控制环境农业是一种现代集约化的农业生产方式,它能使农业生产和工业生产一样不受自然环境因素制约,并进行自动化的高效生产。温室属于一种作物生产系统,它是可控环境农业的一个重要研究对象。温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所,它具有合理利用农业资源、保护生态环境、提高农产品产量等优势。温室技术是当前国际上前沿性研究领域,其关键技术是对环境因子进行采集并加以有效的控制,该技术的最终目标是提高控制与作业精度。温室监控系统是指可利用传感器将温室中的有关环境参数进行采集,并能按照要求控制温室中的各种执行设备,从而达到人工控制温室环境的目的。监控系统是具有完全的自动化和一定的智能化的计算机监控系统。研究温室环境监控系统,尤其是网络化的、运用自动控制技术的现代农业管理模式,是很有必要和发展潜力的。如何利用温室监控系统有效地提高温室环境控制水平和现代化管理程度,是目前温室技术研究的重要课题之一。本文题目是基于力控的温室环境因子监控系统的设计与开发,系统利用力控组态软件进行设计,可以实现温室环境信息实时监控、数据采集、数据管理等多项功能,提高了温室监控系统的自动化程度。同时系统具有人性化的操作界面,具有良好的通用性、可扩展性。本系统中所采用的力控组态软件,是适于温室农业生产过程的组态软件,可快速生成面向特定温室对象的监控与管理系统。温室是一个多输入多输出的系统,各变量之间不是独立存在的,各个子系统之间的控制相互耦合在一起,对单个环境因素的控制,都会影响其它变量状态的变化。因此,温室环境监控系统很难建立精确的数学模型,采用传统的控制方法不能有效地控制温室环境,达到合理的控制效果。本文引入温室环境调控专家系统,将农业专家系统与温室环境监控系统相结合,从而实现系统的自动控制。采用专家系统实现智能化控制,是温室控制技术的发展趋势,在温室智能控制领域应用前景十分广阔。为了适应多种温室内苗盘设置的喷洒需要,本系统实现了基于图像的温室喷洒控制系统,针对温室内苗盘的布置来实现水的自动精确喷洒。喷洒系统主要由摄像头、喷洒装置、图像处理器及外围辅助电器和机械元件构成。系统为手眼视觉系统,网络摄像头垂直安装在喷洒装置的一侧,其中喷洒装置与摄像头的运动由电机统一控制。系统通过摄像头采集的图像,传到计算机中,利用图像处理软件获得苗盘的边界信息及其分布信息,从而控制水阀动作,以实现精确喷洒控制。图像控制的应用,为温室监控技术的发展提出了新的思路,大大提高了系统的性能。本论文着重从以下几个方面入手进行论述：温室监控系统的总体设计；基于力控的温室监控系统的软件设计,主要论述如何用力控组建系统的界面和内部结构；基于专家系统的控制策略的实现；基于图像控制的温室喷洒系统的设计；系统硬件的选择与设计；结合软件和硬件对系统进行测试,论证系统的可靠性；通过实验证实,本温室监控系统在对实验作物的生长过程的监控中,达到了较好的效果,能够为作物提供易于生长的温室环境。论文最后对所取得的成果和结论进行了总结,并分析了研究中的不足,对未来的工作进行了展望。