尹余琴

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院，江蘇 泰州 225300）

基于植物的不同生長特點，創(chuàng)造適宜植物生長的空間環(huán)境，不僅利于植物的反季節(jié)供應，還利于創(chuàng)造更多經(jīng)濟價值，推動農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。而基于農(nóng)業(yè)大棚的特點，大棚種植管理人員應認識到，結(jié)合現(xiàn)代化機械設備、傳感器元件和農(nóng)業(yè)機械設備的作用，可以建設適宜植物生長的優(yōu)良環(huán)境，明顯提升植物的栽培種植效率。

1 大棚內(nèi)部有機結(jié)合傳感器元件的意義

植物大棚種植管理階段，重要的是控制環(huán)境中的溫度、濕度、光照等。在管理工作中，需要嚴格監(jiān)控環(huán)境情況并進行調(diào)節(jié)，如：當溫度較低時，需要增加室內(nèi)的溫度，使其滿足植物生長需求；當大棚環(huán)境內(nèi)的濕度不足時，需要及時噴水，確保環(huán)境的適宜。另外，針對環(huán)境情況而言，應給予植物必要的光照，從而讓植物健康生長。但在陰天、雨、雪等天氣情況下，打開大棚結(jié)構(gòu)的保溫層，很可能降低大棚內(nèi)部的環(huán)境溫度，影響植物的健康生長。若大棚室內(nèi)溫度持續(xù)居于較低狀態(tài)，升溫控制還會消耗大量的燃料，產(chǎn)生更高的投入成本，不利于大棚生產(chǎn)管理階段的經(jīng)濟性。為此，在大棚建設中，可以合理應用光傳感器元件，實現(xiàn)大棚內(nèi)部光線的有機調(diào)節(jié)，幫助大棚環(huán)境的科學調(diào)控，控制成本，創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益[1]。

2 大棚光傳感器的應用

2.1 光傳感器的原理

隨著時代的發(fā)展，針對現(xiàn)代化的生產(chǎn)設備而言，技術(shù)水平越來越高，其中光傳感器就是常見的傳感器之一，常見的光傳感器為光柵式傳感器。光柵式傳感器是一種基于主動三角閥的視覺傳感器，主要由光投射器在空間拋射出一系列光平面，每個光平面通過攝像機建立與其像平面間的透視對應。

通常而言，針對光結(jié)構(gòu)的光傳感器，其獲得的信息較少，一般只能獲得一個光平面內(nèi)位置的信息，為了提升效率，開發(fā)了光柵式結(jié)構(gòu)的傳感器，這種傳感器具有更高的效率，但在實際應用中，匹配點出現(xiàn)了相關問題，會嚴重影響到光傳感器的應用效率?；谠搯栴}現(xiàn)象，研究中，決定對拋射光進行編碼。編碼原理為激光光閘編碼技術(shù)。透過128×128激光網(wǎng)格，結(jié)合編程中的空間調(diào)制器，使光束通過，某些激光束可能被阻擋，基于光束形成的圖像，可以解決對應點的問題。在深入研究階段，提出了一種灰度碼時間序列的編碼方案，具體是指對三維靜態(tài)物體進行掃描對應點，從實際效果來看，能夠有效解決對應點的問題。

結(jié)合光柵結(jié)構(gòu)傳感器元件的應用，再結(jié)合編碼方法，大大提升了光線追蹤效率，提高了傳感器的應用范圍。具體應用中，為了確保光條中心的計算精度，窄光條不能夠做得太窄，單單通過提高寬窄光條的比值，會導致光條急劇減少。另外，由于法向變化非常劇烈的地方較少，若通過糾正編碼技術(shù)，可以將光條的寬度局部反轉(zhuǎn)，給予糾正，有利于提升傳感器元件的效率。結(jié)合大棚結(jié)構(gòu)的設計，可以有效應用這種光柵傳感器元件，實現(xiàn)大棚的科學種植管理。

