为了改善温室中的白天和夜晚温度，它更适合种植作物：它用于支撑骨架和水作为热循环的主体。白天，太阳能被吸收和储存，然后释放到温室中，在夜间加热。阳能热监测网络使用无线传感器网络设计，主要包括温度采集，执行节点和中央决策节点。
过收集外部温度，骨架中的水温和棚内温度，中央决策节点根据控制策略响应相应的命令。被送到相应的执行节点来控制循环泵，阀门和加热设备，从而获得棚内温度的智能和自动调节。比实验表明，为太阳能集热器设计的温度控制系统工作稳定，可以提高夜间温室的平均温度（高达2.78°C），防止作物结冰，减少生产和平衡midi的温度过高。制在最合适的范围（20~25°C），从而有效延长作物光合作用的持续时间，更有利于作物生长。室温室;太阳能集热器;无线传感器网络;控制策略;智能调节温度;自动调整中图分类号：TP273 .5文献标识码：A项目编号：1002-1302（2017）18-0197-04收稿日期：2017-03-07已获得资助的项目：国家自然科学基金（编号：16125225）;河南省科技攻关项目（编号：172102210358）。者简介：李明（1981-），男，河南周口人，硕士，讲师，主要从事计算机应用与通信工程。子邮件：leem81@126.com。于中国人民生活的不断改善，由于政府制定的“菜篮子”项目和温室，北方人正在冬季吃绿色蔬菜。个重要的角色[1-3]。
所周知，温室是作物生长的关键因素，影响作物中各种酶的活性。冬季，它通常用于覆盖隔热层的“毯子”，以保持温室内的温度。统的温室采暖还包括地板采暖，热炉和电力。种方法，如管加热[4-5]，但这些方法不仅污染严重，而且非常昂贵。阳能被认为是取之不尽，无污染的能源。阳能集热器采用中空聚碳酸酯（PC太阳能电池板）作为材料。[6]，恒温阀芯严艳涛等太阳能集热器吸收太阳辐射并将其储存在相变材料中，所有这些都取得了成功[7]，但都使用对农民而言过于昂贵的特殊材料。合温室结构，支撑骨架作为热循环的主体，水作为收集和储存热量的手段，设计了太阳能集热器的温度控制系统。白天，水泵被泵送到骨架腔以吸收和储存太阳热，这也有利于平衡。中午，温室内的温度容易升高，因为水的比热容量更高，温室内的空气温度更快地降低，储存的能量可以传递到温室中的空气中。室。
不仅节省了供暖设备的空间，而且实现了零能耗和全面污染。极端寒冷的情况下，可以在紧急情况下打开供暖系统。比实验表明，所设计的系统运行稳定可靠，温室温度控制自动调节，效果明显，经济价值高。架的结构和温室的工作原理温室的结构温室温室的传统结构主要由基础，墙壁，骨架，薄膜和绝缘体（电动百叶窗）组成[8-9]。室结构的主要特点是易于建造，易于管理和廉价：在施工期间，骨架用作薄膜和隔热毯的支撑，并由大量管道焊接。阳能集热系统充分利用这些钢管，连接它们而不改变原有的支撑效果，并允许水在钢管内循环[10]。工后温室的横截面如图所示。出了图1。于钢管及其内部水的比热容远高于空气的比热容，当太阳充足时，设计的太阳能热回收系统吸收太阳能并将其转化为太阳能。
量能量，同时允许光合作用释放大量的热能。存和储存过量的热量：在晚上，光变弱，一旦被子铺设，作物停止光合作用，温室内的气温逐渐降低 – 此时，钢管它的内部水逐渐释放热量。太阳能收集系统内的温度与温室中的空气温度平衡时，循环水返回到水箱。动温控系统及控制策略自动温控系统主要由太阳能集热器框架，循环泵，自动阀，罐，电加热设备和管道[11]。组成如图2所示。动温度控制系统根据室外温度TO，骨架TF内的温度，温室中的温度TI进行评估和决策。的温度TP，从而控制整个循环系统的运行。般来说，当太阳充足时，光合作用达到约25°C，最低夜间温度不能低于10°C，以避免冻伤。季正常的日照时间为09:00至17:00，控制策略如下：情况1，日落后，阳光透过薄膜照亮整个温室。温室中，温室内的温度逐渐升高，温室中生长的植物进行光合作用并释放出大量的热量。
TI> 20°C时，管路1和2中的阀门自动打开，循环泵自动启动骨架中的冷却水泵。
管道中，骨架及其内部水的温度低，这将吸收温室中的太阳能和多余的热量。例2，如果阳光或温室内的温度足够高，当TF> TI，管道阀门1和2自动打开时，循环泵会自动开启以返回热水在水箱中，同时将冷却水泵入骨架，以降低温室内的温度，并在20-25°C尽可能地控制温度。于这种情况：下午，随着太阳能收集系统的温度慢于空气收集系统的温度，阳光逐渐变弱，棚内作物的光合作用也减慢，棚内的温度逐渐降低。换，出口温度缓慢下降，培养物光合作用的酶活性仍然活跃，延长了光合作用的持续时间;情况4，夜间培养生长温度的要求一般不低于10℃，例如极端寒冷时TO <-20当当天储存的能量耗尽时，系统自动打开电加热器，将水箱加热至TP = 50°C，然后通过循环泵将其注入骨架，这实际上可以增加人群内的温度。TI，温度高于10°C，以避免文化冻伤。能温度控制系统基于无线传感器网络，由温度采集节点，执行节点和中央决策节点组成。度采集和执行节点主要包括室外温度采集节点，水温采集节点，室内温度采集节点，阀门控制节点。水泵的控制节点和水箱温度管理节点，形成星形网络。[12]智能温度控制系统的网络结构如图3所示。央决策节点负责收集各自发送的设备的温度数据和运行状态等信息。