摘 要:隨著我國國民經濟的快速發展、城鎮化進程的加速和人們生活水平的提高，園藝栽培生產在日常生活中扮演著非常重要的角色，滿足了人們對生活質量的全新要求。充足的光照、適宜的溫度和濕度等自然環境是影響蔬菜、觀賞植物和果樹的生長的重要條件，為了改變園藝植物受自然條件嚴重制約的現狀，人們逐漸將計算機、物聯網技術等應用到一定的人工模擬智能化溫室中，模擬出適宜植物生長的環境條件。人工智能模擬化系統作為人工模擬智能化溫室的核心部分，在園藝栽培和作物的生產管理中的作用日益顯著，但由于其造價太高，人工模擬智能化溫室在使用過程也需要大量的資金投入，嚴重制約了智能化控制系統的使用。為此，從硬件和軟件兩個角度分別對人工智能控制系統進行研究和討論，尋找市場價格低廉、品質過硬、性價比高的人工智能控制系統，搭建適應園藝作物生長的智能化系統平臺。
關鍵詞:人工智能系統;園藝栽培;硬件;軟件
0 引言
園藝栽培技術主要是指蔬菜、觀賞植物和果樹等的培育及繁育技術。隨著我國國民經濟的快速發展和城鎮化進程的推進，園藝栽培已成為農業種植中不可缺少的一部分，對人類生存環境的美化和改善具有極其重要的作用。
蔬菜、觀賞植物和果樹等的栽培不僅需要充足的光照、適宜的溫度和濕度等自然環境，還需要灌溉、通風、施肥等諸多條件的配合。為了改變水果等園藝植物受自然條件嚴重制約的現狀，人們試圖尋找將計算機、物聯網技術等應用到一定的人工模擬智能化溫室中，將園藝栽培技術和計算機技術進行有機結合，利用人工智能技術，模擬植物生長適宜的環境條件，逐步出現了如玻璃溫室模擬園藝植物成長環境等生產新模式，加速了園藝栽培產業生產、流通的現代化和國際化。
溫室氣候人工控制的智能控制系統作為最能體現智能化溫室優劣的核心部分，是一種特殊的應用軟件，是達到工業化生產水平的關鍵環節。整個智能系統涉及到多種技術\\(如先進傳感器技術、計算機應用技術和智能控制技術等\\)和學科\\(如生物科學等\\)。綜合考慮因作物品種的不同施肥、灌溉等園藝作物生產過程中關鍵的技術問題，以及其影響作為生長的產前、產中、產后各要素的效應和相互關系，不僅體現了園藝栽培技術，還體現了與計算機技術和物聯網技術的有機結合。人工智能控制系統在實時檢測溫度、濕度、光照、降雨量等環境條件的同時，還可以檢測土壤的重金屬含量、pH值等重要信息。實時傳感數據采集能實現實時數據采集和歷史數據存儲，能夠實現園藝作物生產的科學決策，對于科學施肥、灌溉作業來說都具有非常重要的意義。園藝智能化應用系統集各種綜合信息于一體，實時并及時傳遞影響園藝作物生長與生產的信息，對園藝作物的生長和生產進行在線指導，對生產過程中產生的問題進行定性診斷和定量決策，為提高園藝作物的產量和質量提供科學決策，具有重大的現實意義。
1、人工智能系統的設計
1．1設計理念的由來
隨著計算機、互聯網和數字控制技術的逐步普及，美國成為最早將計算機應用到大型智能溫室生產的控制和管理的國家，并且運行取得了一定的成績。素以園藝業著稱的荷蘭開發的人工智能溫室控制系統，對控制系統設置參數的同時，還可以通過界面給智能溫室設備以相應操作提示，同時完成遠程參數的設置、信息的報警、控制和管理等功能。以色列針對如何測量作物的高度、植物葉子的厚度、表面的溫度和濕度，研究開發了作物生態監測儀，不僅數據準確，還能21h不間斷工作，定時對數據進行收集和傳送。英國將計算機遠程遙控技術運用到智能溫室里的各項環境數值予以遠程遙控調節的智能控制系統，可以將計算機數據進行傳送。日本則利用網絡技術來對異地進行監控和管理，實現大型農場的種植;日本政府對智能化系統比較重視，對農業專家系統重視較早，設施園藝植物的栽培管理及病蟲害診斷系統，均取得了良好效果［1］。此外，埃及、英國、加拿大、韓國等都在積極開展智能化系統的設計和研究。
