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牧草集装箱植物工厂的环境控制原理是什么
作者: 时间: 2025-07-28
牧草集装箱植物工厂的环境控制原理是通过集成工业级传感器、自动化设备及智能算法,将光、温、水、气等自然要素转化为可精准调控的工业参数,构建不受外部气候影响的封闭式生产系统。其核心控制机制如下:
一、温湿度精准调控
恒温控制
空调系统维持箱内温度在20–25℃(大麦草最适生长区间),传感器实时监测,误差控制在±1℃。
温度超限时自动启动制冷/加热设备,确保全年稳定生产。
恒湿管理
加湿器与除湿机联动,将湿度稳定在60%–70%,避免高湿引发霉菌或低湿导致蒸腾过量。
新风系统引入过滤后的外部空气,保障氧气供应并隔离污染物。
二、智能光照管理
光谱定制化
采用禾本科植生LED灯,以红蓝光为主(比例4:1),模拟自然光谱,促进光合作用。
光强与周期调节
光照强度分阶段调控:发芽期2000–2500 lux→生长期3000–3500 lux。
光周期设定为12–16小时/天,通过定时模块或光敏传感器动态优化。
三、气体环境调控
CO₂浓度增强
CO₂发生器将浓度维持在800–1200 ppm(传统大气约400 ppm),提升光合效率30%以上。
传感器实时监测,浓度不足时自动补充,并通过均匀喷射避免局部浓度过高。
臭氧消杀替代农药
臭氧发生器定期消杀空气与设备表面(通常在夜间运行),杀灭病原菌,实现全程零化学农药。
四、水肥循环与营养管理
无土栽培系统
采用水培/雾培技术,营养液通过喷淋或超声波雾化供给根系,节水率达90%以上。
UV杀菌装置净化循环营养液,实现零排放。
动态营养调配
EC/pH传感器实时监测营养液成分,自动调肥机补充氮、磷、钾等元素,维持EC值1.2–2.0 mS/cm、pH值5.5–6.5。
五、智能化控制中枢
多传感器协同
集成温湿度、CO₂、光照、EC/pH等80余个传感器,每秒采集数据并传输至PLC中央控制器。
AI算法优化生产
机器学习模型分析历史数据,动态调整参数(如喷淋频率、光周期),确保牧草6–7天达到15–20 cm收获标准。
数字孪生技术模拟生长趋势,提前预警故障。
自动化与远程管理
AGV物流车与升降机实现播种、采收无人化,人工依赖减少50%。
物联网平台支持手机远程监控及生长过程直播。
六、可持续性设计
节能技术
LED光源能耗较传统高压钠灯降低50%,部分系统集成太阳能板供电。
模块化扩展
标准集装箱设计支持多单元并联,适配城市屋顶、荒漠等场景。
文章来源:叶菜侠科技