labview的温室环境模型库设计(附件)【字数：12363】
摘 要摘 要我国一直是一个农业大国。然而，由于农村土地逐渐城市化、工业化，以及国土跨度大，季节气候种类多等方面的因素，我国的农业发展仍受到很大的限制。温室能够在不适合农作物生长的季节或者地域环境中给农作物提供良好的生长环境。在温室环境调控中，温室动态环境模型库是必不可少的部分。通过温室动态模型库，可以实时了解温室内外部环境，植物长势，为植物的提供更为适宜的成长发育环境，提高农业生产效率与质量。本文基于LabVIEW软件，对温室动态模型库进行了相关研究。在前人的基础上，以Venlo型玻璃温室为例，分析典型Venlo型温室的结构材料以及温室内部的各类调节机构对温室降温的影响程度，构建夏季温室降温动态模型，建立了相关温室动态模型库；基于LabVIEW软件设计编写出了温室动态模型库人机交互界面，即温室动态环境预测软件。在界面中可以输入温室结构、地理位置、作物、室内外初始环境、调控机构开启状态等各类参数并预测出经过调控稳定后温室的室内温度，同时选择四种典型的温室降温调控方案进行了相关模拟验证对比，得出了夏季温室降温的最佳调控方案。关键词温室调控；模型库；动态模型；人机界面
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 存在的问题 3
1.4 主要研究内容 3
第二章 温室降温动态模型 5
2.1 Venlo型温室与日光温室介绍 5
2.1.1 Venlo型玻璃温室 5
2.1.2 日光型温室 5
2.2 温室降温动态模型分析 6
2.3 温室降温动态模型构建 6
2.4 本章小结 7
第三章 各类调控机构分析 8
3.1 太阳辐射值 8
3.2 天窗与侧窗 8
3.3 风机 9
3.4 湿帘 11
3.5 喷淋 12
3.6 本章小结 13
第四章 温室结构对温室动态模型的影响 14
4.1 围护结构损失的能量 14
4.2 长波辐射损失的能量 15
4.3 温室渗透散失的能量 15
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4.4 土壤传热损失的能量 16
4.5 本章小结 16
第五章 基于LabVIEW的预测软件开发 17
5.1 LabVIEW相关介绍 17
5.2 环境预测软件开发 17
5.2.1 界面设计 17
5.2.2 环境预测方法 18
5.2.3 软件各输入模块设计 19
5.3 功能实现 24
5.4 本章小结 27
第六章 总结与展望 28
6.1 总结 28
6.2 展望 28
致谢 29
参 考 文 献 30
绪论
研究目的及意义
中国是一个处于发展中的农业大国，地大物博，疆土辽阔。然而，由于我国同样是一个高人口大国，而且如今越来越多的耕地被工厂城市占领，所以人均耕地面积严重不足。因此农业的发展在中国一直都显得尤为重要，大力发展农业对于我国而言始终是经济发展的首要任务。温室的发展对我国广大农村地区的经济发展有着无与伦比的重要作用，与此同时，在提高我国农业国际竞争力方面也尤为重要。
作为一种农业特殊设施，温室将温室内部和外部的气候隔离开来，除此外还人们还可以通过开启各类温室调控机构进行相关调控，从而可以改变温室内部环境，使外部自然环境变化对温室内作物生长发育的不会产生太大的影响。然而温室内部环境的调控一直是温室发展过程中的一个重要研究方向，如何使用温室中配备的各类调控措施使温室内部环境最适宜作物生长也是学者们一直讨论研究的一个重要问题。
本文针对上述问题，以夏季温室降温为例，构建温室动态环境模型库，研究如何在温室内部温度过高时使用各类调控机构使温室内部温度降到最适宜作物生长额值。而在温室种植生产过程中如果要进行温室环境调控，温室环境动态模型一直是不可缺少的一个重要组成部分。温室动态环境模型能够准确并快速的反映出温室内部及外部的一系列环境因子。其作用一方面有利于研究人员了解到温室中配备的一系列调控设施对于温室内部环境的影响程度；另一方面，通过对于温室环境模型的研究也有利于研究不同调控机构后温室内部环境不同的变化规律，进而为如何调控温室环境提供极有价值的参考依据。
国内外研究现状
温室起源很早，世界各国对温室建模的研究也早已进行多年。相对而言，国外研究学者对于温室动态环境模型的研究更早，研究成果也更多。
早在20世纪60年代，Businger等[1]学者通过热平衡稳定状态法，确定了温室内部的空气温度并建立起了世界上第一个温室小气候模型。他的研究是温室建模的一个重要的里程碑，为以后各类温室环境模型的建立奠定了基础。
而在1971年，日本学者高仓[1]直结合作物光合呼吸作用等因素，通过对单层玻璃温室的研究构建了一个较完善的单层玻璃温室动态环境模型，在他的研究中，首次分析了温室的围护机构、土壤以及水的潜热对于温室湿度的影响，对以后的温室湿度动态平衡研究提供了重要参考。
1983年，著名的荷兰荷兰瓦赫宁根大学的Gerard.P.A.Bot[2] 针对Venlo型玻璃温室通过对温室内部作物蒸腾，以及天窗侧窗开启后的自然通风对于温室动态环境的影响分析，结合大量的理论数据及实验验证，建立了一个相对较为全面的Venlo型玻璃温室动态环境模型。
而在不久之后的1990年，美国Florida大学基于Microsoft Fortran4.0设计开发出了一种POLY2温室环境模型库[2]。在输入温室外部相关环境参数后，该模型库能够通过智能平衡方程较为全面的计算出温室内部环境因子的各个数值，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、光照，以及土壤湿度和围护结构的温度等等。
