云南农业大学工程技术学院毕业设计说明书
温室大棚环境的湿度监测和控制问题研究
——湿度检测元件的改进及设计
1前言
1.1课题背景
农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的
研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要
组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进
行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在
农业种植问题中，温室环境与作物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境
测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，
结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目
的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
目前湿度参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施已经发展到比较
完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，而且缺乏与我国气候特
点适应的测控软件。而当今大多数对大棚湿度检测与控制都采用人工管理，这样
不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可
弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的
效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我
国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地监测大棚
内湿度的变化，并实时调节大棚内湿度的含量，使大棚内形成有利于蔬菜，水果
生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。
1.2国内外温室控制系统的研究状况
温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四
季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材
料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节
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产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关
键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。
1.2.1国外温室控制系统的研究状况
世界发达国家如荷兰、美国、英国等大力发展集约化的温室产业，温室内
温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包
装形成了一整套完整的规范化技术体系。
美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、
最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。
环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。
以花卉温室为例，温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、
管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、二氧化碳浓
度、EC调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控目包括大气温度、
太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了
一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来
了很大方便。
20世纪70年代，国外的温室生产开始以较快的速度发张，特别是欧美发达国
家，如荷兰、美国等国家实现了机械化。当时由于水平的限制，对于生态环境因
素采用单因子控制，即对温度、湿度、光照和二氧化碳浓度进行单独分别控制的
方法，主要是控制温度，其次是湿度（空气湿度、土壤湿度）。例如，在控制温
度时，控制的只是温度的改变，而不影响到其他因素，要改变其他因素，则要实
施另外的控制过程，才能达到一定温度条件下其他相关环境因素的配合。但是，
外界气候的变化随时影响到温室内的小气候，靠人工指令随时进行相应改变难以
办到，并且各控制变量之间相互影响、相互耦合，如阴雨天需要补光，补光又会
带来温度上升和相对湿度下降，要达到拟定的控制效果，又涉及到几个执行机构，
这是一个复杂的控制过程。随着计算机技术的发展，20世纪80年代采取多因素综
合控制方法，这是利用计算机控制温室环境因素的方法。此方法是将各种作物在
不同生长发育阶段需要的适宜环境条件要求输入计算机程序，当某一环境因素发
生改变时，其余因素自动做出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温
度、湿度和二氧化碳浓度为随便因素，使这4个主要环境因素随时处于最佳配合