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设施农业智能通风及温控方案是一套面向日光温室、连栋温室、塑料大棚、设施蔬菜种植基地、育苗温室及现代设施农业园区建设的物联网环境智能监测与自动控制系统。方案以棚内外空气温度、空气相对湿度、二氧化碳（CO₂）浓度、光照强度、风机运行状态、卷帘运行状态及设备电流为核心监测参数，综合应用工业环境传感技术、温室环境控制算法、电气设备运行诊断、智能执行机构、物联网通信和数据分析技术，实现温室通风、保温及温度管理过程的实时感知、自动调节、设备反馈、异常保护与运行优化。
设施农业温室通过覆盖材料、保温结构和通风设施，对作物生长环境进行一定程度的调节。温室内部温湿度、CO₂浓度和光照环境受到室外气象、太阳辐射、作物蒸腾、土壤蒸发、通风状态及围护结构热交换等因素共同影响。
在日光温室中，保温卷帘或保温被的展开与收起能够改变覆盖结构的保温及透光状态；在连栋温室中，机械通风和自然通风设备能够调节室内空气交换。不同类型的设施需要根据现有设备结构建立相应的控制逻辑。
传统温室管理通常依靠人工查看温度计、凭经验开启风机或操作卷帘。由于温室环境随天气和日照快速变化，人工操作存在响应滞后、操作时间不一致及设备运行状态难以确认等问题。
本方案采用“棚内外环境监测—环境变化趋势分析—作物阶段目标判断—通风及卷帘控制决策—设备执行与反馈—电流监测—运行结果评价”的闭环技术路线，将环境参数和执行设备状态统一接入本地控制器及远程管理平台。
系统能够连续监测温室内外空气温湿度、CO₂浓度及光照变化，结合风机运行状态、卷帘开合位置和设备电流，判断环境变化与设备运行之间的关系。
当温室出现高温、低温、高湿或CO₂浓度异常等情况时，控制器可根据经过确认的作物工艺参数和设备运行条件，实施通风、保温或其他适宜的控制动作，并通过运行反馈和电流监测判断设备是否正常工作。
方案支持本地独立控制、远程参数管理、设备故障报警、环境趋势分析及多温室集中监控。对于配备供暖、湿帘、遮阳、卷膜开窗或CO₂补充设施的温室，还可进一步扩展为多设备协同环境调控系统。
温室内部温度受太阳辐射、围护结构传热和通风换气等因素影响。晴天光照增强时，室内温度可能快速升高；夜间外界气温降低时，室内热量持续向外部环境散失。
由于温室热环境具有一定滞后性，简单按照固定时间开启风机或收放卷帘，可能无法适应不同季节和天气条件。
在设施蔬菜生产中，通风既影响温度，也影响湿度和CO₂浓度。人工管理通常通过观察温度和主观判断调整通风设备。
对于多座温室同时运行的农业园区，管理人员难以持续关注每座温室的环境变化和风机状态，容易出现部分温室通风不足或通风过度。
温室通风效果与室内外温度、湿度及空气交换条件密切相关。
当室外空气温度明显低于室内温度时，适当引入外部空气可能有利于降温；但在室外温度较高或湿度较大的情况下，增加通风未必能够改善当前温室环境。
缺少棚内外环境对比监测时，难以根据实际条件选择合理的通风方式。
在北方冬季和昼夜温差较大的地区，温室夜间保温非常重要。卷帘展开时间过晚可能使室内温度提前下降，收起时间过早又可能在室外低温条件下增加热损失。
保温卷帘的运行需要综合考虑温度、光照、天气和设施结构安全，不能仅依据单一温度阈值自动升降。
白天作物光合作用可能降低温室内部CO₂浓度，通风能够促进内外空气交换，但同时可能改变室内热湿环境。
如果系统只根据CO₂浓度提高通风量，可能在室外严寒或高温条件下造成较大的温室环境变化。
传统控制系统可能只记录风机启动命令，而没有运行反馈。当电机过载、接触器故障、控制线路断线或设备保护动作时，风机可能未能实际运行。
仅凭启动命令无法准确确认风机是否正常工作。
卷帘机运行过程中可能出现电机故障、传动结构卡滞、行程偏差、限位失效和卷帘偏移等问题。
如果缺少到位反馈和电流监测，控制系统难以及时识别异常运行。
风机和卷帘机运行电流可能随负载变化。异常过载、机械卡滞、缺相或电气故障可能造成电流异常。
通过记录实际运行电流及其变化趋势，可以为部分设备故障诊断提供依据，但电流变化并不能唯一确定故障原因。
部分温室的风机、卷帘、遮阳和其他调节设备分别管理，容易出现设备动作相互干扰或不符合当前作物环境要求的问题。
设施农业需要建立具有控制优先级、设备反馈和安全联锁的统一环境调控体系。
