1 国外温室监控系统的研究状况

20世纪70年代左右，以欧美发达国家为首的国外温室生产产业开始高速发展，特别是荷兰、美国等国家完成了温室大棚中由手工向机械化种植管理的改变。但因当时技术条件的约束，对于大棚中的内环境因素多采用的是单因子控制法，即对湿度、温度、光照和CO2浓度进行独立的系统控制，并没有考虑到作物在其不同的生长周期所需要的水、肥、温度、气流等需求的不同，例如当时的控制的方法就是当控制的温度量发生改变时，不能控制其他变量因素，要改变其它因素，则要停止温度控制，再判断选择所需控制的因素量。这种依靠指令进行随机系统调节的方式难以满足作物在其生长周期内不同阶段人工环境调节的需要。上世纪20世纪后期，因电子技术和计算机技术水平的不断提升，考虑多因素的综合控制方式有了一定的突破，从80年代开始，以色列人就开始利用传感器与计算机控制的结合技术，开发一种能保证沙漠中作物良好生长的温室大棚系统，它利用土壤湿度传感器，来感知土壤的水分情况，通过智能控制器控制滴灌供水泵的水头压力来调节滴灌的水量，通过新风风机和细水雾喷淋、水帘幕墙，以及遮阳机构，调节环境的温度和湿度，通过向滴灌水中自动加入配比好的液肥母液，和开起CO2发生器来调节作物生长所需的肥料，保证作物在不同生长发育阶段所需的适宜环境条件。使这几种主要环境因素保持在最适于作物生长的范围。这种多控制量的环境控制技术在20世纪90年代有了飞速的成长进步，在此之后，采用模糊控制、多变量控制技术开发的环境自适应的计算机自动控制技术在日本、以色列、美国等发达国家获得推广普及，这类控制系统可以根据作物的生长环境的需求，对温室内的光照、温度、水分、气体浓度、肥料等多种变量进行自动控制调节。荷兰和美国还使用温差管理技术，对部分作物的生长和成熟周期进行人工调节控制，以满足市场需求。85051

现如今在信息网络技术的发展下，温室控制技术也在不断更新发展。一些国家在完成作业和控制向自动化转变的同时，也在进行人工智能技术、遥测技术与远程网络管理技术向智能大棚开发技术转移的研究，新一代具有温室管理、咨询、决策等技术内容的专家控制系统；远端控制，管理诊断、实时环境监控、无人值班的大棚正在逐步推向世界市场。像是伦敦大学农学院开发的计算机温室遥控系统，就具备50km以外温室内的温度、光照、气体浓度等变量的观察与遥控，可对湿度等环境因子状况进行调控处理。在有关的国际会议上所提出的一体化温室网络管理体系模型，可将气候调节、灌溉系统与营养供给系统整合为一个整体来控制，依靠多种传感器采集到的数据来操控各环境调节设备的运行动作，使作物的生长变得经济、方便[3]。这种控制系统远离温室，通过网络连接的通讯平台，实现计算机对大棚的远程遥控。用户通过图象和直观的图形化的人机界面就可以与这种分布式的控制管理系统进行交互，控制大面积的大棚内的作物的生长。

2 国内温室监控系统的研究状况

我国是一个拥有悠久农业发展史的泱泱大国，蔬菜、花卉的温室栽培记载可追述到两千年前，由此可见我国的温室产业源远流长。20世纪30年代，我国已在辽宁南部和北京地区开始在冬季使用不进行外部加热的“阳光温室”进行蔬菜作物的种植。但因当时的技术条件有限，在严冬季节，这种温室内的光、热环境只能供野菜、葱和蒜等耐寒作物的生长，而不能满足番茄、黄瓜等蔬果作物的生长环境需求。在20世纪80年代中，国人开始对原有温室的建筑结构、环境调控系统与作物栽培技术等内容进行改良，在无外部热源或仅有少量热源提供的环境下，在冬季培植喜温的蔬果作物。例如，辽宁省农民创建的海城日光温室和瓦房店日光温室是我国设施蔬菜栽培史上的里程碑设计，但因技术条件的限制，他们的都产量有限[4]。