阳系统、保温系统、湿度控制系统等，内遮阳系统也是不可缺少的组成局部之一。本文针对日前的日光连栋智能温室，自行设计日光温室的内遮阳系统。通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，将单片机编程控制技术、减速传动技术和传感器技术应用于日光温室内遮阳系统的设计，开发基于单片机的智能温室内遮阳控制系统，该系统可以在没有人得情况下实现智能收缩或展开。本次设计控制系统硬件局部主要由单片机、步进电机、温度传感器及光电传感器构成，用来完成温室内部温度和光照强度这两个室内参数的检测与温室内遮阳网驱动的控制。本控制系统操作简单、工作稳定可靠、实用性强；并有良好的组态监控界面，能实现自动控制。适应了当前现代化农业的需要，促进了农作物的生长，从而提高日光温室的产量，带来很好的经济效益和社会效益。关键字：内遮阳；光照强度；单片机

ABSTRACTThecompositionofacompletesunlightgreenhouseismorecomplex,itnotonlyrequiresaglassgreenhouse,externalshadingsystems,insulationsystems,humiditycontrolsystemandsoon,sunshadesystemisanintegralpartofit.Inthispaperasolarintelligentmulti-spangreenhouse,designtheirowngreenhousesunshadesystem.Accordingtotheanalysisofgreenhouseactuatorcorrespondingactionontheeffectofenvironmentalfactors,thesinglechipmicrocomputerprogrammingcontroltechnology,adecelerationtransmissiontechnologyandsensortechnologyappliedinsolargreenhouseshadingsystemdesign,thedevelopmentofMicrocontrollerUnitbasedintelligentgreenhousecontrolsystem,thesystemcanbeinnoconditiontorealizetheintelligentshrinkageorexpansion.Thedesignofhardwareofcontrolsystemismainlycomposedofsinglechip,motorspeed,temperaturesensorsandphotoelectricsensor,usedtofinishinsidethegreenhousetemperatureandlightintensityofthetwoindoorparameterdetectionandgreenhouseshadenetdrivecontrol.Thiscontrolsystemhastheadvantagesofsimpleoperation,stableandreliablework,strongpracticability;andhavegoodconfigurationmonitoringinterface,canrealizetheautomaticcontrol.Toadapttothecurrentneedsofmodernagriculture,promotethegrowthofthecrops,soastoimprovetheyieldofgreenhouse,bringverygoodeconomicbenefitsandsocialbenefits.KeyWord:Innershading;lightintensity;singlechipmicrocomputer目录1绪论 -1-1.1研究背景 -1-1.2研究意义 -2-1.3国内外研究现状分析 -2-1.3.1国外日光温室开展与研究现状 -3-国内日光温室开展与研究现状 -4-1.4研究内容及章节安排 -5-1.4.1研究内容 -5-章节安排 -6-1.5本章小结 -7-2系统总体分析 -8-2.1系统功能及组成 -8-2.1.1系统功能 -8-2.1.2系统的组成 -8-2.2系统主要器件 -8-光电传感器 -8-2.2.2温度传感器 -10-2.2.3单片机 -11-遮阳材料的简介及选择 -12-2.3系统硬件构成 -13-2.4本章小结 -14-3内遮阳设计及安装 -15-3.1内遮阳的驱动方式 -15-3.2遮阳幕的布置与固定方式 -16-3.3步进电机的安装 -17-3.4本章小结 -17-4硬件电路设计 -18-4.1步进电机的硬件电路 -18-4.2主要硬件组成 -18-4.3本章小结 -19-5系统软件设计 -20-5.1影响软件编程的因素 -20-5.1.1光照强度 -20-5.1.2温度 -20-5.2单片机软件设计 -20-5.3本章小结 -22-6总结 -23-参考文献 -24-附录 -26-致谢 -58-1绪论智能温室系统是近年来逐步开展起来的一种资源节约型高效设施农业技术，它是在普通日光温室的根底上，结合现代化计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段开展起来的。自上世纪90年代以来，我国农业工程技术人员在吸收兴旺国家高科技温室生产技术的根底上，对温室温度、湿度、C02浓度和光照等环境因子控制技术的研究，研制开发了我国自己的智能温室控制系统。1.1研究背景在人类的生活环境中，美丽的植被、花卉及新鲜蔬菜演着极其重要的角色。我国虽然地大物博，但耕地面积人均占有量却很少，要改变这种局面，靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们只能另辟蹊径，想方法来提高各种作物的单位亩产量。日光温室技术就是其中一个解决问题的好方法。全球经济的快速增长促使日光温室的开展成为可能，并将在未来的一段时间内得到快速开展，当然这也是社会开展到一定阶段的产物。日光温室就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。日光温室能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长不再产生过度影响，局部或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于日光温室能够带来可观的经济效益，所以日光温室技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。随着日光温室技术的普及，温室数量不断增多，日光温室的遮阳控制便成为一个十分重要的课题。