2.2 光傳感器在大棚中的實際應用

針對大棚的結(jié)構(gòu)，光傳感器應安裝在大棚頂部位置，這樣可以有效接收到光源，給予精確控制。結(jié)合現(xiàn)代化科學技術(shù)而言，光傳感器的應用可以有機結(jié)合現(xiàn)代自動化技術(shù)，該技術(shù)應用于大棚設備中，主要是指光線情況與農(nóng)機設備的聯(lián)動。具體而言，大棚內(nèi)部應有自動化組成部分，當光線充足情況下，光傳感器會接收到信號，這種信號會發(fā)送到主動控制單元，控制單元經(jīng)過分析信號，當符合對比值時，控制系統(tǒng)會發(fā)出打開保溫層之類的指令，從而使大棚內(nèi)部直接接觸到陽光，讓植物充分與光線接觸，健康生長。

安裝光傳感器時應結(jié)合大棚的實際情況，設置合理的數(shù)量，以便能夠更好地分析光線的實際情況。如針對大棚而言，應在大棚環(huán)境的4個角落處給予安裝，加大陽光檢測面積，有效形成對光線的監(jiān)測。與此同時，結(jié)合光線在一天的變化情況，了解不同時間段光線的不同位置，從而相應地設置不同地點的光傳感器，利于對大棚內(nèi)部的光線進行全面監(jiān)測。

將光傳感器與其他傳感器結(jié)合使用，更利于改善大棚內(nèi)部的環(huán)境，使大棚內(nèi)各種環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度等符合植物的生長特點，提升大棚農(nóng)作物的產(chǎn)量。具體而言，針對大棚的光傳感器情況，在光線條件基礎上，分析環(huán)境溫度、濕度的變化，結(jié)合自動灑水操作，讓農(nóng)作物有效開展光合作用，提升農(nóng)作物的種植產(chǎn)量。

此外，針對光照而言，在現(xiàn)代化的技術(shù)中一種人工光源也較為流行，將這種光源合理應用于大棚內(nèi)部，也可以輔助植物的健康生長。這種光源的科學應用，同樣需要有機結(jié)合光傳感器的應用，判斷光的強度，使農(nóng)作物得到均衡一致的光照。這種光源一般安裝大棚頂部[2]。

2.3 光傳感器應用階段應注意事項

光傳感器是較為精密的元件，在應用過程中，若存在灰塵污染或浸水的情況，極有可能造成元件的功能性問題，對此，實際應用過程中，應結(jié)合實際情況，科學合理設置該元件的位置。一般而言，這種精密元件會安裝在較高的位置，為了確保安全，通常會安裝于大棚內(nèi)部。但由于環(huán)境條件的特殊性，長時間應用時，一些灰塵污染現(xiàn)象仍可能導致光線檢測不準確的問題發(fā)生?；诖?，安裝過程中，應盡量在傳感器外部設置一層保護罩，降低灰塵污染的影響。

安裝應用階段，還應考慮到傳感器元件的防潮，如安裝在水源、水管附近很可能導致檢測失準問題?；诖耍瑢嶋H的安裝工作中，還應考慮到水源對傳感器敏感性的影響，科學合理地設置光傳感器的位置。環(huán)境溫度對傳感器的功能性、檢測效率也會產(chǎn)生一定的影響，因此，在實際的安裝應用階段，頂部位置存在溫度較低的問題時，應結(jié)合實際情況，選擇適宜的位置，避免傳感器在低溫條件下出現(xiàn)相關故障。

針對傳感器的應用而言，除了確保其安裝環(huán)境科學合理外，還應針對維護保養(yǎng)有足夠高的認識。如傳感器在長時間應用過程中，很可能出現(xiàn)保護層落灰的現(xiàn)象，積灰嚴重時，勢必會影響到檢測效率，對于大棚整體的使用而言，也會產(chǎn)生相關問題?；谠搯栴}現(xiàn)象，在實際的大棚維護階段，工作人員應認識到科學維護保養(yǎng)光傳感器的重要意義，建立定期維護及保養(yǎng)制度，有機落實傳感器的保養(yǎng)及維護工作，切實保障大棚管理工作的質(zhì)量。

