图：玻璃连栋智能温室
1、单功能智能温室环境控制系统
在我国现有的连栋温室中，在某一时段被用户频繁使用的设备及功能是很有限的，比如风机、天窗等。大多数温室大棚生产者对于温室大棚环境的要求并不高，只要求温室大棚内的温度或湿度能够满足植物正常生长，这类控制系统为单功能智能温室环境控制系统。
下图所示为单功能温室环境控制系统，它由传感器、智能仪表以及控制设备组成。智能仪表应具有标准的传感器接口和标准继电器输出接口，用户可以根据不同需求连接不同的传感器及控制设置。智能仪表根据传感器采集到的环境信息，并与用户设定的界限值进行比较，通过继电器输出接口控制相应设备的运行。
这类系统结构简单，设置和日常使用也非常方便，基本上不需要进行专门的维护，成本低廉，易于推广，在许多智能温室中得到应用。但这类系统也存在功能过于单一、适应性差和无法应对复杂气候环境等缺点。在选择该类产品时一般选择那些标准化的产品和接口，否则会对使用和维护造成不必要的麻烦。比如传感器要选择标准4-20mA信号输出形式，控制仪表也应具有标准电流输出接口，以及标准继电器输出接口；另外与温室大棚调控设备接口时也要注意遵守“继电器输出端口—中间继电器—交流接触器—调控设备”的控制顺序，合理地设计控制输出电路以保证整个系统的正常运行。
2、多功能智能温室环境控制系统
在许多情况下，单一条件的控制器不能完全满足用户的实际需求，要实现对智能温室环境的精确管理，需要开发多功能智能温室环境控制系统，该类系统能同时采集多路环境信息、控制多台环境调控设备、内置控制逻辑算法，并具有智能处理能力。从系统的结构上分析，该类控制系统包括集中式控制系统和分布式控制系统。
①、集中式控制系统
下图所示为集中式控制系统示意图，它由主控制器、多路传感器以及多路控制设备组成。集中式控制系统充分利用了主控制器强大的输入输出以及数据处理功能，可以将多路传感器采集到的环境信息同时读入系统，并进行复杂的数据处理和各种决策算法（可以加入各种数据模型和专家系统，以便得出更加精确和合理的控制结论)，最终得出各设备的控制指令，自动调整设备的运行状态，从而为作物创造合适的生长环境。但是，集中式测控系统只适用于单栋智能温室的环境控制，当连栋温室很多时，这种结构显然不合适。
②、分布式控制系统
由于集中式控制系统的结构复杂，各部分间连线过多，不便于安装和维护，因此近年来逐步实现了分布式结构，即在温室大棚内各主要分区就近安装数据采集器和输出控制器，然后通过总线连接到主控制器。这种结构很适合连栋温室或温室大棚群的测控系统。
上图所示为分布式控制系统示意图，数据采集器对分布在附近的各传感器进行采集，并将数据通过总线发送给主控制器。输出控制器与分布在附件的强电控制系统相连，并且根据接收到的主控制器指令对设备进行控制。多个数据釆集器和输出控制器之间通过RS485通讯总线与主控制器构成了一个完整的测控系统。用户在主控制器上观察整个系统的数据采集情况，并根据内置的控制逻辑和算法，同时结合用户的相关参数输入进行相应的运算和决策，并将输出结果传递到相应的数据采集控制器，由采集控制器发出相应的控制指令，以控制相应设备的启动和运行。
3、网络化温室环境控制系统
计算机网络巳经深入到人们日常生活中的方方面面，智能温室环境控制系统也开始步入了网络化时代，出现了基于TCP/IP网络协议的网络化智能测控系统。
下图所示为网络化智能温室环境控制系统，每个温室大棚内安装一台数据采集控制器，每个数据采集控制器可以独立运行，内置独立IP地址，作为独立结点接入局域网，负责接收传感器获取的当前温室大棚内的生理生态信息，对数据信息进行存储，并通过内置的控制逻辑，对该区域的智能温室设备进行自动调控。现场安装的数据采集控制器通过网络将采集到的数据传输到主控机，主控机内可以通过控制逻辑和专家知识库进行分析，确定设备的调控指令。用户既可以在控制室内通过主控机实现现场设备的开启状态调整，也可以通过网络实现温室大棚环境的远程调控，为作物创造适宜的生长环境。
（作者：张天明 山东德州 北方温室大棚建设网）