传统的内遮阳控制是在日光温室内部，主要依靠工作人员的经验进行人工控制。这些操作都是在人工情况下进行的，消耗了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速开展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的日光温室，传统的内遮阳控制就显现出很大的局限性及缺乏。日光温室的建设对内遮阳控制技术也提出了越来越高的要求。今天，在我们生活环境和工作环境中有越来越多的被称之为单片机的小电脑在为我们效劳着。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器及办公设备的遥控化、智能化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能控制的实现依靠的都是单片机。采用单片机来对日光温室内遮阳系统进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控日光温室内遮阳系统的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对日光温室内遮阳系统的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的日光温室内遮阳系统控制展开了应用研究工作。1.2研究意义1、近两年来，农业作为国家优先开展产业正受到各级政府的高度重视，增加8亿农民收入是我们国家当前的根本国策，农业现代化是我们追求的目标，基于计算机和自动化技术的智能温室是农业现代化的一个重要方面2、以色列的园艺温室开展早，其国土面积中的2/3为丘陵和沙漠，干旱少雨，人均占有淡水资源仅相当于我国的1/8。但农产品出口额到达全国的5％，从业人员平均月收入1234美元\o"申茂向,2000#62"ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>申茂向</Author><Year>2000</Year><RecNum>62</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">1</style></DisplayText><record><rec-number>62</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="d2ap09vvha9wzueddro5wrttpsr9r20050ar">62</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>申茂向</author><author>何革华</author><author>张平</author></authors></contributors><auth-address>科学技术部农村与社会开展司,科学技术部农村与社会开展司,北京市科委农村处</auth-address><titles><title>荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考</title><secondary-title>农业工程学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>农业工程学报</full-title></periodical><pages>1-7</pages><number>05</number><keywords><keyword>荷兰</keyword><keyword>设施农业</keyword><keyword>考察</keyword><keyword>中国工厂化农业</keyword><keyword>启示与建议</keyword></keywords><dates><year>2000</year></dates><isbn>11-2047/S</isbn><call-num>11-2047/S</call-num><urls><related-urls><url>://epub/grid2008/brief/detailj.aspx?filename=NYGU200005000&dbname=CJFQ2000</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>1【申茂向】。3、国家“十五”重点科技攻关内容“工厂化农业关键技术研究与示范”尽管已经结题。为了推广温室技术，国家农委强调的在每一个地区都要建立温室示范工程，但每一个地区的气候条件都不一样，其控制模型和控制算法都不可能一样，因此，日光温室内遮阳系统控制技术仍有很多问题需要解决。4、l995年潍坊市引进的以色列智能温室其计算机控制系统依靠国外进口，核心技术掌握于国外，而且实践证明，由于地域、水质、气候乃至资源的差异，引进的温室控制系统，并不完全适合本地区的情况，引进的设备没有充分发挥作用，本钱高，效益低，难以维护，难以推广。5、日光温室内遮阳系统的自行设计，摈弃了引进技术的弊端，其运行模式符合我国实际农业的地域性开展要求。6、该日光温室内遮阳系统的先进控制模式，通过调节各种参数来适应我国各地的光照情况，综合考虑植物生长的各方面因素，为我国各地的种植业开展的起到了模范和促进作用。7、日光温室内遮阳系统将自动化技术引入了农业生产，为农业开展提供了有利的科学手段。通过参数设置，结合其他相关温室系统，准确的控制各种参数，得到最适宜植物的生长环境。因此，该项设计具有深远的理论意义和重大的现实意义。1.3国内外研究现状分析针对日光温室内遮阳系统设计的研究在国内和国外都并不多见，尤其是国内，系统的研究日光温室内遮阳系统设计的案例就显得微乎其微。国外在农业尤其是日光温室方面开展比拟先进，一方面，经济的快速开展使得日光温室在国外的开展具有绝对的优势；另一方面，农业的机械化和农场主化使得日光温室的建造和实施变得更具可能性。国外日光温室开展与研究现状国外日光温室开展现状。国外日光温室栽培的起源以罗马为最早。罗马的哲学家塞内卡(Seneca，公元前3年至公元69年)记载了应用云母片作覆盖物生产早熟黄瓜。20世纪70年代以来，西方兴旺国家在设施农业上的投入和补贴较多，设施农业开展迅速。目前，全世界设施农业面积已达400余万hm2。荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等国是设施农业十分兴旺的国家，其设施设备标准化、种苗技术及标准化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施环境综合调控及农业机械化技术水平等都具有较高的水平，居世界领先地位。自20世纪70年代以来，国外设施农业兴旺国家在日光温室环境配套工程技术方面也进行了大量研究，并取得了一些技术成果。