建设覆盖温室内外环境、通风设备、保温卷帘和主要电气执行设备的智能监测与控制系统，实现环境数据实时采集、自动通风、保温管理、设备运行反馈、电流监测、异常报警和历史数据追溯。
实时监测温室内部空气温度及相对湿度，分析温室热湿环境变化和持续异常时间，为通风及保温控制提供基础数据。
实时获取温室外部空气温湿度，用于分析室内外环境差异，辅助判断自然通风、机械通风和保温操作条件。
连续监测温室内部CO₂浓度，分析其与光照、通风及作物生育阶段之间的关系，为合理空气交换提供依据。
监测温室实际光照环境，记录昼夜变化及光照强度，为卷帘收放和作物光照管理提供参考。
采集风机启动命令、实际运行反馈、故障状态和电流数据，判断风机执行情况及运行稳定性。
采集卷帘上升、下降、停止和上下限位信息，识别卷帘运行异常，并在具备适当位置反馈设备时获取卷帘开合位置。
对风机和卷帘机等关键电机的工作电流进行实时监测，统计启动、正常运行及异常负载状态。
根据棚内外环境差异、作物温度目标、CO₂需求及设备运行条件，执行经过验证的自动通风策略。
建立电气过载、限位保护、反向互锁、设备超时、反馈异常和恶劣天气保护机制，保障系统在允许工况下可靠运行。
日光温室通常采用保温卷帘、通风口和必要的机械通风设施；连栋温室可能配置顶部开窗、侧窗、机械风机、湿帘及遮阳系统。
本方案应根据实际设施结构选择对应执行设备和控制模式，不能默认所有温室均具有相同设备。
对于面积较大、栽培架密集或通风分区明显的温室，室内空气温湿度可能存在空间差异，应采用适当的多点布设方式。
室外温湿度传感器应安装在能够代表温室周围空气条件的位置，并采取适当辐射防护。
应避免靠近墙体热源、排风出口和其他可能造成局部测量偏差的位置。
CO₂传感器应安装在代表性的作物生长区域，并考虑风机通风路径和温室内部空气混合情况。
光照传感器的安装位置应符合监测目标。如果用于判断卷帘操作条件，可配置适宜的室外光照监测；如果用于作物光环境分析，应考虑室内冠层光照。
在仅配置一个光照传感器时，应明确该传感器代表的测量位置和用途。
系统应尽可能采集真实运行状态，而不是仅记录接触器控制命令。
对于变频风机，可根据接口条件采集运行状态、运行频率和故障信息。
卷帘控制应设置必要的上下限位和行程保护。需要实现百分比开度或中途定位时，应配置适宜的连续位置反馈或经过验证的定位系统。
仅有上下限位开关的卷帘系统不能可靠提供任意位置的准确开合百分比。
设备电流测量应根据电机额定电流、启动电流、供电相数及控制方式选型。
对于三相电机，宜根据实际保护目标监测各相电流或使用能够提供完整电气状态的电机保护装置。
强风、降雨、降雪和冰冻可能影响温室通风口及卷帘安全。
由于本方案基础参数不包含风速、降雨和积雪测量，若要求独立自动识别恶劣天气并实施联锁，必须增加相应传感器或接入经过验证的现场天气保护信号。
系统采用环境感知层、设备状态采集层、本地控制层、执行机构层、通信网络层和管理平台层组成的分层架构。
环境感知层负责棚内外温湿度、CO₂和光照测量。
设备状态采集层负责风机运行反馈、卷帘限位和设备电流监测。
本地控制层根据作物工艺参数、环境变化、设备状态和安全许可执行控制逻辑。
执行机构层包括风机、卷帘机及实际配置的通风开窗设备。
通信网络层负责现场数据上传与远程参数管理。
管理平台层负责实时监控、历史记录、控制参数、异常预警和运行效果分析。
系统按照“环境测量—状态判断—运行许可检查—控制输出—执行反馈—效果验证”的流程运行。
控制器发出控制命令后，检查设备运行反馈、电流及相关限位信号，并根据后续环境变化评价控制效果。
本地控制器负责实时调控和必要的设备保护，远程平台负责数据分析、工艺参数配置、设备管理及历史记录。
外部网络中断时，本地控制器应按照经过验证的运行策略维持允许的控制功能。
| 监测参数 | 分析目的 | 关联设备 |
|---|---|---|
| 棚内空气温度 | 判断室内高温与低温 | 风机、卷帘及适配温控设备 |
| 棚外空气温度 | 评价通风及保温条件 | 风机、通风口、卷帘 |
| 棚内外相对湿度 | 分析空气交换和高湿风险 | 风机、通风设备 |
| CO₂浓度 | 评价空气交换及光合环境 | 通风设备 |
| 光照强度 | 辅助判断日照及卷帘管理时机 | 卷帘及相关遮阳设备 |
| 风机状态 | 确认通风命令是否执行 | 风机控制回路 |
