现代农业智能温室种植系统方案

2021-03-05 09:20:31 3868

现代农业示范种植大棚设备属于设施农业范畴。设施农业是在环境相对可控条件下,采用工程技术手段,进行动植物高效生产的一种现代农业方式,也称为可控环境农业。设施农业跨多学科,需要配套:硬件设备、软件控制系统、物联网联动的种植养殖技术。

现代农业智能温室种植系统方案


现代农业智能温室种植系统方案


设施农业口诀:温、光、水、气、肥、视、电、管、线、槽、架。

规划和施工

种植领域,业主基本都是外行;养殖领域,业主基本都是内行。在种植领域,种植规划排在首位。种什么,怎么种,收什么,怎么收,怎么卖,怎么运营,事先都要有明确的规划,切莫一拍脑门盲目上马。

规划设计,有专业的机构,如农业规划设计院。收费标准通常为项目总投资额的若干百分比种植设备的现场安装施工,收费标准通常为每人每天多少元+项目总金额的若干百分比。

常规的资料包括:地勘报告建筑规划图种植平面图电力和网络拓扑图种植规划书运营方案

场地平面图和种植规划是先决条件,必要的资料。设备提供商据此提供数量、规格和报价。没有种植规划和场地平面图,任何方案和报价将毫无意义,徒劳无功,浪费人力和时间。

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二温湿度

在半封闭、全封闭环境中人工气候因子里,首当其冲的是温湿度,这两个因素直接决定产量、质量。病害的发生,与一定的气象条件为病原物的生存和传播提供了适宜的环境有关。温度、湿度,气流,雨水,光照都是病虫传播的重要气象因子。生物的生长过程,温湿度这两样参数非常重要,大环境下有小环境,局部的小环境,温湿度都会变化,垂直湿度和垂直温度其实都不一样。

植物灯补光时,会产生大量的热量。需要实时监测温湿度,并联动加温、降温、通风等相关设备。常见的温湿度传感器有空气温湿度传感器、基质温湿度传感器,液体温度传感器等。

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三、光

植物利用光能,同化二氧化碳(CO2)和水(H2O)制造有机物质并释放氧气的过程,称为光合作用。种植主要工作都是围绕光合作用展开的。开关遮阳设备、植物灯补光,都是对光的运用。在全人工光环境中,开启补光灯时,必须监测空气中的二氧化碳浓度,只补光,没有补充二氧化碳,光合作用效果会相当不理想。很多做植物灯的厂商并不清楚。

常用设备:光照度传感器,卷帘机/遮阳膜控制器,植物灯/调光器。植物在不同的生长周期,需要不同强度、波长、颜色的光。使用植物补光专用调光器,可以定时、群控、线性、根据生长周期调节光谱。植物灯根据使用场景和条件,有成千上万款,尺寸、功率、光谱特性各有不同,需要在种植规划中列明,或咨询厂商定制。

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四、水

植物生长过程离不开水。无论是滴灌,雾培水培,灌溉过程中首先要过滤水中杂质。水有酸碱度,用PH传感器检测。液肥加入水中,可一体化灌溉。灌溉手段和方法多种多样,传统的滴灌、漫灌正在被潮汐灌溉所替代,滴灌、水培往往会使植物根系无法正常呼吸。“干透浇透“更符合植物生理,利于积累干物质。

常用设备:水流传感器,流量计,电磁阀控制器,水温传感器,液位传感器。

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五、气

有光,吸入二氧化碳,呼出氧气。没有光,吸入氧气,呼出二氧化碳。空气中的成分,和植物的生长息息相关。在种植大棚中,主要监测的空气成分是二氧化碳。人工光环境,必须重视二氧化碳的浓度,如果只补光,没有补充二氧化碳,会事倍功半。自然光照环境中,二氧化碳浓度是400ppm左右,人工光环境中,光线强烈,二氧化碳浓度至少要保证在440ppm-600ppm之间。

补充二氧化碳有两种方式:气瓶和二氧化碳发生器。气瓶方式成本较高,小规模实验室种植尚可,大规模种植,要用二氧化碳发生器。根据产气原理,二氧化碳发生器有两类:燃烧天然气式和碳酸氢铵反应式。燃烧天然气(液化气、煤球等)在密闭空间内燃烧,会逐渐消耗氧气,造成氧气浓度下降,从而引起不完全燃烧,生成一氧化碳,非常危险,非常容易造成一氧化碳中毒,国内发生过燃烧法一氧化碳中毒死亡记录,所以应酸氢铵反应式。

常用设备:二氧化碳传感器,TVOC传感器,氨气传感器,氧气传感器,二氧化碳发生器。

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六、肥

从发展趋势来看,液体肥将成为主流,原因主要是方便施肥,方便自动化控制,在灌溉的同时,营养液融入水中一起,利于植物快速吸收。液体肥还有一个优点,可以控制,时效更快,方便农艺师观察种植效果。液体肥(营养液)的主要成分是无机盐,随着科技和认知的进步,有机营养液将成为主流。

营养液的浓度使用EC传感器(电导率)检测,酸碱度用PH传感器检测。E和PH的检测数值是动态的,检测时间和液体搅动的均匀性都会影响检验的结果。判断EC和PH传感器的准确性,可用EC和PH专用检测液。

常用设备:EC传感器,PH传感器,水肥一体机

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七、视

摄像头属于视觉传感器。摄像头引入种植大棚中,方便远程观察和教学、传播。共享农场中直观的体验工具就是摄像头。在科研工作中,摄像头还有利于连续监测,进行人工智能的分析。网络摄像头需要的带宽较高,在自动化控制体系中,摄像头和控制信号,走两条通道,避免带宽挤占。

常用设备:摄像头,监控主机,光纤收发器,交换机

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八、电

种植大棚若使用生物补光灯,则属于用电大户,高能耗。电流、电压、功率监测,统计,必不可少。

常用设备:智能电表,智能电箱,智能多路开关,空气开关,接触器,工业电源。

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九、管/线/槽/架

设施农业依赖建筑物,管道,管线,种植槽器皿,种植层架来实现种植目的。种植规划、建筑设计、层架规划和设计、物联网自动化设计紧密相关。

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十、操作系统

所有的设备和工具,依赖物联网操作系统统一管理。在设施农业中,物联网操作系统是灵魂。用哪家的设备,基本上就要用哪家的操作系统。经常会有人企图用自己的所谓云后台去管别人的设备往往会陷入交期不确定的误区。

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