以荷兰为代表的欧美国家设施园艺规模大、自动化程度高、生产效率高，设施农业主体设备日光温室内的光、水、气、肥等均实现了智能化控制；以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，通过计算机对内部环境进行自动监测和调控，实现温室作物全天候、周年性的高效生产；美国、日本等国还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系，即应用人工补充光照、采用网络通讯技术和视频技术进行温室环境的远程控制与诊断、由机械人或机械手进行移栽作业的“植物工厂”，大大提高了劳动生产率和产品产出率。国外日光温室产业开展趋势。当前，国外日光温室产业开展呈以下态势：日光温室建筑面积呈扩大化趋势，在农业技术先进的国家，每栋温室的面积都在0.5hm2以上，便于进行立体栽培和机械化作业；覆盖材料向多功能、系列化方向开展，比拟寒冷的北欧国家，覆盖材料多用玻璃，法国等南欧国家多用塑料，日本那么大量使用塑料；无土栽培技术迅速开展；由于当今科学技术的高度开展，采用现有的机械化、工程化、自动化技术，实现设施内部环境因素(如温度、湿度、光照、CO2浓度等)的调控由过去单因素控制向利用环境计算机多因子动态控制系统开展；温室环境控制和作物栽培管理向智能化、网络化方向开展，而且温室产业向节约能源、低本钱的地区转移，节能技术成为研究的重点；广泛建市和应用喷灌、滴灌系统。过去兴旺国家灌溉是以土壤含水量或水位为依据进行水肥管理，而现在世界上正在研究以作物需水信息为依据的智能灌溉监控系统，如加拿大的多伦多大学正在研发超声波传感器，可检测作物缺水程度，以指示灌溉。总之，国外智能温室产业开展早，经济效益高。随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室控制要求的提高，以微机为核心的温室综合环境控制系统，在欧美得到了长足的开展，并迈入了网络化，智能化阶段。1.3.2国内日光温室开展与研究现状1、从20世纪70年代起，我国的农业工程技术人员己经开始学习、借鉴国际上设施农业开展的先进经验，致力于温室工程的研究与开发工作，逐渐地引进了大量的温室。引进的温室与我国传统温室比拟，其空间大，便于进行机械作业，生产率与资源利用率比拟高，为我国温室的开展提供了借鉴作用。但这些温室也存在着许多缺乏之处。2、1995年建立的潍坊职业学院潍禾示范农场，是中国与以色列合作建立的第一批商业示范农场。该工程一期工程总投资215万美元，全套引进以色列技术和设备，建成了以色列现代化玫瑰温室、蔬菜温室、花卉和蔬菜种苗加工厂，引进了一条果蔬、花卉脱水漂染生产线。农场全部为自动化控制，技术指标均高于以色列国内农场平均水平的40％以上。农场投产以来，已为社会提供种苗5000多万株；加工果品、蔬菜千余吨并全部出口，局部产品已上网销售，对当地农业生产起到了极大辐射、带动、吸纳作用，不仅成为潍坊市集约化设施农业样板，而且成为高新技术的辐射源和农业生产技术、信息的集散地。3、90年代中后期起，我国高校开始研制自己的温室控制系统\o"郑为键,2005#64"ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA2-4【方瑞华,郑为键,齐云鹤】：1996年，北京农业大学研制成功了“WJG-型实验温室环境监控计算机管理系统”，此系统属于小型分布式数据采集控制系统；江苏工学院毛罕平教授研制的“温室环境测控系统”，主要用于无土栽培实验温室，造价仍较高，且处于实验阶段；吉林工业大学研制成功的用于温室的智能喷水控制器，能够根据温室内的温度、湿度和光照度来自动调节喷水量；1997年以来，中国农业大学在温室环境的自动控制技术方面也取得了一定的成果；还有许多高等院校、科研院所都在进行温室控制系统的相关研究，并且局部已建立起或将要建起温室控制系统的总体框架。4、2005年以来，出现了设计生产日光温室的公司，目前国内比拟有影响的温室设计公司有：北京奥托精密科技开展、上海华飞智能温室工程、上海都市绿色工程、青岛蓝天日光温室等，这些公司的温室产品型号较多，一般采用的控制系统为单片机嵌入式测控系统，由于形成的是单片机系统，所以人机界面很不友好，非专业人员使用困难，难以操控，所以自动控制模式一般处于闲置状态，造成资源的浪费。以上这些产品都没有面向我国广阔农村现有的1000万亩传统温室的改造工程。总之，同国外先进水平相比，我国对于日光温室控制系统的研究比拟晚，综合环境测控技术的研究刚刚起步，目前仍然停留在研究单个或少量环境调控技术的阶段，还存在很多问题\o"宁伟,2005#58"ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>宁伟</Author><Year>2005</Year><RecNum>58</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">5</style></DisplayText><record><rec-number>58</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="d2ap09vvha9wzueddro5wrttpsr9r20050ar">58</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">宁伟</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">范文丽</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">葛晓光</style></author></authors></contributors><titles><title>我国蔬菜日光温室产业的现状与升级问题的探讨_三_现代日光温室的概念_内涵与_框架</title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">农村实用工程技术：温室园艺</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>农村实用工程技术：温室园艺</full-title></periodical><pages>3</pages><section>12</section><dates><year>2005</year></dates><urls><related-urls><url><styleface="normal"font="default"size="100%">:</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">//</style><styleface="normal"font="default"size="100%">www</style></url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>5【宁伟，范文丽】。