2 系统总体设计

现今，蔬菜温室大棚生产技术已经成为人民生活中不可或缺的部分，但由于现在市面上温室温湿度控制器的价格昂贵，广大农民经济能力有限，很多地区的温室大棚依然沿用人工控制的方法，生产效率低，因此，研发一种低成本，自动化程度高的温室大棚温湿度控制系统是非常有必要的。

2.1 温室大棚内主要环境参数的调节与控制

影响温室内蔬菜生长的环境因素很多，如：温度、湿度、二氧化碳气体浓度、光照以及土壤内养分等，本文以温度和湿度为研究对象。

2.1.1 温度参数的调节与控制

温度参数对蔬菜生长的影响非常大，所以，应该把温度作为我们控制系统所需要研究的重要参数。温度的调节与控制主要包含两个方面：加温、降温。

加温方式一般有热风、热水、土壤加温三种。热风加温分为蒸汽热交换和热风供暖式加温，蒸汽热交换式适合在一些有集中供暖设备的控制环境中使用，而温室塑料大棚内加温一般选择后者。热水加温会使得温室内的温度平均分布，并且比较符合北方温室的特点。

最简单快捷的降温方法是自然通风，但有时温度很高，须另外配合人工方式降温。常用的有以下几种方式：通风、遮光、蒸发冷却、流水降温方式。遮光降温是指通过在室外离温室大棚顶部40cm左右的地方挂深色遮光帘，从而达到降温效果。湿帘—风机降温、屋顶喷雾方式[7] 等是常用的蒸发冷却降温方式。用屋面流水降温的话，要经常清除玻璃表面的污渍，而且降温成本较高。

2.1.2 湿度参数的调节与控制

蔬菜沾湿是引起病虫害的原因之一，大棚内湿度的调节与控制，有除湿和加湿两方面，主要能达到防止蔬菜沾湿和降低空气湿度两个目的。除湿方法很多，常用的有自然通风换气、控制输水量、地表地膜覆盖、使用除湿机等方法。一般同温度调节一样，大都采用自然通风，效果较明显；而当自然通风不能满足除湿要求时，需要采用强制通风来除湿，如通风机装置等。

加湿常用方法有喷雾、湿帘等。喷雾加湿是通过喷雾装置达到加湿效果，准确且迅速，同时还起到降温作用；湿帘加湿法特点是使温室内能够长期加湿，结合降温一起，效果更明显。

2.1.3 温湿度参数之间的耦合控制与调节

温度和湿度之间是相互影响的关系，控制其中一个参数，另一个参数必然随之变化，因此在调控温度或者湿度时首先要把另外一个参数的变化考虑进去。夏季对参数的调控，主要是通过加湿降温，所以是湿度优先。湿度过低时，单片机驱动加湿装置，同时也能达到降温的效果。温度过高时，再去检测湿度，只有当相对湿度低于设定值时，才能启动降温装置。冬季和夏季调控不同，温度优先。温度过低，加热装置启动。若湿度过高，加热的同时也能降低相对湿度，当温度加热到一定温度时，再采用自然通风的方法降湿。