| 卷帘状态 | 确认升降及限位状态 | 卷帘执行机构 |
| 设备电流 | 辅助识别电机负载异常 | 电机保护及控制系统 |
利用空气温湿度传感器获取作物生长区域的实时温度和相对湿度，支持多测点数据管理。
通过具有户外适应能力的温湿度传感器获取外部环境数据，为通风条件判断及温室热环境分析提供依据。
采用适宜的红外CO₂浓度传感器，记录温室CO₂浓度及其与光照和通风的关联变化。
通过照度传感器获取光照强度，用于日照状态判断和辅助卷帘控制。
通过运行反馈触点、变频器通信或适当电气检测方式采集风机状态，并记录控制命令与实际反馈。
通过上下限位开关、运行反馈及必要的位置测量装置获取卷帘状态。
通过电流互感器、工业电流变送器或具有测量功能的电机保护装置，获取风机和卷帘机工作电流。
工业控制器负责环境数据分析、风机启停、卷帘动作、运行许可判断、故障保护及控制记录。
采用RS485、以太网或适宜无线通信方式，实现现场数据与平台之间的交换。
通过管理平台统一展示环境变化、设备状态、电流、控制事件及异常报警。
空气温度传感器通过温度敏感元件测量环境温度，控制器根据测量值计算室内外温度差。
温差表达式为：
ΔT=Tin-Tout
其中，Tin为棚内温度，Tout为棚外温度。
当ΔT为正时，表示棚内温度高于棚外温度，但并不意味着此时一定应增加通风，还需要考虑作物目标温度、空气湿度、CO₂和设施运行条件。
空气相对湿度通常采用电容式湿敏元件测量。
室内外相对湿度百分比不能在不同温度条件下直接作为水汽含量高低的唯一比较依据。
若需要判断引入外部空气后是否有利于除湿，可根据室内外温湿度计算水汽压、绝对湿度或湿含量等辅助指标。
CO₂浓度通常采用非分散红外吸收法测量，通过二氧化碳对特定红外波段的吸收特征估算气体体积分数。
测量结果可采用ppm表示。
照度传感器通过光电元件获取光照强度，输出以勒克斯（lx）表示的照度数据。
照度适用于判断一般可见光环境变化，但不等同于光合有效辐射。若需要进行作物光合作用模型研究，应配置相应专业辐射传感器。
风机运行反馈可通过接触器辅助触点、电机保护装置或变频器状态接口获取。
接触器吸合仅能反映部分电气状态，并不直接证明风机叶轮已达到正常转速或实际通风量。
卷帘机上下限位可通过限位开关、位置传感器或适宜的机械电气结构检测。
在需要中间位置控制时，应根据工程精度要求增加连续位置反馈。
采用适宜的电流传感器，将电机回路电流转换为标准工业信号或数字数据。
对于交流电机，应根据负载特性选择具有适当真有效值测量能力的装置。
可采用下式比较实际电流与参考运行电流：
RI=(Iactual-Iref)/Iref×100%
其中，RI为电流相对偏差，Iactual为实测运行电流，Iref为经过确认的相同运行工况参考电流。
电流偏差应在设备运行状态、供电电压和负载条件具有可比性的情况下分析。
电机启动阶段可能产生明显高于稳定运行状态的电流。系统应根据电机类型、启动方式和保护要求设置适当的识别时间窗口。
正常启动瞬态不应直接按稳定运行电流阈值判定为故障，但独立电气保护仍须覆盖实际危险工况。
系统根据棚内外空气温度差、当前室内温度和作物目标范围，辅助判断通风降温条件。
当温室内部温度超过设定上限，且室外条件适宜时，可通过自然通风或机械通风降低内部热量积累。
若室外空气温度高于室内，单纯增加外部空气交换通常不能保证实现降温，可能需要遮阳、蒸发冷却或其他温控设备。
系统根据棚内外温湿度估算空气水汽状态，分析通风对温室湿度的潜在影响。
应避免简单使用“室外相对湿度较低即适合除湿”的单一判断方式。
当室外温度明显较低且温室处于保温需求较高的阶段时，应根据作物最低温度要求和必要空气交换需求合理控制通风。
系统记录CO₂浓度在通风前后的变化，判断通风措施是否对室内CO₂浓度产生预期影响。
通过光照强度和棚内温度数据分析太阳辐射变化与温室升温过程之间的关系。
系统支持根据时间、光照和作物工艺参数设置白天与夜间不同的环境管理规则。
可将温差、空气湿度条件、CO₂浓度和光照状态作为通风决策输入：
VS=f(Tin,Tout,RHin,RHout,CO2,L,S)
其中，VS为通风决策指标，L为光照，S为作物生育阶段及温室设备条件。
函数f应根据具体温室结构、设备能力和生产工艺进行调试与验证。
自动通风以维持适宜作物生长环境为目标，同时考虑设备运行能力和安全约束。
