[00128470]现代温室快速设计与柔性控制关键技术及其应用

温室是实现设施农业和工厂化农业的基础设施，是作物生长环境人工调控的基本设施，通过温室与大棚可长期为作物创造最佳的生长条件，避免外界恶劣气候的影响，达到调节作物产期、促进作物生长发育、防治病虫害及提高产量产值等目的。在我国温室农业发展的现阶段，由于温室建造成本和运行费用过高已成为阻碍我国温室农业发展的主要因素和亟待解决的瓶颈问题。现代温室成套装备一般是从国外原样引进后仿制为主，较少开展根据我国气候条件和特点进行基础性技术的研究与开发，成套装备的使用性能达不到引进国水平，在设施环境的控制方面环境控制水平较低。近十年来，项目组围绕性能、能耗和效益等核心问题，解决了一系列温室节能设计、环境控制系统中的关键技术难题。 主要技术创新是： (1)提出了现代温室结构模块化设计与参数化建模方法，采用基于功能分级模块化技术对温室产品进行模块规划与系列化划分，在分级模块规划的基础上，扩大温室通用件制造批量，大幅降低了温室模块的制造成本。 (2)提出了基于CFD三维数字化场的温室设计方法，对温室自然通风、机械通风条件下进行了数值模拟，并对温室降温系统中风机、湿帘、升温系统中的热风管等温室配套设备的各种性能参数的仿真分析和结构参数优化，大幅降低了温室运行成本，特别是冬季温室加热的高能耗。 (3)将CAN现场总线技术和网络技术引入设施农业中温室环境监控领域，自主研发了新一代基于现场总线技术的温室群环境现场及远程智能监控系统。提出基于现场总线的传感器无缝接入技术，开发了支持CAN总线扩展功能的温室专用温湿度、CO2、光照传感器。开发了系列化低成本CAN总线的通用接口模块和CAN模拟量输入输出模块、CAN继电器输出模块和CAN数字量输入模块，具有部件互换性好、可靠性高、开放性和可扩展性强，方便温室监控系统低成本组网和扩展。 (4)提出了作物生长环境监控策略的示教学习理念，利用粗糙集方法获取温室作物环境控制知识，构建温室环境柔性控制主题数据库，研制了基于C语言集成产生式系统(CLIPS)资源框架的温室作物控制专家系统，并根据具体用户需求开发了积木式温室作物智能控制应用系统。 项目整体技术处国际先进水平。研究成果系列化产品通过合作单位北京智博瑞华农业科技有限公司在全国推广，并成功进入国际市场，取得了较大的经济和社会效益。