現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能溫室種植系統(tǒng)方案：9個組成部分，10大控制要素

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本文隸屬:06.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智慧農(nóng)業(yè)(第100/209篇)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范種植大棚設(shè)備屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)范疇。設(shè)施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對可控條件下，采用工程技術(shù)手段，進(jìn)行動植物高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方式，也稱為可控環(huán)境農(nóng)業(yè)。智能溫室設(shè)施農(nóng)業(yè)跨多學(xué)科，需要配套：硬件設(shè)備、軟件控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動的種植養(yǎng)殖技術(shù)。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能溫室種植系統(tǒng)方案：9個組成部分，10大控制要素

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設(shè)施農(nóng)業(yè)包含就打組成部分及10大控制要素：規(guī)劃與施工、溫濕度、光、水、氣、肥、視、電、管、線、槽、架。

一、規(guī)劃和施工

種植領(lǐng)域，業(yè)主基本都是外行；養(yǎng)殖領(lǐng)域，業(yè)主基本都是內(nèi)行。在種植領(lǐng)域，種植規(guī)劃排在首位。種什么，怎么種，收什么，怎么收，怎么賣，怎么運(yùn)營，事先都要有明確的規(guī)劃，切莫一拍腦門盲目上馬。

規(guī)劃設(shè)計(jì)，有專業(yè)的機(jī)構(gòu)，如農(nóng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)通常為項(xiàng)目總投資額的若干百分比種植設(shè)備的現(xiàn)場安裝施工，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)通常為每人每天多少元 項(xiàng)目總金額的若干百分比。

常規(guī)的資料包括：地勘報(bào)告建筑規(guī)劃圖種植平面圖電力和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D種植規(guī)劃書運(yùn)營方案

場地平面圖和種植規(guī)劃是先決條件，必要的資料。設(shè)備提供商據(jù)此提供數(shù)量、規(guī)格和報(bào)價。沒有種植規(guī)劃和場地平面圖，任何方案和報(bào)價將毫無意義，徒勞無功，浪費(fèi)人力和時間。

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二、溫濕度

在半封閉、全封閉環(huán)境中人工氣候因子里，首當(dāng)其沖的是溫濕度，這兩個因素直接決定產(chǎn)量、質(zhì)量。病害的發(fā)生，與一定的氣象條件為病原物的生存和傳播提供了適宜的環(huán)境有關(guān)。溫度、濕度，氣流，雨水，光照都是病蟲傳播的重要?dú)庀笠蜃?。生物的生長過程，溫濕度這兩樣參數(shù)非常重要，大環(huán)境下有小環(huán)境，局部的小環(huán)境，溫濕度都會變化，垂直濕度和垂直溫度其實(shí)都不一樣。

植物燈補(bǔ)光時，會產(chǎn)生大量的熱量。需要實(shí)時監(jiān)測溫濕度，并聯(lián)動加溫、降溫、通風(fēng)等相關(guān)設(shè)備。常見的溫濕度傳感器有空氣溫濕度傳感器、基質(zhì)溫濕度傳感器，液體溫度傳感器等。

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三、光

植物利用光能，同化二氧化碳（CO2）和水（H2O）制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過程，稱為光合作用。種植主要工作都是圍繞光合作用展開的。開關(guān)遮陽設(shè)備、植物燈補(bǔ)光，都是對光的運(yùn)用。在全人工光環(huán)境中，開啟補(bǔ)光燈時，必須監(jiān)測空氣中的二氧化碳濃度，只補(bǔ)光，沒有補(bǔ)充二氧化碳，光合作用效果會相當(dāng)不理想。很多做植物燈的廠商并不清楚。

常用設(shè)備：光照度傳感器，卷簾機(jī)/遮陽膜控制器，植物燈/調(diào)光器。植物在不同的生長周期，需要不同強(qiáng)度、波長、顏色的光。使用植物補(bǔ)光專用調(diào)光器，可以定時、群控、線性、根據(jù)生長周期調(diào)節(jié)光譜。植物燈根據(jù)使用場景和條件，有成千上萬款，尺寸、功率、光譜特性各有不同，需要在種植規(guī)劃中列明，或咨詢廠商定制。

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四、水

植物生長過程離不開水。無論是滴灌，霧培水培，灌溉過程中首先要過濾水中雜質(zhì)。水有酸堿度，用PH傳感器檢測。液肥加入水中，可一體化灌溉。灌溉手段和方法多種多樣，傳統(tǒng)的滴灌、漫灌正在被潮汐灌溉所替代，滴灌、水培往往會使植物根系無法正常呼吸。“干透澆透“更符合植物生理，利于積累干物質(zhì)。