当室内温度超过设定上限，且通风许可条件满足时，控制器启动风机或打开适配通风设施。
温度下降至经过设定的恢复条件后，按照控制回差及最短运行时间要求停止或降低通风。
对于具备多组风机或变频设备的温室，可根据温度偏差和实际控制效果实施分级通风。
当温室内持续高湿且室外空气状态适宜时，可实施适当通风，辅助降低湿度积累。
在作物光合作用期间，当CO₂浓度低于适宜范围时，可根据室外环境及实际通风条件评价是否需要适当空气交换。
若温室配置CO₂补充系统，应协调通风与补充运行，避免不必要的CO₂损失。
对开关式风机设置不同的启动与停止阈值，避免温度接近设定点时反复启停。
控制器应按照风机技术要求设置最短停机间隔和适宜运行时间，减少频繁启停对设备的不利影响。
发出风机启动命令后，控制器检查运行反馈及电流变化，识别启动失败和异常运行。
在设备运行一定时间后，系统比较环境参数变化，并结合当前室外条件评价通风效果。
当风机已经运行但温度或CO₂变化与预期明显不符时，系统提示检查通风路径、设备能力、传感器和其他环境负荷因素。
本方案所述卷帘主要指日光温室保温被或保温帘的电动收放装置。若项目采用卷膜通风设备，应按其实际机械结构和安全要求另行设置控制逻辑。
系统支持自动模式、授权手动模式和维护模式。
自动模式根据环境及安全许可执行经过验证的收放策略；手动模式由授权人员操作；维护模式应采取防止误启动的安全措施。
系统根据光照、棚内外温度及生产计划判断是否具备收起保温帘的条件。
具体时间和动作需要考虑作物光照需求、外部低温、覆盖材料结冰及设施实际运行安全条件。
当外部光照减弱、环境降温且符合保温管理策略时，控制器可执行放下保温帘的动作。
卷帘电机的上升和下降方向应设置适宜的电气及控制互锁，防止正反向输出同时有效。
卷帘到达上限位或下限位后，应通过可靠的限位保护停止相应运动方向。
对于需要按位置调节的系统，应配置适宜的连续位置反馈，并经过现场标定。
仅根据电机运行时间估算位置时，应考虑负载变化、打滑和累积误差，不应将估算值视为可靠的机械安全限位。
当卷帘动作持续时间超过经过确认的安全范围而未达到预期反馈时，控制器应停止相关输出并生成故障提示。
当卷帘电机电流出现异常升高、持续过载或其他危险特征时，应通过适当电气保护和本地控制逻辑执行必要的保护措施。
在强风、冰冻、降雪或其他可能造成机械危险的天气条件下，应根据卷帘设备和温室结构安全要求限制相应动作。
基础配置不包含完整恶劣天气监测，若需自动天气联锁，应增加风速、降水及其他必要的现场监测信号。
协调风机通风和卷帘保温动作，使环境调节符合当前作物生产阶段和温室设施条件。
在日照增强时，系统根据光照、温室内部温度及室外条件安排保温帘收起和必要通风。
当温室温度超过作物目标范围时，系统优先考虑适宜通风，并根据设备配置决定是否需要其他降温措施。
夜间以满足作物最低温度及必要空气交换为基础，按照实际设施工艺管理保温帘和通风设备。
当温室同时出现高湿和较低温度时，控制器应结合室外空气状态、作物允许温度和现有供暖能力确定处理策略。
不宜为了除湿而忽视低温造成的作物风险。
应根据温室结构建立通风设施与保温帘动作的协调关系，防止机械干涉及不合理的设备组合运行。
系统按照人员与机械安全、设备保护、作物环境要求及运行优化等层次设置控制优先级。
对可能引起机械运动或环境明显变化的操作，应具备适当的模式管理和权限控制。
记录风机、卷帘及其他关联设备的命令、反馈、执行时间及异常事件。
实时采集风机工作电流，并结合电机运行状态分析启动、稳定运行及异常负载过程。
监测卷帘机升降过程中的工作电流，记录电流变化与运行方向及位置状态。
平台应记录各设备额定电流、供电相数、启动方式及保护装置配置。
对于普通电机启动过程，应设置适当的瞬态识别机制，避免将正常启动电流误判为稳定运行过载。
当电机电流持续高于经过确认的运行范围时，生成异常提示。
正式过载保护应由适当的电机保护装置执行，不能仅依赖平台软件计算。
对于三相供电设备，可通过各相电流和相关电气状态分析缺相、不平衡及异常负载情况。
在设备已经确认运行且具有可比工况时，异常低电流可能提示负载状态变化或传动问题。
具体原因仍需结合机械运行情况和现场检查确认。
当卷帘机运行电流异常升高且位置变化异常时，系统提示关注机械阻力、传动机构或卷帘卡滞问题。
当风机启动命令、运行反馈及电流状态不一致时，生成相应诊断事件。