2004年，Murat Kacria[2]等人针对哥特式连栋温室模拟了其自然通风的数值，考虑了温室外部风速、风向、温室结构，天窗侧窗的开启情况对于温室通风量的影响，考虑了温室内部其他影响通风量的因素。模拟结果表明了当天窗侧窗同时打开时温室的通风量会达到最大。
相对发达国家而言，我国对于温室动态环境模型的研究起步较晚。虽然我国是温室栽培起源最早的国家，但是现代化设施农业发展较晚，一直没有向规模化、科学化发展。因此研究也相对滞后，不过随着这两年对国外研究成果的大力借鉴吸收消化，以及国家科研项目的大力支持，研究成果也较为丰硕。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 存在的问题 3
1.4 主要研究内容 3
第二章 温室降温动态模型 5
2.1 Venlo型温室与日光温室介绍 5
2.1.1 Venlo型玻璃温室 5
2.1.2 日光型温室 5
2.2 温室降温动态模型分析 6
2.3 温室降温动态模型构建 6
2.4 本章小结 7
第三章 各类调控机构分析 8
3.1 太阳辐射值 8
3.2 天窗与侧窗 8
3.3 风机 9
3.4 湿帘 11
3.5 喷淋 12
3.6 本章小结 13
第四章 温室结构对温室动态模型的影响 14
4.1 围护结构损失的能量 14
4.2 长波辐射损失的能量 15
4.3 温室渗透散失的能量 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
4.4 土壤传热损失的能量 16
4.5 本章小结 16
第五章 基于LabVIEW的预测软件开发 17
5.1 LabVIEW相关介绍 17
5.2 环境预测软件开发 17
5.2.1 界面设计 17
5.2.2 环境预测方法 18
5.2.3 软件各输入模块设计 19
5.3 功能实现 24
5.4 本章小结 27
第六章 总结与展望 28
6.1 总结 28
6.2 展望 28
致谢 29
参 考 文 献 30
绪论
研究目的及意义
中国是一个处于发展中的农业大国，地大物博，疆土辽阔。然而，由于我国同样是一个高人口大国，而且如今越来越多的耕地被工厂城市占领，所以人均耕地面积严重不足。因此农业的发展在中国一直都显得尤为重要，大力发展农业对于我国而言始终是经济发展的首要任务。温室的发展对我国广大农村地区的经济发展有着无与伦比的重要作用，与此同时，在提高我国农业国际竞争力方面也尤为重要。
作为一种农业特殊设施，温室将温室内部和外部的气候隔离开来，除此外还人们还可以通过开启各类温室调控机构进行相关调控，从而可以改变温室内部环境，使外部自然环境变化对温室内作物生长发育的不会产生太大的影响。然而温室内部环境的调控一直是温室发展过程中的一个重要研究方向，如何使用温室中配备的各类调控措施使温室内部环境最适宜作物生长也是学者们一直讨论研究的一个重要问题。
本文针对上述问题，以夏季温室降温为例，构建温室动态环境模型库，研究如何在温室内部温度过高时使用各类调控机构使温室内部温度降到最适宜作物生长额值。而在温室种植生产过程中如果要进行温室环境调控，温室环境动态模型一直是不可缺少的一个重要组成部分。温室动态环境模型能够准确并快速的反映出温室内部及外部的一系列环境因子。其作用一方面有利于研究人员了解到温室中配备的一系列调控设施对于温室内部环境的影响程度；另一方面，通过对于温室环境模型的研究也有利于研究不同调控机构后温室内部环境不同的变化规律，进而为如何调控温室环境提供极有价值的参考依据。
国内外研究现状
温室起源很早，世界各国对温室建模的研究也早已进行多年。相对而言，国外研究学者对于温室动态环境模型的研究更早，研究成果也更多。
早在20世纪60年代，Businger等[1]学者通过热平衡稳定状态法，确定了温室内部的空气温度并建立起了世界上第一个温室小气候模型。他的研究是温室建模的一个重要的里程碑，为以后各类温室环境模型的建立奠定了基础。
而在1971年，日本学者高仓[1]直结合作物光合呼吸作用等因素，通过对单层玻璃温室的研究构建了一个较完善的单层玻璃温室动态环境模型，在他的研究中，首次分析了温室的围护机构、土壤以及水的潜热对于温室湿度的影响，对以后的温室湿度动态平衡研究提供了重要参考。
1983年，著名的荷兰荷兰瓦赫宁根大学的Gerard.P.A.Bot[2] 针对Venlo型玻璃温室通过对温室内部作物蒸腾，以及天窗侧窗开启后的自然通风对于温室动态环境的影响分析，结合大量的理论数据及实验验证，建立了一个相对较为全面的Venlo型玻璃温室动态环境模型。
而在不久之后的1990年，美国Florida大学基于Microsoft Fortran4.0设计开发出了一种POLY2温室环境模型库[2]。在输入温室外部相关环境参数后，该模型库能够通过智能平衡方程较为全面的计算出温室内部环境因子的各个数值，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、光照，以及土壤湿度和围护结构的温度等等。
2004年，Murat Kacria[2]等人针对哥特式连栋温室模拟了其自然通风的数值，考虑了温室外部风速、风向、温室结构，天窗侧窗的开启情况对于温室通风量的影响，考虑了温室内部其他影响通风量的因素。模拟结果表明了当天窗侧窗同时打开时温室的通风量会达到最大。
相对发达国家而言，我国对于温室动态环境模型的研究起步较晚。虽然我国是温室栽培起源最早的国家，但是现代化设施农业发展较晚，一直没有向规模化、科学化发展。因此研究也相对滞后，不过随着这两年对国外研究成果的大力借鉴吸收消化，以及国家科研项目的大力支持，研究成果也较为丰硕。
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