实际上，温室内的光照度、温度、湿度、C02浓度等环境因素，都是在相互影响、相互制约的状态中对作物的生长产生影响的，环境要素的空间变化、时间变化都很复杂。因此，我们应该根据我国的国情研制出适合我国农业的开展的智能温室控制系统，并在农业设施中广泛推广\o"邓璐娟,2003#67"ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>邓璐娟</Author><Year>2003</Year><RecNum>67</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">6</style></DisplayText><record><rec-number>67</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="d2ap09vvha9wzueddro5wrttpsr9r20050ar">67</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>邓璐娟</author><author>冯巧玲</author><author>李淑君</author><author>牛月兰</author><author>李宝珍</author></authors></contributors><auth-address>郑州轻工业学院信息与控制工程系,郑州轻工业学院信息与控制工程系,郑州轻工业学院信息与控制工程系,郑州轻工业学院信息与控制工程系,郑州轻工业学院信息与控制工程系河南郑州450002,河南郑州450002,河南郑州450002,河南郑州450002,河南郑州450002</auth-address><titles><title>智能温室环境控制的研究现状与开展方向</title><secondary-title>郑州轻工业学院学报</secondary-title></titles><periodical><full-title>郑州轻工业学院学报</full-title></periodical><pages>20-23</pages><number>04</number><keywords><keyword>智能温室</keyword><keyword>环境控制</keyword><keyword>复杂系统</keyword></keywords><dates><year>2003</year></dates><isbn>1004-1478</isbn><call-num>41-1172/TS</call-num><urls><related-urls><url>://epub/grid2008/brief/detailj.aspx?filename=ZZQB200304006&dbname=CJFQ2003</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>6【邓璐娟】，而本设计针对的是其中的内遮阳系统。1.4研究内容及章节安排1.4.1研究内容通过比照国内与国外日光温室的开展现状及开展方向可以发现，国内日光温室的开展状况与国外存在巨大的差距\o"陈青云,2008#57"ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陈青云</Author><Year>2008</Year><RecNum>57</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">7</style></DisplayText><record><rec-number>57</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="d2ap09vvha9wzueddro5wrttpsr9r20050ar">57</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">陈青云</style></author></authors></contributors><titles><title>中国日光温室的实践与理论</title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">上海交通大学学报〔农业科学报〕</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>上海交通大学学报〔农业科学报〕</full-title></periodical><dates><year>2008</year></dates><urls><related-urls><url><styleface="normal"font="default"size="100%">:</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">//</style><styleface="normal"font="default"size="100%">www</style></url></related-urls></urls><research-notes><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">温室的迅速开展</style></research-notes></record></Cite></EndNote>7，要缩小这些差距并解决实际中存在的许多问题，需要全国乃至全世界的专家学者一起努力。现在国内日光温室内遮阳系统的人工控制带来的各种弊端亟待解决，本文主要解决的问题就是针对这方面的不利因素。首先，通过自动控制内遮阳材料的展开或者收缩，解决内遮阳过程中因为人工控制带来的本钱问题，智能控制的准确性保证了控制过程中产生的误差，提高了控制效果；其次，选择恰当的遮阳材料，不仅在遮阳方面发挥了作用，而且还能在保温方面起到意想不到的效果。1.4.2章节安排第一章绪论指出论文的研究背景，分析国内外研究现状，提出论文的研究内容和章节安排。整个日光温室内遮阳系统完全实现自动控制，不再需要人工操作，为减少劳动力做出了巨大奉献。具体的控制简图如图1-1所示：图1-1日光温室内遮阳系统控制简图由控制简图可以看出，完成日光温室内遮阳系统的设计不仅需要对整个系统做出设想，而且还要进行各种器件和材料的选材。第二章系统总体分析对整个日光温室内遮阳系统做出分析，明确系统的功能和组成，了解其中用到的主要器件及材料，并对它们做出初步选择。