平台记录不同电机的历史电流变化，为运维人员识别长期负载变化提供辅助数据。
| 序号 | 设备名称 | 主要功能 | 配置建议 |
|---|---|---|---|
| 1 | 棚内空气温湿度传感器 | 监测室内温湿度 | 按环境分区配置 |
| 2 | 棚外空气温湿度传感器 | 监测外部温湿度 | 按园区代表性配置 |
| 3 | CO₂浓度传感器 | 监测温室CO₂浓度 | 按温室配置 |
| 4 | 光照强度传感器 | 监测照度 | 根据内外光照用途配置 |
| 5 | 风机运行反馈模块 | 采集风机状态及故障 | 按风机数量配置 |
| 6 | 卷帘上下限位装置 | 采集卷帘行程状态 | 按卷帘机构配置 |
| 7 | 卷帘位置传感器 | 获取连续位置反馈 | 按精确定位需求选配 |
| 8 | 电流传感器或电机保护装置 | 监测设备电流 | 按电机及供电形式配置 |
| 9 | 工业智能控制器 | 环境控制及安全联锁 | 按独立控制单元配置 |
| 10 | 风机控制接口模块 | 风机启停及反馈 | 按设备接口配置 |
| 11 | 卷帘控制与保护模块 | 升降控制及机械保护 | 按卷帘机构配置 |
| 12 | 工业通信网关 | 数据通信与平台接入 | 按网络结构配置 |
| 13 | 工业供电控制箱 | 电气供电及设备保护 | 按控制站配置 |
| 14 | 现场报警装置 | 异常声光提示 | 按风险区域配置 |
| 15 | 智能通风及温控平台 | 监测、控制和报警管理 | 统一部署 |
| 执行设备 | 主要用途 | 控制说明 |
|---|---|---|
| 排风机 | 促进室内外空气交换 | 按设备接口控制 |
| 循环风机 | 改善室内空气混合 | 按实际配置控制 |
| 卷帘机 | 驱动保温被或保温帘收放 | 必须配置必要的限位和保护 |
| 电动通风口 | 控制自然通风开度 | 按温室结构选配 |
| 湿帘及相关设备 | 辅助蒸发冷却 | 按设计工况选配 |
| 供暖设备 | 补充温室热量 | 按安全接口和工艺配置 |
对于需要自动执行强风、降雨、降雪或冰冻保护的项目，建议按风险评估增加风速风向、降雨、降雪或其他必要的天气状态检测装置。
| 参数项目 | 参考技术指标 |
|---|---|
| 温度量程 | -40～80℃ |
| 温度准确度 | 参考±0.3℃，规定条件下 |
| 湿度量程 | 0～100%RH |
| 湿度准确度 | 参考±3%RH，规定条件下 |
| 温度分辨率 | 0.1℃ |
| 湿度分辨率 | 0.1%RH |
| 通信接口 | RS485等 |
| 安装要求 | 室内外分别选择代表位置 |
| 防护附件 | 适宜的防辐射及防水结构 |
| 参数项目 | 参考技术指标 |
|---|---|
| 检测原理 | NDIR红外吸收法 |
| 参考量程 | 0～5000ppm |
| 测量准确度 | 按具体产品及使用条件确定 |
| 显示分辨率 | 参考1ppm |
| 通信接口 | RS485或其他适宜接口 |
| 安装位置 | 温室代表性作物生长区域 |
| 环境适应性 | 适用于温室高湿环境 |
| 参数项目 | 参考技术指标 |
|---|---|
| 测量参数 | 照度 |
| 参考量程 | 0～200000lx |
| 准确度 | 按产品光谱响应及标定条件确定 |
| 通信方式 | RS485等 |
| 安装要求 | 根据室内或室外用途确定 |
| 参数项目 | 参考技术指标 |
|---|---|
| 测量对象 | 风机及卷帘电机电流 |
| 测量类型 | 交流电流，按设备工况选择 |
| 参考量程 | 0～20A、0～50A或其他适宜范围 |
| 参考准确度 | ±1%满量程或按产品规格确定 |
| 测量方式 | 电流互感器或电流变送器 |
| 输出方式 | RS485、4～20mA等 |
| 安装方式 | 按电气安全要求安装 |
| 参数项目 | 参考技术要求 |
|---|---|
| 基础反馈 | 上限位、下限位、运行状态 |
| 位置反馈 | 按需要增加连续位置测量 |
| 控制方向 | 上升、下降、停止 |
| 控制保护 | 方向互锁、限位、超时及故障保护 |
| 通信接口 | 数字量或适配工业通信 |
| 防护要求 | 适应农业设施现场环境 |
| 参数项目 | 参考技术要求 |
