钟闻宇，王永江，陈旭彬

（吉林农业科技学院电气与信息工程学院，吉林吉林 132101）

对于学习自动化控制的电气、电子、计算机专业类的非农学专业学生来说，进入农业类实验室进行操作具有一定的不现实性，不能随意操控农业实验室设备，进而观察环境变化对植物生长的影响。与此同时，植物生长周期长且数据变化缓慢，自动化设备在实际监控中的控制效果反映不明显。因此，设计一套模拟系统，让教师和学生既能用作教学，又可以用作科研，实现快速调控植物生长环境的同时又不会因植物损伤而出现巨大损失的系统显得十分必要。

1 整体设计

选用豆瓣绿作为此次项目的植物研究对象。此植物特点是耐寒、耐旱，繁殖快，易更换，成本低。

采用温湿度传感器、光照传感器、土壤综合传感器、植物补光灯、二氧化碳传感器及灌溉设备对植物沙盘中的植物进行监测和调控。

分别利用单片机、可编程逻辑控制器（PLC）、计算机作为中央控制器，进行数据采集和控制存储。

2 环境监测

无论是野外还是温室大棚，土壤温湿度、空气温湿度、光照度、土壤氮磷钾含量、土壤pH 值及空气CO2含量等数据采集对植物生长来说都是必不可少的环境因素［1］。同时，这些数据具有普遍性，可以适用于多种植物的生长检测，是研究植物生长的主要和重要数据［2-3］。本次研究以这些信息和数据的采集为基础进行深入研究，温室大棚环境监控如图1 所示。

图1 温室大棚环境监控示意图