بخشی از مقاله
چکیده:
دیده بانی و کنترل و محیط گلخانه اي نقش قطعی در فرآیندهاي تولید گلخانه اي ایفا می کند. اطمینان از ظرایب مطلوب آب و هوایی تاثیر مستقیمی بر رشد محصولات دارد، اما معمولا هزینه تجهیزات مورد نیاز را افزایش می دهد. به طور مرسوم ،نصب گلخانه و احداث آن نیاز به تلاش فراوان در جهت اتصال و توزیع تمام حس گرها و سیستم هاي اکتساب داده دارد. این گونه احداث ها به داده فراوان و سیم هاي نیرو نیاز دارد تا در کل گلخانه توزیع شود، و این مسئله باعث می شود که سیستم احداث پیچیده و پر هزینه شود به همین دلیل و دلایلی دیگر از قبیل عدم دسترسی به فعال کننده هاي توزیع شده فقط حس گرهاي جداگانه در نقطه ثابت جاي گرفته شده اند که به عنوان عمل سراسري دینامیک هاي گلخانه اي انتخاب شده اند که به عنوان عامل سراسري دینامیک هاي گلخانه اي انتخاب شده اند .
از طرف دیگر سیستم به کاراندازي در گلخانه ها معمولا از دستگاه هاي مکانیکی تقویت شده و کنترل شده به وسیله تقویت کننده ها تشکیل شده است. که به منظور کاهش تعداد تبدیل هاي سیگنال هاي کنترل از نظر امنیت و نقطه نظر اقتصادي مطلوب شدند. بنابراین و هم چنین به علت مواجه شدن با این موانع این مقاله توصیف می کند که چگونه کنترل هواي گلخانه می تواند به عنوان سیستم رویداد پایه اي در ترکیب با شبکه هاي حس گر بی سیم ارایه شود. در جایی که متغیرهاي دینامیک کم فرکانس کنترل شده اند و اقدامات کنترل عمدتا در مقابل حوادث ایجاد شده به وسیله اختلال هاي خرابی محاسبه شده اند . مستقیم کنترل پیشنهادي ذخیره هزینه هاي مرتبط با حداقل سازي عایق و طولانی کردن عمر دستگاه فعال کننده را مجاز می کند، اما نتایج امید بخش را ادامه می دهد تجزیه و نتیجه ها به وسیله نتایج شبیه سازي ارایه شده اند.
مقدمه:
رشد محصولات عمدتا تحت تاثیر – آب و هواي متغیر محیط اطراف گلخانه و میزان آب و کودهاي تهیه شده از طریق آبیاري است. این مسئله دلیل اصلی است که چرا گلخانه براي زراعت و کشت ایده آل است. زیر از محیط بسته اي تشکیل شده است که در متغیرهاي مربوط به آب و هوا و حاصل خیزي می تواند کنترل شود تا رشد مطلوب و پیشرفت در محصولات بدست آید. آب و هوا و حاصل خیزي دو سیستم مستقل هستند که با مشکلات مختلفی در کنترل همراه هستند. از آنجا که مسئله تولید محصولات گلخانه اي مشکل پیچیده اي است، ساده سازي توسعه یافته از میزان آب و باروري تشکیل شده است که نیاز به مراقبت آنی دارد به این شیوه مشکل کنترل رشد محصولات کاهش یافته است که به عنوان تابع شرایط محیطی هوا مورد توجه است.
واکنش پویاي آب و هواي گلخانه اي ترکیبی از فرآیند فیزیکی است که شامل انتقال انرژي و تعادل حجم می شود. این فرآیندها وابسته به شرایط محیط خروجی،ساختار گلخانه اي ،نوع محصول و تاثیر فعال کننده هاي کنترل هستند. روش هاي اصلی کنترل هواي گلخانه با استفاده از تهویه و گرما رسانی براي تغییر دماي داخلی و شرایط رطوبت دهی و نور مصنوعی براي تغییر پرتوافکنی داخلی، تزریق CO2 براي تاثیر فتوسنتز و مدسازي و مدرسانی براي افزایش رطوبت است. با توجه به ساختار گلخانه دستگاه هاي فعال کننده متداول، نوع محصول و شرایط تجاري حوزه جغرافیایی، متغیرهاي اصلی آب و هوا براي کنترل شامل دما و رطوبت می شود PAR مقیاس طیفی از - wm2 - 700 , 400 است که توسط گیاهان به عنوان منبع انرژي در فرآیند فتوسنتزي استفاده شده است.