|---|---|
| 输入接口 | 数字量、模拟量、RS485等 |
| 输出接口 | 继电器或工业控制信号 |
| 控制模式 | 自动、授权手动、维护 |
| 控制功能 | 温控、通风、卷帘联动及保护 |
| 数据缓存 | 支持本地记录 |
| 时间同步 | 支持网络时间同步 |
| 远程通信 | 以太网、4G或适宜工业网络 |
| 断网运行 | 支持预设本地控制及保护 |
以上技术参数为工程参考选型指标，正式设备性能应以产品规格书、检测资料及现场验收结果为依据。
平台集中显示各温室棚内外温湿度、CO₂浓度、光照强度及环境变化趋势。
在统一时间轴展示温室内外温度和湿度变化，并计算温差及适宜的水汽状态指标。
显示当前通风模式、风机命令、运行反馈及设备故障状态。
实时显示卷帘上升、下降、停止、上下限位及具备条件时的开合位置。
显示风机及卷帘机运行电流、历史曲线及异常事件。
支持按照作物品种、生育阶段、昼夜工况及温室类型配置温控目标。
支持授权设置控制回差、通风运行条件、卷帘操作条件及必要的设备保护参数。
根据园区、温室编号和控制分区集中展示监测与控制信息。
记录风机和卷帘的启动时间、停止时间、控制来源、运行反馈及故障事件。
自动计算温湿度、CO₂和光照变化趋势，分析设备运行与环境变化之间的关系。
统一展示环境异常、风机故障、卷帘限位异常、电流异常及通信故障信息。
支持导出环境监测报表、风机运行报表、卷帘操作记录及设备电流统计报告。
当温室温度达到经过确认的高温风险条件时，系统发出相应预警，并按运行许可执行适当调节。
当温室温度持续低于作物允许范围时，系统提示关注保温状态和必要的补充供暖措施。
当温室高湿状态持续时间达到预设条件时，平台提示开展环境核查。
当CO₂浓度偏离当前生产阶段的目标范围时，系统记录异常并提示检查通风条件。
当启动命令发出后，在规定时间内未取得有效运行反馈时，生成启动失败报警。
当电机发生持续过载或其他危险电气状态时，应通过适配电机保护装置实施保护。
当卷帘运行时间超过经过验证的允许范围而未到达预期位置时，控制器停止相关动作并生成报警。
当上下限位出现相互矛盾或不合理状态时，系统应停止危险运动并提示检查。
当卷帘电机电流异常升高或运行特征明显偏离正常状态时，系统执行相应保护和报警。
当用于自动控制的关键温度传感器、位置反馈装置或其他重要信号失效时，应执行经过验证的降级或安全停止策略。
对于配置风速、降雨及必要天气监测的项目，可按照温室结构和设备运行限制建立天气保护逻辑。
不得在缺少有效天气信号时声称系统能够自动准确识别所有强风、降雪及冰冻风险。
对卷帘和其他可能造成人员机械伤害的执行机构，应设置适宜的紧急停止、隔离和检修保护措施。
远程操作功能不得绕过现场安全保护回路。
实施前应调查温室类型、面积、层高、通风设施、卷帘结构、电机参数、供电条件及现有控制系统。
根据温室面积、空气流动及作物种植区域设置棚内温湿度和CO₂监测点。
将棚外传感器安装在具有代表性的位置，避免建筑热源、排风气流和阳光直射产生明显干扰。
按照卷帘控制或作物光照监测目标选择安装位置，并记录其实际观测条件。
优先通过现有控制柜的适配接口获取启停控制、运行反馈和故障信息，并保留原有电机保护。
核查卷帘机机械结构、限位方式、控制回路、电机功率和安全保护功能后，再开展自动化控制集成。
根据实际电机供电方式和额定电流安装电流检测装置，确保符合电气安全要求。
控制箱应设置适宜的防护等级、电气隔离、接地、漏电及短路保护。
可采用工业有线通信及适当的远程网络连接方式，实现现场与平台之间的数据交换。
依次验证环境传感器采集、风机启停、卷帘动作、电流测量、限位保护和状态反馈。
在满足安全试验条件的前提下，检查控制冲突、运行超时、电流异常、通信故障及相关保护逻辑。
通过连续试运行评价环境测量、控制执行、反馈可靠性、故障报警和数据记录情况。
定期清洁传感器并检查防辐射装置，按照产品要求进行校准或比对。
定期检查进气结构、凝露风险和测量漂移，并根据实际环境核查自动基线校准功能的适用性。
定期清洁感光表面，检查污染、遮挡和安装位置变化。
检查风机机械运行、电机状态、过滤设施和电气保护，并记录维护信息。
定期检查卷帘传动机构、限位开关、固定结构及其他关键安全部件，防止长期运行造成机械偏差。
采用适宜的电气检测方式对电流传感器数据进行比对，检查互感器配置和采集通道。