我國是農業生產大國，重點是發展智慧農業生產。所謂的“智慧農業”生產，主要體現在實時傳感器對于數據的采集、智能分析、聯動控制、質量監控等4個方面。20世紀七八十年代，我國通過引進國外先進的智能化溫室技術，農業技術人員經過自己的理解，并經過加工和創新后，形成了適合我國農業生產、符合我國國情的國產智能化溫室設施。雖然智能化溫室對園藝植物的生長具有積極的影響，但是國內外的智能化溫室發展仍然很緩慢，主要原因便是造價太高，而且在使用過程中需要大量的資金予以支持。到目前為止，我國只有一些企業和單位在使用智能化溫室［2］，因資金方面的原因，個人很難使用智能化溫室，難以真正走進普通百姓的日常生活。
雖然我國的智能化系統的研究和應用是國際上比較早的國家之一，取得了一定的成果，但同國外智能化溫室先進化的水平相比，我國在最近幾十年才開始逐漸接觸人工智能化溫室控制系統，在近幾年才開始對環境監測技術進行全面的研發。針對智能化溫室價格昂貴、難以普及的特點，本文對于智能化溫室的核心部分核心部分人工智能控制系統進行了研究，分別從硬件和軟件兩個方面進行討論，試圖尋找一種生產市場價格低廉、生產品質過硬、性價比較高、能與國外系統相媲美的人工智能控制系統，用于我國普通智能化溫室，更好地提供園林植物生長的環境條件。
1．2人工智能控制系統總體的構建
人工智能控制系統集園藝作物養護技術、通信技術和傳感技術于一體，具有便捷操作和易于管理的特點。人工智能控制系統開發者只需要將本領域和本系統的知識經調試和研究后裝入系統中，形成所謂的專家知識庫，使用者和操作者無需懂得計算機專業知識便可對控制系統進行操作。
植物的健康生長離不開光合作用和呼吸作用，更離不開蒸騰作用及其體內有機物質代謝、運輸的有機結合［3］。因此，作為影響植物生長的溫度、相對濕度、光照強度和二氧化碳濃度等環境因素便成了影響適合作物在智能化溫室生長的主要條件［4－5］。作物生長需光量曲線如圖1所示。
關鍵詞:人工智能系統;園藝栽培;硬件;軟件
0 引言
園藝栽培技術主要是指蔬菜、觀賞植物和果樹等的培育及繁育技術。隨著我國國民經濟的快速發展和城鎮化進程的推進，園藝栽培已成為農業種植中不可缺少的一部分，對人類生存環境的美化和改善具有極其重要的作用。
蔬菜、觀賞植物和果樹等的栽培不僅需要充足的光照、適宜的溫度和濕度等自然環境，還需要灌溉、通風、施肥等諸多條件的配合。為了改變水果等園藝植物受自然條件嚴重制約的現狀，人們試圖尋找將計算機、物聯網技術等應用到一定的人工模擬智能化溫室中，將園藝栽培技術和計算機技術進行有機結合，利用人工智能技術，模擬植物生長適宜的環境條件，逐步出現了如玻璃溫室模擬園藝植物成長環境等生產新模式，加速了園藝栽培產業生產、流通的現代化和國際化。
溫室氣候人工控制的智能控制系統作為最能體現智能化溫室優劣的核心部分，是一種特殊的應用軟件，是達到工業化生產水平的關鍵環節。整個智能系統涉及到多種技術\\(如先進傳感器技術、計算機應用技術和智能控制技術等\\)和學科\\(如生物科學等\\)。綜合考慮因作物品種的不同施肥、灌溉等園藝作物生產過程中關鍵的技術問題，以及其影響作為生長的產前、產中、產后各要素的效應和相互關系，不僅體現了園藝栽培技術，還體現了與計算機技術和物聯網技術的有機結合。