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在設施蔬菜生產中，放風工作可以說是咱們菜農朋友每天重復的工作。通過風口的開關及大小變化，實現棚室溫度、濕度調節及內外氣體交換，既能減少蔬菜病蟲害的發生，更能保障蔬菜的快速生長。今天我們邀請到北京紫蜂互聯科技有限公司的楊馥瑞，為大家介紹一下溫室智能放風如何設計與實現。
日光溫室棚結構基本環境 日光溫室內存在明顯的水平差異和垂直差異，而且這種差異與季節和外界天氣狀況有一定的關系，即不同季節和天氣狀況差異有所不同。而棚內空氣溫度對于日光溫室的重要性不言而喻。 我們先來看兩幅日光溫室熱收支平衡示意圖 ▲白天的溫室熱收支情況 ▲夜間的溫室熱收支情況 空氣熱交換，即空氣升降溫的蓄放熱，其為正數時，日光溫室內升溫，其為負數時，日光溫室內降溫。 在無加溫的日光溫室中，太陽是唯一的熱量來源。白天增溫依靠太陽，夜晚室內處于降溫過程，北墻、后坡是主要的蓄熱放熱來源。如下圖所示： ▲不加溫條件下日光溫室內的吸熱分布圖（白天） ▲人工加溫條件下日光溫室內的放熱分布圖（夜天） 在冬春生產中，人們希望持續降溫時間越短越好，這就需要日光溫室具有良好的保溫和蓄熱性能。而通風換氣時的換氣散熱約占整個日光溫室吸熱量的95.61%。 因此，通風換氣散熱量對整個日光溫室內保溫和蓄熱影響較大，對溫度影響也就很大，需要特別重視。通風換氣也是最簡單的降溫方式。 ▲日光溫室內剖面氣溫分布規律 溫室蔬菜作物對溫度的要求 作物對溫度的基本要求通常以最低溫度、最適溫度和最高溫度來表示，即溫度三基點。不同蔬菜作物對氣溫和地溫三基點要求不同。根據蔬菜對溫度的需求，將蔬菜劃為耐寒蔬菜、半耐寒蔬菜、喜溫蔬菜和耐熱蔬菜。番茄屬于喜溫作物。 蔬菜光合作用有其最適溫度，溫度對蔬菜作物光合產物運轉也有顯著影響。如何實時掌握棚內溫度，及時調節溫度具有重要作用。 正確放風方式 之前有一篇文章詳細介紹過正確放風的方法 設想一下100米的棚，一天從早到晚，分三段調節風口。晨風開合一次，早晚開關各一次，中午下午各調節一次，還不算上因風向或者日升日落造成東西溫差，一個人放風至少需要在棚內行走一千多米，再加上溫度計分布在不同的位置，查看溫度計等等。單單放風，每天棚內都無法離開人。 于是，有些人選擇了簡單粗放的方式，減少開關風次數，一天開關一次或者使用棉被開關找風口。這種方式其實并不可取。此方法對溫室優勢的利用率、作物溫度的調控功能都有所減弱，《大棚放風，你真的會嗎？》中原因寫的比較清楚。
為了更好地實現風口對于日光溫室的溫濕度調節功能，市場上出現了放風機。基本情況是機械代替人工，可以實現按照人工的處理方式（查看溫度—自我判斷開關風口大小）進行開關風口。具體分為四個階段：
實現簡單機械幫助省力后， 怎樣才能最大限度代替人力呢？ 由于開關風影響因素很多，實際環境中，得到這些數據進而進行處理的成本高，不為普通種植戶使用得起的，且不為那么必要。 針對這個問題，神農棚博士第三代放風機目前是將其所有因素集中在溫度統計上，利用大數據，在自動控制策略算法上做一些智能處理，將此設備檢測到的溫度3-5分鐘內的數據做處理，預測未來3-5分鐘是否會達到設置所需溫度，從而進行開關風口。加上提前開風，避開搭邊距離等一些細節的處理，最大限度將溫度控制在所需范圍內。 以下界面是我們的自動控制設置界面，提前安排，隨時修改。 舉個例子：以下兩幅圖是神農棚博士用戶在此時間段內設置所需溫度為28度，隨著外界溫度的變化調節開風口大小，將溫度通過開關風口方式，最大限度控制在28度左右；而同時達到開關風口的頻率較少。 ▲溫度控制圖，橫軸為時間，縱軸為溫度
▲風口行程圖，即風口開合的大小，橫軸為時間，縱軸是大小（厘米） 小功能，大作用 1. 作物知識庫，給用戶作為參考。如下圖，標注西紅柿在發芽期、幼苗期、生長期、開花期結果期所適宜的溫度。同時應用于自動控制策略中。
2. 報警設置，超過所設置的溫度會接收到報警信息，并在行程范圍內進行自動打開風口或者關閉風口，避免造成不必要的損失。
3. 聯網方式，插電設備就可以實現遠程遙控功能，方便偏遠的農村棚內使用。 4. 考慮棚內溫室的環境，放風機本身全部做成防水一體機，為增加產品使用壽命和使用的安全性。 5. 操作方式多樣化。手機、遙控器、電腦皆可操作。 6. 每位用戶都可查看一個月內的溫度監測點的空氣溫濕度數據。
風口膜的相關問題 1. 在上膜問題上，看到有些棚主的不正確安裝導致風口兜水嚴重、甚至漏水或者膜損壞嚴重。頂膜寬度為拱架弧度-80厘米,長度為大棚長+2倍棚高+40厘米，在無風條件下上頂膜，頂膜繃緊后用鐵絲固定在棚。頭頂膜穿拉繩或者鋼絲，東西方向拉緊。 2. 防兜水問題，建議使用方式是在棚體結構上稍做處理。若使用鐵網，增加了膜開動的阻力，請注意選用質量好，孔比較大的鐵網，且長度長于上膜及搭邊否否則會出現風口開關阻力大，容易出現刮破薄膜等其他衍生問題。
下面這兩張圖是防兜水的作用。在棚結構上稍作修改，每個橫梁中間加上四分或者六分鋼管（注意長度超過頂膜寬度），能夠起到防兜水的作用。
若風口無法順利打開，松開壓膜又不安全。所以選用下圖這種方式稍抬壓膜繩，風口自由就可以打開。材料可以選擇PVC管或者鋼管。
本文來源于設施農業與輕簡高效微信群，作者：楊馥瑞（北京紫蜂互聯科技有限公司） |
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