控制阈值、回差、设备运行时间及保护参数应由授权人员管理，并保留修改记录。
对风机、卷帘和其他执行设备的异常事件进行分类归档，支持故障复盘。
对数据缺失、异常跳变、长期固定值、设备离线和通信故障进行质量标记。
结合环境变化、风机运行、卷帘动作及实际种植管理经验，逐步优化控制参数和运行策略。
同时监测温室内外空气温湿度，辅助分析通风及保温条件。
综合考虑温湿度、CO₂、光照和设备状态，减少单一参数独立控制的局限性。
通过经过验证的控制逻辑自动管理风机运行，辅助提高环境调节及时性。
利用光照、温度和限位反馈开展保温卷帘运行管理。
通过电机工作电流及运行反馈分析设备异常，为运维提供数据支持。
现场控制器能够执行必要的保护和控制逻辑，减少对外部网络持续连接的依赖。
通过统一平台集中管理园区内不同温室的环境及设备运行状态。
自动监测和适当的设备控制可以减少部分重复性的现场巡查和人工操作。
通过及时掌握温湿度和光照变化，为作物环境管理提供连续数据支持。
通过运行反馈、限位和电流监测，提高部分设备故障发现的及时性。
可结合人工管理工作量、设备运行时长、实际能源消耗和作物生产记录开展综合评价。
本方案基础参数仅包含设备电流，不包含完整电能计量。若需准确计算节电量和单位产量能耗，应增加有功功率及累计电能计量。
合理管理通风与保温措施，有助于改善环境调节过程的信息透明度，并为设施农业资源利用优化提供基础数据。
适用于北方日光温室，重点进行室内外温湿度监测、风机通风和保温卷帘管理。
适用于配置机械通风及多分区环境控制设备的连栋温室。
适用于蔬菜及花卉育苗阶段的温度和通风管理，重点关注温度波动及低温风险。
适用于宁夏昼夜温差较大及冬季保温要求较高的设施农业生产场景，结合外部低温和光照条件开展保温卷帘管理。
以下以宁夏某现代设施农业园区作为假设场景，说明智能通风及温控系统的典型工程配置方法。本示例仅用于设计说明，不代表已完成的实际项目。
假设园区建有6座日光温室，每座面积约1000平方米，配置保温卷帘装置、机械排风设备及相关电气控制设施。
每座温室设置2个棚内温湿度测点、1个CO₂监测点、1套风机控制与反馈单元及1套卷帘控制与反馈单元。
园区配置具有代表性的室外温湿度和光照监测点，并根据实际通风和卷帘管理需求调整布设。
| 设备名称 | 示例数量 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 棚内空气温湿度传感器 | 12套 | 每座温室2套 |
| 棚外空气温湿度传感器 | 2套 | 园区代表性外部环境监测 |
| CO₂浓度传感器 | 6套 | 每座温室1套 |
| 光照强度传感器 | 2套 | 园区代表性室外光照监测 |
| 风机控制与状态反馈单元 | 6组 | 每座温室1组，按风机数量扩展 |
| 卷帘控制与限位反馈单元 | 6组 | 每座温室1组 |
| 电流监测通道 | 12组（暂估） | 每座温室风机及卷帘电机各1组 |
| 工业智能控制器 | 6套 | 每座温室1套 |
| 工业控制箱 | 6套 | 控制及电气保护 |
| 工业通信网关 | 1～2套 | 集中通信 |
| 现场报警装置 | 按风险评估配置 | 设备异常提示 |
| 智能通风及温控管理平台 | 1套 | 统一管理 |
电流监测通道数量应根据电机数量、供电相数、测量目标及设备保护装置配置进一步确定。对于需要独立监测三相电机各相电流的项目，应按相应回路配置完整的电气测量能力。
当某温室内部温度持续高于目标上限，且室外通风条件及相关设备许可满足时，本地控制器发出风机启动命令。
控制器检查风机运行反馈和电流状态，确认设备执行情况，并记录后续温度变化。
当光照及温度条件满足经过确认的收帘策略，且卷帘设备不存在限位、天气或安全故障时，控制器按照预设逻辑执行收帘。
运行期间持续检查限位和电流状态，达到目标位置后停止电机。
当卷帘机运行期间出现电流异常升高或限位状态异常时，控制器执行经过验证的停止及报警逻辑。
当风机启动后无有效运行反馈时，系统记录启动失败并提示检查设备。
项目可从温室环境数据完整率、温度超限持续时间、风机控制执行成功率、卷帘运行反馈可靠性、电流异常识别有效性和人工操作工作量等方面进行评价。
如果需要评价能源节约及作物生产收益，应增加相应能源计量、产量和运行成本记录，并通过可比条件下的数据分析。