人工智能控制系統在實時檢測溫度、濕度、光照、降雨量等環境條件的同時，還可以檢測土壤的重金屬含量、pH值等重要信息。實時傳感數據采集能實現實時數據采集和歷史數據存儲，能夠實現園藝作物生產的科學決策，對于科學施肥、灌溉作業來說都具有非常重要的意義。園藝智能化應用系統集各種綜合信息于一體，實時并及時傳遞影響園藝作物生長與生產的信息，對園藝作物的生長和生產進行在線指導，對生產過程中產生的問題進行定性診斷和定量決策，為提高園藝作物的產量和質量提供科學決策，具有重大的現實意義。
1、人工智能系統的設計
1．1設計理念的由來
隨著計算機、互聯網和數字控制技術的逐步普及，美國成為最早將計算機應用到大型智能溫室生產的控制和管理的國家，并且運行取得了一定的成績。素以園藝業著稱的荷蘭開發的人工智能溫室控制系統，對控制系統設置參數的同時，還可以通過界面給智能溫室設備以相應操作提示，同時完成遠程參數的設置、信息的報警、控制和管理等功能。以色列針對如何測量作物的高度、植物葉子的厚度、表面的溫度和濕度，研究開發了作物生態監測儀，不僅數據準確，還能21h不間斷工作，定時對數據進行收集和傳送。英國將計算機遠程遙控技術運用到智能溫室里的各項環境數值予以遠程遙控調節的智能控制系統，可以將計算機數據進行傳送。日本則利用網絡技術來對異地進行監控和管理，實現大型農場的種植;日本政府對智能化系統比較重視，對農業專家系統重視較早，設施園藝植物的栽培管理及病蟲害診斷系統，均取得了良好效果［1］。此外，埃及、英國、加拿大、韓國等都在積極開展智能化系統的設計和研究。
我國是農業生產大國，重點是發展智慧農業生產。所謂的“智慧農業”生產，主要體現在實時傳感器對于數據的采集、智能分析、聯動控制、質量監控等4個方面。20世紀七八十年代，我國通過引進國外先進的智能化溫室技術，農業技術人員經過自己的理解，并經過加工和創新后，形成了適合我國農業生產、符合我國國情的國產智能化溫室設施。雖然智能化溫室對園藝植物的生長具有積極的影響，但是國內外的智能化溫室發展仍然很緩慢，主要原因便是造價太高，而且在使用過程中需要大量的資金予以支持。到目前為止，我國只有一些企業和單位在使用智能化溫室［2］，因資金方面的原因，個人很難使用智能化溫室，難以真正走進普通百姓的日常生活。
雖然我國的智能化系統的研究和應用是國際上比較早的國家之一，取得了一定的成果，但同國外智能化溫室先進化的水平相比，我國在最近幾十年才開始逐漸接觸人工智能化溫室控制系統，在近幾年才開始對環境監測技術進行全面的研發。針對智能化溫室價格昂貴、難以普及的特點，本文對于智能化溫室的核心部分核心部分人工智能控制系統進行了研究，分別從硬件和軟件兩個方面進行討論，試圖尋找一種生產市場價格低廉、生產品質過硬、性價比較高、能與國外系統相媲美的人工智能控制系統，用于我國普通智能化溫室，更好地提供園林植物生長的環境條件。
1．2人工智能控制系統總體的構建
人工智能控制系統集園藝作物養護技術、通信技術和傳感技術于一體，具有便捷操作和易于管理的特點。人工智能控制系統開發者只需要將本領域和本系統的知識經調試和研究后裝入系統中，形成所謂的專家知識庫，使用者和操作者無需懂得計算機專業知識便可對控制系統進行操作。
植物的健康生長離不開光合作用和呼吸作用，更離不開蒸騰作用及其體內有機物質代謝、運輸的有機結合［3］。因此，作為影響植物生長的溫度、相對濕度、光照強度和二氧化碳濃度等環境因素便成了影響適合作物在智能化溫室生長的主要條件［4－5］。作物生長需光量曲線如圖1所示。