对系统的硬件构成做出控制图，为后续章节的进一步工作打下根底。第三章内遮阳设计及安装完成内遮阳系统的设计，确定整个遮阳系统的安装，其中包括电动机、遮阳幕的安装和内遮阳的驱动方式及驱动安装图。第四章硬件电路设计根据温室中电机的正反转情况，绘制步进电机的电路图；正确认识温室控制后，绘制日光温室内遮阳系统的主要硬件组成原理图。第五章系统软件设计理解控制对象和被控对象后，根据硬件配置，完成日光温室内遮阳系统的单片机控制流程图。1.5本章小结本章主要介绍了日光温室的开展情况。首先，了解了日光温室在各个方面的开展现状及开展形式，开展日光温室给人民生活水平提高带来的益处；其次，对日光温室在国外和国内的开展做了分析和比拟，初步了解到了国内与国外开展的巨大差距和各自的侧重点，并认识到国内开展日光温室的多样性和复杂性；最后，通过对日光温室各个方面的了解，提出日光温室内遮阳系统设计的结构，对整篇文章做出章节安排。2系统总体分析2.1系统功能及组成2.1.1系统功能整个内遮阳系统的主要功能就是保证日光温室内的温度和光照强度在一定的范围内，当温度过高或者过低时启动内遮阳帘幕，温度过低时起到保温作用，温度过高时通过遮阳帘幕对太阳光的遮挡起到降温作用；对于光照强度来说，也是相同的道理，光照强度过高时遮挡太阳光，但是光照强度太低时需要配合温度的上下进行内遮阳帘幕的翻开和收拢调节。2.1.2系统的组成一个完整的内遮阳系统，其组成是比拟复杂的，本文所设计的这个日光温室内遮阳系统主要由温度传感器、光电传感器、单片机、步进电机、遮阳帘幕等组成。温度传感器的主要作用是进行温室内的温度检测，并将检测结果传递到单片机；光电传感器的主要作用是进行光照强度的检测，并将将测结果传递到单片机；单片机的主要作用是接受光电传感器和温度传感器的数据，将数据按照给定的程序进行分析后完成相应的输出，将输出结果传递到步进电机；步进电机的作用是接受来自单片机的输出，按照单片机的要求完成相应的正反转动作，通过齿轮齿条的传动，带动遮阳帘幕的翻开或收拢，从而保证内遮阳系统准确、稳定地运行。2.2系统主要器件通过系统的组成分析得到，本设计的相关器件的选择还是比拟重要的，选择好的器件不仅能够改善整个控制的准确性和及时性，还能够在节约本钱方面做出有力的奉献。2.2.1光电传感器1、概述光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号〔红外、可见及紫外光辐射〕转变成为电信号的器件。它不仅具有精度高、反响快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、外表粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。2、原理由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式，漫反射式，遮光式(光束阻档)三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上；所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体外表反射后投射到光电元件上；所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射到光电元件上的光通量改变，改变的程度与被测物体在光路位置有关。光敏二极管是最常见的光传感器。其外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=〔1+β〕Icbo〔很小〕，比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=〔1+β〕Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。光敏电阻器也是一种检测光照强度的器件，它是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器除具灵敏度高，反响速度快，光谱特性及电阻值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性。3、应用〔1〕烟尘浊度监测仪防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。烟道里的烟尘浊度是通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。当烟道浊度增加时，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少。光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化，从而起到监测作用。〔2〕光电池在光电检测和自动控制方面的应用光电池作为光电探测使用时，其根本原理与光敏二极管相同，但它们的根本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。4、选择通过对光电传感器的认识和了解，在日光温室内遮阳系统中选择适宜的光电传感器是比拟重要的，光敏电阻、光敏三极管及光敏二极管在价格上普遍都比拟廉价，所以，光电传感器的选择主要在环境因素对传感器的影响。考虑到各个方面的因素，尤其是灵敏度方面，决定选用光敏三极管作为日光温室内遮阳系统的光电传感器。2.2.2温度传感器1概述温度传感器是工业生产中最常见的一种传感器。它将物体的温度转化为电信号输出，它具有结构简单，测量范围宽，稳定性好、精度高等优点。不同的温度传感器制作方法不同，常见的有热敏电阻、热电偶和集成型产品。现在的温度传感器不仅可以输出温度信号，还可以集成湿度测量，信号输出也由原来的单一信号变成多样化的输出形式，可以进行远距离通信，数据可以根据需要进行记录、上限报警和自控控制等多种功能。2原理及性能热电偶有标准热电偶和非标准热电偶两种，标准热电偶严格遵循热电势与温度之前的关系，并有统一的分度号，其误差也在允许范围之内。非标准热电偶通常是根据特殊测量需要制作而成的，它在测量范围上没有统一的标准，也没有分度号。热敏电阻用得最多是铂电阻和铜热电阻，其中铂电阻测量温度范围更大，精度更高。铂电阻和铜热电阻的电阻与温度变化值都有统一的标准，Rt=R0[1+α〔t-t0〕]，它只跟初始温度和材料温度系数有关。现在用的智能集成型温度传感器采用单片机技术，里面装有多位模数信号转换器，其测量精度更高，分辨力更是高达0.03度，里面还可以集成日历时钟，实现多种测量模式之间切换，输出更具标准化和标准化，可以有效抑制周围环境对温度信号输出的干扰，使得测量值更加精确。3选择温度传感器输出的温度不是待测物现在的温度，通常会有一定的误差。对于需要精确测量的场合，需选用响应速度更快的传感器。