| 标准编号 | 标准名称 | 主要参考内容 | 使用说明 |
|---|---|---|---|
| JB/T 10306—2013 | 温室控制系统设计规范 | 温室控制系统工程设计 | 实施时核查现行有效状态 |
| NY/T 2205—2012 | 大棚卷帘机 质量评价技术规范 | 卷帘机质量评价 | 现行行业标准，按适用条款参考 |
| GB/T 51424—2022 | 农业温室结构设计标准 | 农业温室结构设计 | 涉及结构及设备安装时参考 |
| DB15/T 2814—2022 | 日光温室智能卷帘控制系统设计规范 | 日光温室卷帘控制系统 | 地方标准，核查适用范围及现行状态 |
| GB 50019—2015 | 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 | 供暖通风及空气调节技术 | 按适用工程范围参考 |
| GB 50093—2013 | 自动化仪表工程施工及质量验收规范 | 仪表安装及施工验收 | 按适用范围参考 |
| NY/T 2205—2012相关适用技术要求 | 卷帘设备质量与运行可靠性 | 卷帘设备选型 | 结合设备技术规格使用 |
DB37/T 4520.4—2022《智慧温室管理技术规范 第4部分：环境监测与调控》已显示废止状态。
其历史技术内容可用于了解温室环境控制技术思路，但不应将其标注为现行有效的项目执行标准。
同样，使用其他地方标准时应核查其适用地域、现行状态和具体条款。
（1）JB/T 10306—2013《温室控制系统设计规范》。参考温室控制系统技术设计。
（2）NY/T 2205—2012《大棚卷帘机 质量评价技术规范》。参考卷帘机质量评价要求。
（3）GB/T 51424—2022《农业温室结构设计标准》。参考农业温室结构及有关工程技术要求。
（4）DB15/T 2814—2022《日光温室智能卷帘控制系统设计规范》。参考卷帘控制器、运行方式、故障报警及控制系统设计。
（5）DB37/T 4520.4—2022《智慧温室管理技术规范 第4部分：环境监测与调控》。仅作为历史技术资料参考，不作为现行执行标准。
《大棚卷帘机 质量评价技术规范》标准信息：
https://std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailedCNF?id=AFF1DE924E7C25D2E05397BE0A0ADBDF
《农业温室结构设计标准》住房和城乡建设部公告：
https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/zc/wjk/art/2024/art_17339_765713.html
《日光温室智能卷帘控制系统设计规范》相关标准资料可通过全国标准信息公共服务平台检索。
全国标准信息公共服务平台：
https://std.samr.gov.cn/
在基础通风及卷帘控制系统稳定运行后，可增加风速风向、降雨、太阳辐射、开窗位置、风量、设备有功功率及电能计量等数据。
通过长期记录棚内外环境、控制命令、实际执行和温度响应，可以逐步建立温室热环境动态分析模型。
对于具有充足数据和完善保护措施的项目，可研究模型预测控制、通风策略优化和保温管理优化，但正式生产应用前应完成安全验证和现场调试。
本方案为设施农业智能通风及温控系统的工程技术设计方案，所列设备数量、技术参数、控制方式及典型配置均为参考内容。
正式实施应结合温室结构、作物类型、当地气候、通风设施、卷帘机性能和电气保护要求进行深化设计。
温室自动通风和温控应坚持人员与机械安全优先、环境控制与设备反馈结合、本地控制与远程管理协调的原则。
设备电流可以用于辅助判断电机运行状态和异常负载，但不能单独替代电机保护装置，也不能直接代表设备功率或累计用电量。
对于卷帘机等具有明显机械运动风险的设备，应配置可靠的限位、方向互锁、紧急停止和必要的现场安全保护措施。
通过棚内外温湿度、CO₂和光照的协同监测，以及风机、卷帘和电机电流的闭环管理，本方案能够为设施农业温室通风、保温及设备运行维护提供连续数据和自动化技术支撑，推动设施农业环境管理向精细化、可靠化和智能化方向发展。
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