后，根据预定策略将控制命令发送到相应的执行节点，从而允许自动调节总温室温度。点硬件设计考虑到通信距离和功耗，节点选择CC2530 F256作为硬件开发和设计平台，将ZigBee RF单元，存储器和微控制器集成到一个器件中。片，以及与行业标准相结合的改进8051。理器，8 KB RAM和256 KB可编程闪存，以及带有无线IEEE 802.15.4兼容收发器的丰富接口，可以以极低的成本构建功能强大的网络节点[13-14]。点硬件平台模块主要包括DS18B20温度采集传感器，射频单元，水箱加热器控制，水循环泵控制，自动控制阀门和能源管理单元。度是确定控制策略的重要依据：由于气体流动性的不稳定性，为了使每个节点收集的温度数据更加准确，本研究设计了具有五个传感器的传感器组DS18B20消除了差距超过5％。后从残余温度传感器测量的平均值中提取数据，有效地避免了测量误差[15]。过开关继电器的命令完成对水箱，循环泵和阀门的加热设备的控制，在继电器和输入之间增加控制电路/输出CC2530，用于控制高压电路的低压电路。ADC接口收集锂电池的电压信号，并使用预定义的电压 – 电荷关系曲线估算剩余电量，以防止电池耗尽并影响器件的正常工作。点软件设计系统主要包括两种类型：温度采集/执行和中央决策节点。
件设计采用循环功能方法。点是程序简洁准确，以及功能稳定可靠[16]。度采集/执行节点主要负责外部温度，骨架中的水温，温室内的温度和设备的控制。点在启动后初始化该节点包括初始化寄存器，读取其自己的ID，配置RF通信参数以及创建网络。接，DS18B20温度传感器和I / O接口的初始化等，然后检查是否接收到中央决策节点指令，如果有相应的配置和参数操作，否则根据定义的读取周期获取DS18B20温度。据平均算法得到矩阵的值和设备的状态，然后得到节点的最终温度值。后，获取时间，节点ID，温度，设备状态根据参数，将功率信息分组并通过ZigBee网络发送给中心决策节点。n秒的延迟之后，采集周期进入下一个周期。央决策节点主要负责接收每个节点发送的温度数据和设备的操作状态信息，并根据建立的控制策略将相应的指令返回给每个执行节点。动中央决策节点后，首先进行初始化，然后等待接收，接收到数据后，各节点发送的数据按照通信协议分析数据包，然后对其进行分类。将其存储在相应的空间中。
们还确定是否应该基于节点类型的温度信息触发执行控制策略并执行相应的执行。点发送指令并在等待接收新数据时进入下一个循环。比测试和结果分析为了验证本研究设计的太阳能集热器温度控制系统的实际效果，选择了位于相同地理坐标的两个太阳能温室A和B.长度80米，范围9米。个温室的基础设施是一样的。过初步验证，可以看出，当两个温室不使用热量捕获和温度控制系统时，人群中同时的温度几乎相同，这表明测试条件是作为参考。期结果如下：（1）在白天充足日照的情况下，尽量控制棚内温度在20到25°C之间，因为光合作用的酶活性是当下最强的; （2）晚上。照棚的温度不应低于10°C。果低于10°C，作物可能会冻结甚至导致作物死亡。实验过程中，A启动了本研究设计的日光温室太阳能集热器温度控制系统，与B不同。个温室的温度记录24小时。集期温度为60秒，记录时间为60分钟，记录的数据是整点前后30分钟的平均值。验结果如表1所示。1表明在11:00有充足的阳光，温室A和B的温度高于20℃，光合作用可以正常进行。屋内的温度仍有上升的趋势。A中的温度控制系统启动，循环泵开始将冷水泵入骨架进行冷却，骨架中的水温吸收太阳能的热量和机库，温度在14:00达到最大值（39.57°C），然后随着阳光的消退和温度的降低，储存在温室A的骨架中的能量通过热传导释放到机库空气中，使温室A中的温度在晚上可以高于温室B的温度，直到晚上的03:00。室中的温度A骨架与室内空气温度平衡，室温约为14°C。架中的水失去其热能值并返回水箱。了在视觉上比较两个温室中的温度条件，将温室A和B的室内空气温度转换成时间 – 温度曲线，结果示于图3中。6.图6直观地显示，在日光温室日期间，20°C以上20°C的时段为11:00至16:00，光合作用的最佳持续时间为5 h，温室A大于光合作用的最佳时间为10小时至17小时7小时，有效控制25℃以上的持续时间。时，温室B在04:00至07:00之间低于0°C。个晚上温室A的最低温度是10.32°C，整个晚上A到B的平均温度是18.00到09.00，也就是说2.78°C，这有效地避免了冻伤引起的文化。论充分利用了温室，温室几乎不产生任何额外费用，白天吸收太阳能，晚上释放储存的热量，并将无线传感器网络引入温度控制系统。使用CC2530F256 ZigBee控制器作为硬件。DS18B20温度传感器可收集水的外部温度和棚内温度。线通信避免了繁琐的布线，恒温阀芯并且针对不同的作物制定了不同的控制策略。制装置，阀门和加热设备根据作物生长自动调节温室温度。过比较相同条件下的两个温室，使用太阳能集热器温度控制系统的温室可以控制夜间温度高于10°C，平均温度上升到2.78°C，以防止冻伤农作物，以及控制中午的交付。高的内部温度现象维持了活性光合作用的酶活性，延长了作物的光合作用时间，使农民获得了最大的经济效益。
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