在测量过程要保护要探头，探头的寿命远远低于整个测量系统的寿命，当输出不正确的时候要及时更换。在响应时间要求不高的场合，可以用专用套管将探头包裹起来，主要可以延长探头的使用时间，不过这样会影响测量精度，两者之间需权衡好。很多热敏电阻外表都有涂敷层，要保护涂敷层不被损坏，涂敷层具有传温和保护里面元件的作用，可以防潮防腐蚀。日光温室内的温度不属于突变场合，它的变化是缓慢进行的，所以对于温度传感器的灵敏度要求不是特别高，当然选择适宜的温度传感器同样也是非常重要的。经过各个方面的比照，在此温室内遮阳系统中选用热电阻PT100。2.2.3单片机1概述单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板，比拟有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器开展而来。2工作过程单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条的执行指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用命令的形式写下来，这是由设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种根本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令〔这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令〕，这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元〔最小的存储单位〕组成，就像一幢大楼由许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC〔包含在CPU中〕，在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC之中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。3选择单片机在各个领域的广泛应用，使得单片机在各个方面迅速开展，这也使单片机朝着多样化的方向开展。随着技术的越来越成熟，单片机的价格也早就呈现出平民化开展，普遍都比拟低。在此日光温室内遮阳系统中，单片机的主要作用就是将接受到的传感器数据，通过指令，控制步进电机的正反转，所以用到的功能比拟简单，根本上所用的单片机都能实现此功能。因此，选择我们比拟熟悉的80C51单片机作为内遮阳系统的控制器。2.2.4遮阳材料的简介及选择目前国内温室常用的遮阳材料有两大类，分别是遮阳网和遮阳幕。遮阳网全部是用丝状物编织而成，它的价格比遮阳幕廉价50%左右，但是遮阳效果以及保温节能效果要差一些。遮阳幕的里面有条形物，如铝箔等，因此遮光率更高一些。遮阳幕较为高档，现代化温室更多项选择用。遮阳幕的种类根据使用场合可分为内遮阳幕、外遮阳幕和立面遮阳幕三种。内遮阳幕与外遮阳幕相比，除了具有遮阳降温的作用外，更注重减少室内热负荷、增强保温能力，因此又常被称为遮阳保温系统。遮阳幕质量的好坏由遮阳数据是否精确、收缩率、功能寿命长短等来衡量。好的遮阳幕遮光率稳定，收缩率小，质量好的遮阳幕能保证遮阳率在50%左右。对于内遮阳幕的选择，没有太多的考前须知，尤其是在选用齿轮齿条作为遮阳幕的收拢和展开后，对其强度要求也大大降低。铝箔遮阳保温幕在各个方面的性能都比拟优越，尤其是在降温方面表现最为理想\o"任艳芳,2009#52"ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>任艳芳</Author><Year>2009</Year><RecNum>52</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">8</style></DisplayText><record><rec-number>52</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="d2ap09vvha9wzueddro5wrttpsr9r20050ar">52</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>任艳芳</author><author>何俊瑜</author><author>李亚灵</author><author>温祥珍</author></authors><translated-authors><author>R.E.N.Yan-fang</author><author>H.E.Jun-yu</author><author>L.I.Ya-ling</author><author>W.E.N.Xiang-zhen</author></translated-authors></contributors><titles><title>温室内遮阳材料降温效果研究</title><secondary-title>北方园艺</secondary-title></titles><periodical><full-title>北方园艺</full-title></periodical><pages>3</pages><number>12</number><keywords><keyword>温室内覆盖材料降温</keyword></keywords><dates><year>2009</year></dates><urls><related-urls><url>://d.g.wanfangdata/Periodical_bfyany200912047.aspx</url></related-urls></urls><remote-database-provider>北京万方数据股份</remote-database-provider><language>chi</language></record></Cite></EndNote>8【任艳芳】，所以受到温室设计者的青睐，本设计中也将使用铝箔遮阳保温幕作为日光温室内遮阳系统的遮阳材料。2.3系统硬件构成对系统的主要器件和材料做出选择后，接下来就是对系统的硬件构成做出方案性的处理。根据日光温室的整体情况和主控对象，即温室的光照强度和温度，通过单片机控制电动机的运动，进而经过一系列的控制到达控制遮阳幕的展开或收拢，最终到达控制或者改变温室内光照强度和温度的效果。日光温室内温度和光照强度的控制属于反响控制，控制的结果直接影响整个过程，它们之间的相互影响直接可以用下面的日光温室内遮阳控制原理图表示：2.4本章小结本章主要对整个系统的构成和组成做了简要的表达；通过对日光温室各种相关器件和材料的认识和了解，结合温室的自身环境及要求，对日光温室内遮阳系统中用到的主要器件和材料进行了选择；总体上认识日光温室内遮阳的功能和相关材料后，绘制出日光温室内遮阳控制原理图。