常用設(shè)備：水流傳感器，流量計(jì)，電磁閥控制器，水溫傳感器，液位傳感器。

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五、氣

有光，吸入二氧化碳，呼出氧氣。沒有光，吸入氧氣，呼出二氧化碳?？諝庵械某煞郑椭参锏纳L息息相關(guān)。在種植大棚中，主要監(jiān)測的空氣成分是二氧化碳。人工光環(huán)境，必須重視二氧化碳的濃度，如果只補(bǔ)光，沒有補(bǔ)充二氧化碳，會事倍功半。自然光照環(huán)境中，二氧化碳濃度是400ppm左右，人工光環(huán)境中，光線強(qiáng)烈，二氧化碳濃度至少要保證在440ppm-600ppm之間。

補(bǔ)充二氧化碳有兩種方式：氣瓶和二氧化碳發(fā)生器。氣瓶方式成本較高，小規(guī)模實(shí)驗(yàn)室種植尚可，大規(guī)模種植，要用二氧化碳發(fā)生器。根據(jù)產(chǎn)氣原理，二氧化碳發(fā)生器有兩類：燃燒天然氣式和碳酸氫銨反應(yīng)式。燃燒天然氣（液化氣、煤球等）在密閉空間內(nèi)燃燒，會逐漸消耗氧氣，造成氧氣濃度下降，從而引起不完全燃燒，生成一氧化碳，非常危險，非常容易造成一氧化碳中毒，國內(nèi)發(fā)生過燃燒法一氧化碳中毒死亡記錄，所以應(yīng)首選酸氫銨反應(yīng)式。

常用設(shè)備：二氧化碳傳感器，TVOC傳感器，氨氣傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳發(fā)生器。

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六、肥

從發(fā)展趨勢來看，液體肥將成為主流，原因主要是方便施肥，方便自動化控制，在灌溉的同時，營養(yǎng)液融入水中一起，利于植物快速吸收。液體肥還有一個優(yōu)點(diǎn)，可以精確控制，時效更快，方便農(nóng)藝師觀察種植效果。液體肥（營養(yǎng)液）的主要成分是無機(jī)鹽，隨著科技和認(rèn)知的進(jìn)步，有機(jī)營養(yǎng)液將成為主流。

營養(yǎng)液的濃度使用EC傳感器（電導(dǎo)率）檢測，酸堿度用PH傳感器檢測。E和PH的檢測數(shù)值是動態(tài)的，檢測時間和液體攪動的均勻性都會影響檢驗(yàn)的結(jié)果。判斷EC和PH傳感器的準(zhǔn)確性，可用EC和PH專用檢測液。

常用設(shè)備：EC傳感器，PH傳感器，水肥一體機(jī)

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七、視

攝像頭屬于視覺傳感器。攝像頭引入種植大棚中，方便遠(yuǎn)程觀察和教學(xué)、傳播。共享農(nóng)場中最直觀的體驗(yàn)工具就是攝像頭。在科研工作中，攝像頭還有利于連續(xù)監(jiān)測，進(jìn)行人工智能的分析。網(wǎng)絡(luò)攝像頭需要的帶寬較高，在自動化控制體系中，攝像頭和控制信號，最好走兩條通道，避免帶寬擠占。

常用設(shè)備：攝像頭，監(jiān)控主機(jī)，光纖收發(fā)器，交換機(jī)

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八、電

種植大棚若使用生物補(bǔ)光燈，則屬于用電大戶，高能耗。電流、電壓、功率監(jiān)測，統(tǒng)計(jì)，必不可少。

常用設(shè)備：智能電表，智能電箱，智能多路開關(guān)，空氣開關(guān)，接觸器，工業(yè)電源。

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九、管/線/槽/架

設(shè)施農(nóng)業(yè)依賴建筑物，管道，管線，種植槽器皿，種植層架來實(shí)現(xiàn)種植目的。種植規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、層架規(guī)劃和設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)自動化設(shè)計(jì)緊密相關(guān)。

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十、操作系統(tǒng)

所有的設(shè)備和工具，依賴物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理。在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是靈魂。用哪家的設(shè)備，基本上就要用哪家的操作系統(tǒng)。經(jīng)常會有人企圖用自己的所謂云后臺去管別人的設(shè)備往往會陷入交期不確定的誤區(qū)。

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來源：智慧溫室2021-03-02