3 大棚種植中其他傳感器元件的應用

3.1 溫度傳感器

溫度對于植物的生長具有重要意義，如果溫度環(huán)境存在忽高忽低的現(xiàn)象，很容易導致農(nóng)作物病變問題的發(fā)生，進而導致農(nóng)作物的枯萎，影響大棚種植的產(chǎn)量。在溫室種植中，合理控制溫度尤為關鍵，而結(jié)合現(xiàn)代化溫度傳感器的應用，可以有效監(jiān)測大棚室內(nèi)的空氣環(huán)境。在了解監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下，工作人員可以針對性地進行調(diào)控，如給予升溫控制、給予通風降溫管理等。溫度傳感器的設置應用，需要結(jié)合大棚區(qū)域的實際情況，科學合理地設置溫度傳感器的數(shù)量、位置，有效地應用有關傳感器。

溫度測量的實現(xiàn)方法通常是使溫度傳感器與待測固體表面相接觸或浸入待測流體。在選擇溫度傳感器時應考慮的主要因素有溫度測量范圍、精度、響應時間、穩(wěn)定性、線性度和靈敏度。目前，應用最廣泛的溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度探測器和半導體溫度傳感器等。以上各種溫度傳感器的溫度測量范圍有所重疊，但每一種所適合的應用場合各不相同，選擇溫室最適用的溫度傳感器必須充分了解各類溫度傳感器的基本特性[3]。

3.2 濕度傳感器

空氣中的水蒸氣吸附于感濕材料后，材料的阻抗、介質(zhì)常數(shù)會發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。在選擇濕度傳感器時，應考慮的主要因素有精度、長期穩(wěn)定性、溫度系數(shù)、互換性、濕度校正、抗化學腐蝕性等。濕度傳感器分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜，但國內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量和價格也相差較大。用戶在選擇性能價格比最優(yōu)的理想產(chǎn)品時，需要對有關產(chǎn)品的特點有較為深入的了解。

電阻式濕敏元件主要包括：氯化鋰濕敏元件、碳濕敏元件、陶瓷濕敏元件、氧化鋁濕敏元件等。氯化鋰濕敏元件的感濕材料一般為氯化鋰加聚乙烯醇，感濕材料吸收水分的量與空氣中的相對濕度有關。濕度大，吸水多，電阻下降；濕度小，吸水少，電阻增加。因此，測定濕敏元件的電阻即可知道空氣的相對濕度。碳濕敏元件的感濕材料由碳微粒與高分子聚合物組成，它隨空氣濕度的變化發(fā)生膨脹或收縮，造成均勻分布在感濕材料內(nèi)的碳微粒的相對距離發(fā)生變化，從而引起電導率發(fā)生變化，元件利用這一特性測量空氣的相對濕度。

3.3 土壤水分傳感器

土壤濕度通常用儀器定量測定。土壤濕度測定儀器按測定方式的不同，可分為3類，即直接（或叫埋入式）測定儀器、取土樣測定儀器和遙感測定儀器。屬于直接測定的儀器有：負壓計、電阻土壤濕度計、α射線土壤濕度計、中子土壤濕度計、熱擴散土壤濕度計、微波土壤濕度儀等。如取土樣測定土壤水分的儀器，由取土鉆、恒溫干燥箱和天平等組成；遙感測定的儀器是設計各種波段的輻射表，安裝在飛機或衛(wèi)星上進行遙感測量，估計大面積土壤水分狀況。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合時代的快速發(fā)展，針對現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝大量使用傳感器，可以大大節(jié)省農(nóng)作物管控過程中的人力、物力等[4]。實踐證明，在大棚的生產(chǎn)管理階段，結(jié)合光傳感器的應用，可以有效實現(xiàn)大棚內(nèi)部的光線調(diào)節(jié)，讓植物進行科學的光合作用，健康成長，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，進而提高農(nóng)戶的收益，助力鄉(xiāng)村振興。