3内遮阳设计及安装在对整个日光温室内遮阳系统做了整体设计后，需要对各个部件及整个系统的安装做出设计部署。在这些所有部件的安装中，遮阳幕的安装是其中最复杂的，不过其安装方法研究的人比拟多，现在这个方面的技术开展也比拟成熟，所以，很多技术可以直接引用，尤其是在材料的应用方面，我们要做的根本就是在细节方面下工夫。内遮阳网架可以利用温室内立柱和横梁构成一体。从降温原理看，内遮阳幕安装在温室覆盖材料下面，太阳辐射有相当一局部被遮阳网自身循环吸收，遮阳网温度升高后再传给室内空气。采用铝箔遮阳网作为内遮阳使温室具有保温节能作用。日光温室内遮阳系统的设计主要考虑系统的驱动方式、网架结构、遮阳网的选择、遮阳网的布置与固定方式。总体遵循“系统运行平安可靠，投入效果经济实用”的原那么。3.1内遮阳的驱动方式了解遮阳网的驱动方式\o"蔡峰,2007#46"ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA9-11【蔡峰】后发现，齿轮齿条驱动遮阳网具有传动平稳可靠、精度高、对遮阳网强度要求低等特点。考虑到内遮阳网采用的是铝箔遮阳保温幕，其强度并不太高的特点，选用齿轮齿条驱动遮阳网作为内遮阳的驱动方式。齿轮齿条驱动系统主要由步进电机、驱动轴、齿轮齿条总成、支撑滚轮、推拉杆、幕布驱动边等部件组成，其传动原理是驱动轴与步进电机、齿轮相连，当步进电机输出轴转动时，驱动轴带动齿轮转动。齿轮的转动带动了齿条的行走，推拉杆由支撑滚轮支撑并与齿条相连，当步进电机往复转动时，可带动推拉杆实现往复运动。当遮阳幕一端固定在梁柱处，另一端固定在与推拉杆相连的驱动边型材上时，就可实现遮阳幕的展开、收拢动作。其结构简图如图3-1。3-1齿轮齿条驱动内遮阳网简图3.2遮阳幕的布置与固定方式从遮阳幕的布置与固定方式的相关资料\o"蔡峰,2007#46"ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA9-12【孙测，蔡峰】中了解到，目前日光温室遮阳幕的布置方式有两类，即平铺式和折叠式。由于内遮阳网安装在日光温室的内部，不会受到大风的吹拂，并且希望实现收拢状态能减少对太阳光的遮挡，故而内遮阳网的布置方式选择折叠式。在固定方式上，将遮阳幕的活动端固定在活动端导杆上，遮阳幕在整个活动端导杆上固定要保持一致性。对于我采用的铝管驱动遮阳系统，主要采用大定位导向夹和小定位导向夹将遮阳幕固定在铝管上，安装时大、小定位导向夹之间的距离均为一米，大定位导向卡安装在压托幕线同时出现的位置，而小定位导向卡安装托幕线的位置，如图3-2。遮阳幕固定边的固定将幕布缠绕，并用不锈钢丝绑扎在横梁上。遮阳幕侧边的安装采用配重安装方式。3-2遮阳幕的固定方式3.3步进电机的安装一般将步进电机安装在温室拉幕平面临近中心的立柱上，并按设计要求确定其安装高度。采用电机安装架安装电机，并用U型螺栓将其固定在立柱上，安装如图3-3。3-3步进电机的安装3.4本章小结本章对日光温室内遮阳进行了设计，并简要的说明了其安装方法及要点，其中重点说明了齿轮齿条驱动内遮阳网方式、遮阳幕的固定方式、步进电机的安装。4硬件电路设计4.1步进电机的硬件电路采用AT89C51单片机作为控制芯片。由于其I/O口输出电流较小，需要配备驱动电路才能驱动步进电机。在此选用具有良好的性能ULN2003驱动芯片。单片机直接控制步进电机的电路原理图如图4-1。该电路可实现步进电机的正转，反转以及停止控制。4-1步进电机的硬件电路4.2主要硬件组成实际生活中日光温室有自己的特性。夏季，太阳光的照射使得温室外的温度一般都比拟高，当然温室内的也不会低。与外界不相同的是，温室是一个相对封闭的环境，出现气体对流相比照拟困难，所以太阳光的照射对温室内的温度的影响要比外面大得多。因此，夏季温度较高的下午，日光温室需要利用内、外遮阳对太阳光进行遮挡，透过外遮阳的太阳光就应该在需要的时候用内遮阳将其遮挡，这其中温室内的检测对象就有温度和光照强度。在严寒的冬季，尤其是在北方地区，夜晚温度相比照拟低，过低的温度不仅植物不能生长，严重的时候还会将植物冻死。因此，在冬季的夜晚需要内遮阳对温室进行保温。根据实际应用，绘出日光温室内遮阳系统的主要硬件组成原理图，如图4-2。4-2日光温室内遮阳系统的主要硬件组成原理图1根据前面的器件选择，单片机型号选择AT89C51；2A/D转换器选择ADC0809，它能把各个被检测点的电压信号转换为数字信号送给单片机。其具有转换精度高，抗干扰能力强，易于将光照强度和温度等参数通过软件编程直接实现切换等优点。整个日光温室内遮阳系统的工作过程是这样的：温度传感器和光电传感器感受日光温室内的温度和光照强度，之后将参数经过A/D转换器转换后传给单片机，单片机经过程序分析后控制执行机构完成对遮阳幕的收拢或翻开，从而相应的改变温室内的温度和光照强度。4.3本章小结主要是完成了步进电机的硬件电路设计和日光温室内遮阳系统的主要硬件组成原理图，并对前面章节没有选定的器件进行选择。5系统软件设计5.1影响软件编程的因素5.1.1光照强度光照强度对植物会产生很大影响。一切绿色植物必须在阳光下才能进行光合作用。植物体重量的增加与光照强度密切相关。植物体内的各种器官和组织能保持发育上的正常比例，也与一定的光照强度直接相联系。光照对植物的发育也有很大影响。要植物开花多，结实多，首先要花芽多，而花芽的多少又与光照强度直接相关。根据植物对光需求程度的不同，可将植物分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物。在明亮的阳光下发育得很好，而在遮阴条件下却引起死亡，这类植物如马尾松以及绝大多数草原植物和荒漠植物，叫阳性植物。有的植物，例如生于林下的草本植物酢浆草等，生长于非常阴暗的条件下。森林采伐后，当它们的叶子暴露于明亮的阳光下时，由于叶绿素被破坏而呈现淡黄色，最后以致死亡，它们是阴性植物。在自然界中绝对的阴性植物并不多见，大多数植物在明亮的阳光下发育得很好，但也能忍受一定程度的荫蔽，它们叫耐阴植物。5.1.2温度各种植物的生长、发育都要求有一定的温度条件，植物的生长和繁殖要在一定的温度范围内进行。在此温度范围的两端是最低和最高温度。低于最低温度或高于最高温度都会引起植物体死亡。最低与最高温度之间有一最适温度，在最适温度范围内植物生长繁殖得最好。各类植物能忍受的最高温度界限是不一样的。一般说来被子植物能忍受的最高温度是49.8℃，裸子植物是46.4℃。有些荒漠植物如生长在热带沙漠里的仙人掌科植物在50～60℃的环境中仍然能生存。温泉中的蓝藻能在85.2℃的水域中生活。植物能忍受的最低温度，因植物种类的不同而变化很大。热带植物生长的最低温度一般是10～15℃，温带植物生长的最低温度在5～10℃。寒带植物在0℃，甚至低于零度仍能生存。地球上各地带的植物需要的最适温度的范围是不同的。