現代農業(yè)智能溫室種植系統方案

    現代農業(yè)示范種植大棚設備屬于設施農業(yè)范疇。設施農業(yè)是在環(huán)境相對可控條件下，采用工程技術手段，進行動植物..生產的一種現代農業(yè)方式，也稱為可控環(huán)境農業(yè)。設施農業(yè)跨多學科，涉及到建筑、結構、工藝、機械、電氣、給排水、暖通、自控、作物栽培等，需要配套：硬件設備、軟件控制系統、物聯網聯動的種植養(yǎng)殖技術。

 

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 設施農業(yè)基本要素：溫濕度、光照、水(灌溉)、氣(CO2)、肥(水肥一體)、影像視頻、電源電線、管路、種植設施、管理分區(qū)劃分、物聯網控制。

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一、規(guī)劃和施工
種植領域，業(yè)主基本都是外行；養(yǎng)殖領域，業(yè)主基本都是內行。在種植領域，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)劃設計，有專業(yè)的機構，如農業(yè)規(guī)劃設計院。收費標準通常為項目總投資額的若干百分比種植設備的現場安裝施工，收費標準通常為每人每天多少元+項目總金額的若干百分比。
常規(guī)的資料包括：地勘報告建筑規(guī)劃圖種植平面圖電力和網絡拓撲圖種植規(guī)劃書運營方案
場地平面圖和種植規(guī)劃是先決條件，必要的資料。設備提供商據此提供數量、規(guī)格和報價。沒有種植規(guī)劃和場地平面圖，任何方案和報價將毫無意義，徒勞無功，浪費人力和時間。

 

二、溫濕度
在半封閉、全封閉環(huán)境中人工氣候因子里，首當其沖的是溫濕度，這兩個因素直接決定產量、質量。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。溫度、濕度，氣流，雨水，光照都是病蟲傳播的重要氣象因子。生物的生長過程，溫濕度這兩樣參數非常重要，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都不一樣。
植物燈補光時，會產生大量的熱量。需要實時監(jiān)測溫濕度，并聯動加溫、降溫、通風等相關設備。常見的溫濕度傳感器有空氣溫濕度傳感器、基質溫濕度傳感器，液體溫度傳感器等。
三、光照
植物利用光能，同化二氧化碳（CO2）和水（H2O）制造有機物質并釋放氧氣的過程，稱為光合作用。種植主要工作都是圍繞光合作用展開的。開關遮陽設備、植物燈補光，都是對光的運用。在全人工光環(huán)境中，開啟補光燈時，必須監(jiān)測空氣中的二氧化碳濃度，只補光，沒有補充二氧化碳，光合作用效果會相當不理想。很多做植物燈的廠商并不清楚。
常用設備：光照度傳感器，卷簾機/遮陽膜控制器，植物燈/調光器。植物在不同的生長周期，需要不同強度、波長、顏色的光。使用植物補光專用調光器，可以定時、群控、線性、根據生長周期調節(jié)光譜。植物燈根據使用場景和條件，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。
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。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?！案赏笣餐浮案现参锷?，利于積累干物質。

常用設備：水流傳感器，流量計，電磁閥控制器，水溫傳感器，液位傳感器。 

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?，和植物的生長息息相關。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，如果只補光，沒有補充二氧化碳，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，光線強烈，二氧化碳濃度至少要..在440ppm-600ppm之間。
補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)模實驗室種植尚可，大規(guī)模種植，要用二氧化碳發(fā)生器。根據產氣原理，二氧化碳發(fā)生器有兩類：燃燒天然氣式和碳酸氫銨反應式。燃燒天然氣（液化氣、煤球等）在密閉空間內燃燒，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，國內發(fā)生過燃燒法一氧化碳中毒死亡記錄，所以應..酸氫銨反應式。

常用設備：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。

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，水肥一體化  利于植物快速吸收。液體肥還有一個優(yōu)點，可以..控制，時效更快，方便農藝師觀察種植效果。液體肥（營養(yǎng)液）的主要成分是無機鹽，隨著科技和認知的進步，有機營養(yǎng)液將成為主流。
營養(yǎng)液的濃度使用EC傳感器（電導率）檢測，酸堿度用PH傳感器檢測。E和PH的檢測數值是動態(tài)的，檢測時間和液體攪動的均勻性都會影響檢驗的結果。判斷EC和PH傳感器的準確性，可用EC和PH專用檢測液。

常用設備：EC傳感器，PH傳感器，水肥一體機

 
七、影像
攝像頭屬于視覺傳感器。攝像頭引入種植大棚中，方便遠程觀察和教學、傳播。共享農場中.直觀的體驗工具就是攝像頭。在科研工作中，攝像頭還有利于連續(xù)監(jiān)測，進行人工智能的分析。網絡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，.好走兩條通道，避免帶寬擠占。

常用設備：攝像頭，監(jiān)控主機，光纖收發(fā)器，交換機

 
八、電源
種植大棚若使用生物補光燈、空氣源熱泵加溫、電鍋爐或電熱風機等，面積越大用電功率越大，屬于用電大戶，高能耗。電流、電壓、功率監(jiān)測，統計，電線電纜必不可少，相應的設計冗余也一樣都是必不可少。

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

 
九、管路

管路中包含了電線電纜管路、供回水管路、營養(yǎng)液供回管路、熱水源的供回水管路、控制信號管路、影像傳輸管路等等，設施農業(yè)依賴建筑物，管道，管線。

十、管理分區(qū)劃分

種植規(guī)劃、建筑設計、層架規(guī)劃和設計、種植區(qū)域、種植設備、種植層架來實現種植目的。物聯網自動化設計緊密相關。

十一、物聯網控制

物聯網控制也就是自動化控制、智能控制， 依賴物聯網操作系統統一管理所有的設備和工具。在設施農業(yè)中，物聯網操作系統是靈魂。基于智能傳感器、總線制傳輸技術、大規(guī)模數據處理等物聯網核心技術，集土壤及環(huán)境數據實時采集、總線制傳輸、圖像數據處理等功能于一體，是一套..的現代農業(yè)物聯網系統?？蛻艨赏ㄟ^手機、計算機等信息終端，實時掌握種植環(huán)境信息，實現作物的科學種植與..管理，.終實現節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的目標。對溫室內環(huán)境條件（包括土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、光照度等參數）進行檢測，對溫室實施智能化控制和管理，要求溫室可在智能自動系統的控制下，完成相應的作業(yè)管理（噴灌、通風、補光、降溫）并對水簾及遮陽網進行控制