密集烤房控制器在烟叶育苗大棚温度控制中的应用

　　摘要 利用闲置密集烤房控制器，对其程序进行升级，配套外部设备，以期实现育苗大棚温湿度的自动控制和调节，提高资产利用率，减工降本，提高育苗质量。
　　关键词 密集烤房控制器；温度控制；烟叶；育苗大棚；应用
　　中图分类号 S572；S625.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）06-0069-02
　　Application of Bulk Curing Barn Controller in Tobacco Seedling Shed Temperature Control
　　ZHAO Xiang-jiang 1 XUE Bo 1 * XIN Wei 2 YANG Shao-jie 1 NIE Wei 1 ZHAO Qing-hai 2 ZHAO Hong-jun 2
　　（1 Shandong Weifang Tobacco Co.，LTD，Weifang Shandong 261205； 2 Zhucheng Branch，Shandong Weifang Tobacco Co.，LTD）
　　Abstract The idle bulk curing barn controller was used，by updating the program and matching external equipments，so as to achieve shed temperature and humidity automatic control and regulation，improve asset utilization，reduce the work，improve seedling quality.
　　Key words bulk curing barn controller；temperature control；tobacco；seedling shed；application
　　煙叶育苗工作是整个烟叶生产的基础，育苗的优劣直接影响烟叶种植的后期环节。由于烟叶育苗环节，烟苗处于生长发育初期，对温湿度的要求非常突出，如果管理不当，就会出现烟苗根系腐烂、病虫害严重、死苗等情况。目前，烟叶育苗的日常管理还是以人工观察、手动控制为主，劳动强度大、工作效率低而且管理不到位，难以达到科学合理的烟苗培育要求。因此，对育苗大棚温湿度自动控制的研究显的很有必要。
　　密集烤房控制器是按照国烟办综〔2009〕418号文件生产制造的，属于烟叶烘烤专用配套设备，在7—9月可以用于烟叶烘烤，稳定可靠。但是在烤烟结束以后基本处于闲置状态。为了节约资源，通过对密集烤房控制器程序加以升级，并配备一些外部辅助设备，就可以应用于烟叶育苗大棚的温度控制中。目前，虽然有厂家生产制造智能烟叶育苗大棚，但成本较高，并且需要按照特定要求重新改造大棚，把密集烤房控制器应用于烟叶育苗大棚的温度控制中，在国内还没有先例。为实现烟叶育苗温湿度的精准自动控制，在育苗棚内的多个点放置温湿度传感器，实现了多点测量。同时，为了充分利用现有密集烤房控制器的设备接口，可配备相应接口的温湿度传感器、电动卷膜器等外部设备，实现育苗大棚的温湿度自动控制。在传感器的上方制作透明的塑料装置，既能避免育苗期间洒水溅到传感器上，又可以接受阳光的照射，使传感器测出的温度更接近棚内的温度，避免在控制育苗大棚内的温度时出现差错。
　　1 控制器系统的组成及相关硬件
　　烟叶育苗棚智能控温系统主要由三大部分组成：密集烤房控制器、测温系统、控制配电柜。
　　1.1 密集烤房控制器
　　密集烤房控制器是按照国家烟草专卖局（公司）的相关标准生产制造的，经过对程序软件的升级改造，使密集烤房控制器具有烤烟功能模块和烟叶育苗功能模块2个部分。密集烤房控制器是整个控制系统的核心，实现数据采集、分析、处理和发出控制命令。
　　1.2 测温系统
　　育苗大棚一般长50 m、宽12 m，面积比较大。测温系统对棚内的5个点使用DS18B20进行温度测量取平均值，以更精准地测量温度。在育苗的过程中，早晨需要对棚内的雾气进行释放，所以增加了1个AM2302B进行湿度测试，根据所测湿度大小，在特定时间内自动释放烟叶育苗大棚内的雾气[1-2]。
　　1.3 控制配电柜
　　控制配电柜是由CJX20901交流接触器、NES-150-24开关电源以及电动卷膜器组成。配电柜配有手动/自动切换开关，当密集烤房控制器被用于烘烤时，育苗大棚的温度就可以进行手动控制。
　　2 控制软件
　　控制软件主要嵌入在单片机内，密集烤房控制器所选用的单片机是STC89C516RD+，是可靠稳定的品牌；所使用的开发环境为Keil uvision4，使用的开发语言为C[3-4]，如图1所示。
　　系统的参数需要人工设置，可以根据不同的时间段设置不同的参数，操作界面显示直观。数据区实时存储温湿度数据，通过数据分析比较各个时间的数据，自动控制电动卷膜器的升降。控制软件具有以下特点：①实时动态显示传感器的平均温度和湿度，便于观察育苗大棚内的温度和及时发现故障；②可以通过按键操作查看各个点的温度，及时了解掌握烟叶育苗棚内的温度状况；③软件分为烤烟模块和育苗功能模块，通过按键操作进入不同的模块，简单方便；④硬件具有实时时钟功能，通过软件编程分阶段地对外围设备进行控制；⑤采集分析育苗大棚内的湿度数据，按照程序设定的目标湿度及时地排出育苗大棚内的雾气。
　　3 应用效果
　　经过一个烟叶育苗季节的试验使用，密集烤房控制器的育苗功能模块程序运行稳定、操作简便，控制更加准确和及时，得到了用户的高度好评。采用多点测量温度方式，使大棚内的温度控制更加合理。同时，由于外围的卷膜器等设备完全由密集烤房控制器根据人工设置的目标参数和采集的温湿度参数按照一定的控制规则自动控制，使操作更加及时和准确，避免人工操作麻烦。
　　4 效益分析
　　4.1 提高了资产利用率
　　在烘烤空闲期，使密集烤房控制器得到充分的利用，避免了资产浪费，提高了资产的使用率。
　　4.2 节约了人力、物力、财力等资源
　　育苗期按60 d计，若人工操作则需0.5个工/d，用工1人，工资80元/个工，则需费用2 400元；使用密集烤房控制器自动控制大棚的外围设备以自动调节棚内的温湿度，则每天需用电0.96 kW·h/棚，电费单价为0.57元/（kW·h），总计成本仅32.8元。大大减少了人员的占用，降低了人力开支。
　　4.3 提高了育苗质量
　　采用多点温度测量的方式，使得棚内的温度控制更加合理。同时，设备自动控制，使温湿度的调节更加及时和准确，大大降低了人工误操作和疏忽带来的损失。
　　5 结语
　　目前，密集烤房控制器在烟叶育苗大棚温度控制中的研究和应用在国内尚未见报道，通过密集烤房控制器在育苗大棚温度控制中的试验应用效果来看，该项研究和应用取得了预期的效果。密集烤房控制器的育苗功能模块程序运行稳定、控制准确，对大棚内的温度测量合理、调节及时，取得了很好的经济和社会效益。
　　6 参考文献
　　[1] 杨春健.南方温室通风降温措施的探讨[J].广西农业科学，2002（5）：280-282.
　　[2] 闫恩诚，谢小妍，刘鹏.塑料温室通风降温措施的探讨[J].农机化研究，2002（3）：115-117.
　　[3] 候殿有.单片机C语言程序设计[M].北京：人民邮电出版社，2010.
　　[4] 刘坤，赵红波，张宪栋.51单片机C语言应用开发技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2012.

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