热带植物生活最适温度范围多在30～35℃；温带植物多在25～30℃，而寒带植物的最适温度一般稍高于0℃。5.2单片机软件设计5-1日光温室内遮阳系统单片机控制流程要用单片机进行系统的控制，需要对被控对象进行选择，日光温室内遮阳系的被控对象是温室内的温度和光照强度。通过传感器对被控对象的数据采集，并将其传递到单片机，单片机通过控制电机的转动间接地控制日光温室内遮阳幕，从而实现降温或保温、通光或遮光。整个系统在没有人工参与的条件下准确地根据程序的设定，自动完成对整个日光温室内部环境的控制。其中，由于各种植物的生长条件存在差异，光照强度的上限值、下限值，温度的上限值、下限值需要在程序中自行设定。整个控制的流程图如图5-1。5.3本章小结对影响软件编程的因素进行了说明，即光照强度和温度。根据控制过程和控制对象，绘制出来日光温室内遮阳系统单片机控制流程图。6总结以上为毕业期间所设计的日光温室内遮阳系统，经过反复整理和修改，在满足现代日光温室的自动控制方面没有什么问题求。虽然这个设计做的比拟简单，在很多方面没有考虑得很周全。也有一些特殊情况没有考虑到，也就是没有能够做到面面俱到，但是在撰写论文上用了很多精力。本设计的主要特点是使用单片机作为核心的控制元件，配合其它器件，使本日光温室内遮阳系统具有本钱低、性能可靠、电路简单、功能强的特点，加之经过程序的优化，使其到达完全自动化水平。鉴于个人水平和时间的关系，并没有把自己最初设想的所有情况都考虑进去，加之整个日光温室的控制系统又比拟多，要真正将内遮阳系统与外遮阳系统、湿度控制系和通风系统等温室控制系统完美的结合起来，才能实现日光温室的真正自动化、智能化。此次日光温室内遮阳系统的设计也让我从新学习了大学里的一些相关的课程，《单片机及原理与接口技术》首当其冲。既有对以前所学知识温习和总结，又有对温室系统这些新领域知识的摄取。本内遮阳系统可以提高温室的自动化控制和管理水平，充分发挥温室农业的高效性，实现对温室生产的自动控制。其特点主要表达在：1、群控化管理：同一地区的多个日光温室可实现统一管理。2、可靠性高：该系统实现的是独立管理，自动化控制，每一个局部都相对独立，即便系统某局部工作出现异常，也不影响其他局部的正常工作。3、易扩展性：随着温室农业的开展，控制环节的增多，该系统在结构和功能方面可方便地进行扩展。4、经济性好：该系统本钱低廉、性能稳定、经济效益显著，符合中国正在崛起的日光温室开展，应用前景相当诱人。当然，由于条件的原因，在系统的设计过程中也存在着许多缺乏，还有一些问题需要解决：1、为了响应节能减排号召，应该尽可能的降低温室能耗，这就需要将内遮阳系统与外遮阳系统、湿度控制系和通风系统等温室控制系统完美的结合起来，在保证植物最正确生长环境的前提下，实现风扇、湿帘、暖气片和环流风机等的最优控制。3、由于水平有限，模糊控制、专家控制等智能控制在日光温室内遮阳系统上的研究有待专人完成。参考文献ADDINEN.REFLIST1 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甘福丁,陆桂生,李勇江&李金怀.育苗温室遮阳机构两种限位方式的设计.群众科技,2(2010).附录文献翻译：温室气候控制装置主题：温室气候控制装置摘要：本创造涉及一种用于控制温室气候的装置，这个装置包括由第一系列通道和第二系列通道组成的第一换热器。温室供给装置的作用是引导气体进入第一系列通道，外部供给装置的作用是引导气体从外部进入第二系列通道，温室排放装置的作用引导气体从装置内排到温室，外部排放装置的作用是引导气体从装置内排放到温室外，其中温室排放装置连接到第一系列通道，外部排放装置连接到第二系列通道。通过保持外界空气与温室空气之间别离，使保存在温室中的空气不与外界发生交换，而温室中空气的温度可以调整。温室气候控制装置需要越来越多的覆盖园艺用来控制所有影响作物生长和质量参数。同时，迫切需要用尽可能低的能耗来保证CO2的产生、保护作物产品的应用。水分管理是温室的一个重要组成局部，一方面，由于水分缺乏〔绝对湿度与每立方米的枯燥空气中水分的含量差异〕影响植物的健康和对营养的吸收；另一方面，蒸发〔或凝结〕消耗较多能源。为了能控制温室里的温度，除了在秋冬季用采暖设备外，也提出在温室中使用气候控制设备。温室气候控制设备包含第一换热器的第一系列通道和第二系通道，这两个通道用流动的液体相互传递热能，其中温室供给装置的作用是引导气体进入第一系列通道，外部供给装置的作用是引导气体从外部进入第二系列通道，温室排放装置的作用引导气体从装置内排到温室，外部排放装置的作用是引导气体从装置内排放到温室外。在这个设备中，流出温室的气体将热量传递给流入温室的空气。这当然也存在相反的情况，即温室里的温度低于温室外。伴随着CO2从温室中的流失，温室里气体被带到外面。从温室外到温室的新鲜空气，导致温室存在与外界病原体污染的危险。如上所述，重要的是，温室里的气体不与外界交换，但为了满足农作物生长的需要，那么需要往温室里另外添加CO2。同样重要的是，应尽量少让空气从外面进入温室，以降低农作物被污染和感染的危险。为此本创造提供了上述形式的装置，其中温室排放装置连接到温室供给装置引导的通道，外部排放装置连接到外部供给装置引导的通道。目前，温室内空气使用这些措施是为了不与外界交换新鲜空气，在保持温室内空气与室外空气别离的同时，温室内空气的温度还可以调节。虽然原那么上并不像上面所说，而是另外一种情况，即温室温度应控制在尽可能大的范围内，但是为了防止温室外气温低于温室内气温和空气湿度过高所造成温室效应的发生，可以将缩合水存放在温室空气中。在高负荷、顶峰情况，温室空气凝结对温室墙体也有除湿作用。根据本创造的设备维护方案，在确定的温度范围内，需要让温度偏低一点、湿度偏小一点，当然由于没有碳的损失、疾病和害虫的进入，能源消耗最小的温室可以保持封闭。为了不让添加的CO2流失，应该让温室内的空气和外界空气完全别离开。在这种恒春气候条件下，农作物产品数量和质量增加，而生产时间可以根据需要而定。通过优选实施方案，此装置继续工作在降低温室温度的冷却状态，或者装置的第二热交换器通过第三、第四系列通道的参与，工作在增加或保持温室内温度不变的加热状态。加热操作中用外部空气来冷却温室气体，在所用能量方面，其后的绝热冷却远低于这种通过两个空对空换热器的冷却方式，之后明智的再次用这种冷凝热来加热温室气体到接近原始温度，但湿度要低得多。在冷却操作中，用这种通过空对空换热器冷却外部空气的方法来冷却、除湿或枯燥温室气体，温室气体和温室内湿度一直过低的空气混合后，被加热到过饱和并进一步绝热冷却。优先考虑本创造装置是因为其中的一个模块，这个模块的最大送风量在加热状态是每小时250立方米，冷却状态是每小时400立方米。在热损失方面，装置在加热状态与翻开窗户状态存在着一定关系。随着温室与外面空气露点的温度增加不同，装置冷却能力提高，在T=25K时到达15kW。如果在温室中每40平方米使用一个