پرتو افکنی به وسیله صفحه هاي سایر افکنی کنترل شده است اما کاربرد آن بیشتر گسترش نیافت. بنابراین تحقیق کنونی بر مشکلات کنترل رطوبت و دما متمرکز شده است. اگر راه حل هاي تجارتی شامل این نوع از کنترل گرهاي زمان بندي براي محصول هستند که در دو نوع سریع و آهسته دینامیک ها را تغییر می دهند. این کنترل گر از زمان بندي برنامه PI تشکیل شده که مقیاس هاي کنترل گر براساس برخی بی نظمی ها عمل می کنند. دماي خارجی و سرعت باد براي کنترل دماي شبانه ، استراتژي ها مختلفی براي کنترل وجود دارد اما براي این تحقیق کنترل خاموش روشن/ روشن با صفر/ بی حس در گرما ساز هوا استفاده شد که این کنترل گر به طور معمول در گلخانه ها استفاده شد.
کنترل دماي هوا:
گیاهان تحت تاثیر پرتو افکنی PAR و عملکرد فرآیند فتوسنتز رشد می کنند علاوه بر این، دما نیز بر سرعت تولید مواد قندي از طریق فتوسنتز اثر می گذارد و بنابراین پرتو افکنی و دما در شرایطی که سطح بالاتري از پرتو افکنی مشابه با دماي بیشتر وجود دارد در تعادل هستند. از این رو در شرایط روزانه لازم است که دما در سطح بالایی حفظ شود تا فرآیند فتوسنتز به طور مطلوبی عمل کند. در شرایط شبانه گیاهان فعال نیستند، بنابراین ضرورتی ندارد که دما در سطح بالایی حفظ شود به این دلیل دو نقطه تنظیم دما مورد توجه است: دماي شبانه و دماي روزانه. تهویه طبیعی تبادل و جریان هوا را در گلخانه تعیین می کند که به عنوان تفاوت هاي موجود بین دماهاي داخلی و خارجی مورد توجه هستند. رابطه بین روزنه هاي خروجی و دماي درونی خطی نیست، اما به جاي استفاده از جدول کنترل غیر خطی ممکن است که تصمیم بر این شود جدول بندي الگوریتم کنترل براساس مدل هاي خطی در هر نقطه عملکرد اجرا شود - به شکل 2 نگاه کنید -
کنترل رطوبت هوا:
بخار آب درون گلخانه یکی از متغیرهاي مهم که بر رشد محصول اثر گذار نمی باشد. با این وجود کنترل رطوبت هوا از منافع ویژه است زیرا رطوبت بالا ممکن است بر شکل ظاهري تولیدات، بیماري آنها و کاهش نفوذ اثر بگذارد و رطوبت پایین می تواند باعث فشار هیدروژنی شود و مجراهاي محصولات را مسدود کند بنابراین کاهش فتوسنتز به علت کاهش در جذب CO2 بوجود می آید دو مشکل عمده در کنترل رطوبت جود دارد:
-1دماي درون گلخانه و رطوبت نسبی ارتباط معکوسی دارند، زمانی که هواي گلخانه با هواي خارجی مخلوط شده است، معمولا سردتر و خشک تر است - هنگامی که یکی از آنها افزایش می یابد دیگري کاهش می یابد و بر عکس -
-2دستگاه هاي فعال کننده مشابهی براي کنترل دما و رطوبت به کار گرفته می شود کنترل دما اولویت بیشتري دارد زیرا مستقیما بر رشد محصول اثر می گذارد. براي حفظ رطوبت در مقیاس تعیین شده نقطه تنظیم دما را می توان براساس مقیاس رطوبت نسبی درون آن تغییر داد. از این رو کنترل گر رطوبت به عنوان ژنراتور نقطه تنظیم عمل می کند که می تواند دماي نقطه تنظیم را در مقیاس کوچک تغییر دهد. تغییر دما وابسته به سطح رطوبت واقعی است که حداکثر تغییر مجاز را براي نوع ویژه محصول انتخاب می کند.
دماي پایین نقطه تنظیم رطوبت هوا را خالی می کند که در تبادل با هواي خارجی است. زیرا خشک تر از هواي داخلی می باشد. با این وجود نقطه تنظیم بیشتر عنوان می کند که در مدت زمان طولانی تري باقی می ماند تا بخار آب و هواي داخل گلخانه را حفظ کند و بنابراین باعث افزایش رطوبت در گلخانه می شود. هنگامی که تغییر در سیگنال نسبتا کوچک است تعداد نمونه ها به طور قابل توجهی کوچک تر است مانند آنچه که در شکل 2 نشان داده شده است.
