云南花卉产业现状及思考

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1、一、计算机在温室设施管理与控制中的应用　　在温室生产过程中，通常计算机在以下几方面可发挥巨大作用：1）实时监测生物和环境特征，2）模拟生物发育过程，3）自动利用知识与推理系统进行决策分析，4）对环境要素和温室辅助设备的自动控制，如通风与加温等操作，5）制定环境控制策略：如制定以市场时效为目标的控制方案，以节能为目标的控制方案等，6）实现灵活多样的控制方案，如机器人和智能机械的果实采收与分类应用，7）制定面向市场的长期性生产目标等等。　　1.环境控制　　温室环境包括非常广泛的内容，但通常所说的温室环境主要

2、指空气与土壤的温湿度、光照、CO2浓度等。温室环境控制的重点就是对这些要素进行控制与管理，为作物创造适宜的生长发育环境。温室环境控制的目标与温室技术发展的趋势相一致：早期的温室只起到简单的保护作用：如抵御低温冻害、遮风挡雨；后来要求温室不仅具有一般的保护功能，还能促进作物的发育和改善品质；到目前最为先进的控制管理技术可以实现对作物成熟（开花）期、株高等进行目标控制，使温室作物更具商业价值。　　目前对温室环境控制主要采用两种方式：单因子控制和多因子综合控制。单因子控制是相对简单的控制技术，在控制过程中只对

3、某一要素进行控制，不考虑其它要素的影响和变化。例如在控制温度时，控制过程只调节温度本身，而不理会其它因素的变化和影响，其局限性是非常明显的。实际上影响作物生长的众多环境要素之间是相互制约、相互配合的，当某一要素发生变化时，相关的其它因素也要相应改变，才能达到环境要素的优化组合。综合环境控制也称复合控制，可不同程度弥补单因子控制的缺陷。该种控制方法根据作物对各种环境要素的配合关系，当某一种要素发生变化时，其它要素自动做出相应改变和调整，能更好地优化环境组合条件，是温室控制技术的主要发展方向。　　2.数据采

4、集　　数据采集是整个控制与管理系统的重要组成部分，要达到对环境和设备进行控制，必须要对环境和设备的状态进行监测，经过分析决策，然后实施控制行为。还可从以下几方面进一步看出数据采集的重要性：（1）环境要素的变化（如温湿度等）并非能准确直观感觉到；（2）环境要素处于时刻变化之中，必须要进行连续和快速的监测；（3）在实际应用中要素的平均值更有意义，但平均值来自于大量的瞬时值；（4）在控制与管理过程中，要进行要素的分析计算和优化配置；（5）需要对植物产量与成本消费的平衡进行分析计算；（6）需要对历史资料进行显示

5、和查询；（7）数据图表和图像显示更直观可用等等。上述这些要求和特点，如果不使用计算机几乎是不可能实现的。　　设施环境监测与数据采集的重点包括光、温、湿、CO2气体等要素，但随着传感器技术的发展，对作物一些重要生理特性和指标的监测已不难实现：如光和速率、叶温、蒸腾速率、气孔阻力等。70年代后期至80年代初提出了所谓的SPA（SpeakingPlantApproach）的概念：即植物的生理状态不仅随时间而变化，而且直接受环境影响。通过对植物本身生理状态的监测，便能反应（告知）环境质量的优劣程度，达到环境优化

6、控制的目标。从以上可看出，温室监测与控制系统需要处理不同类型和性质的对象，因此传感器的设计与选型是致关重要的，传感器本身的性能指标是制约数据采集系统的关键性因素。在80年代后期，提出了所谓的智能型传感器的概念，与传统的传感器相比有以下重要特性；1）同类产品的互换性，即批量生产的传感器具有一致性的质量；2）输出信号的兼容性，即很容易与用户系统连接；3）可重复性，即在连续与重复操作过程中表现出的稳定性；4）易标定或换算性，传感器所输出的信号容易标定和换算；5）输出信号补偿性，在剧烈变化的环境下，仍能稳定输出

7、信号，或能自我补偿；6）自我诊断性，当传感器自身或系统的某一部分出现故障时能自动检测和报警；7）抗逆性，在恶劣条件下能稳定工作；等等。　　3.其它应用　　1）图像分析（ImageAnalysis）和处理。在设施园艺生产与管理过程中，许多过程依赖于操作者通过获取可视化信息进行决策。例如产品色泽、尺寸大小等大量信息属于不确定性的模糊信息，再例如果实收获时间的确定和产品的分类，作物生长形态特征和病害特征的识别鉴定等也不容易。　　人工智能技术的发展和应用，是未来图像处理系统的关键性技术，通过图像传感系统采集的可

8、视性信息，仅仅是第一步，只有通过人工智能技术的推理与判别，才能为人类提供有用的信息。例如可以通过几何尺度和颜色判断产品的成熟度和品质等。智能系统不仅可以利用过去的知识（通常是已建立的知识库），也可通过操作者输入新的知识对当前的处理目标进行决策，推理过程通过计算机推理机自动实现。可以预计，在未来农业或设施园艺生产中，人工智能技术将得到更广泛的应用，在处理难以定量化的问题时尤其如此。　　计算机图像处理的另一重要方面就是机器人。机器人或机器手的传