[實用新型]一種用于花卉生產的溫室型植物工廠系統

有效

• 申請號: 201420714888.0
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN204499002U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 張肇鵬;盧月娉;王芳
• 申請（專利權）人: 彌勒品元園藝有限公司
• 主分類號: A01G31/02
• 分類號: A01G31/02
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本實用新型屬于現代農業技術領域，具體涉及一種用于花卉生產的溫室型植物工廠系統結構技術領域。

背景技術

花卉業作為一種高效農業產業，在我國農業及農村經濟中的地位越來越重要。隨著我國設施農業的迅速發展，全國各花卉產區普遍建設了日光溫室和塑料大棚為花卉創造良好的生長環境。但是現有的大多數溫室大棚都采用人工管理，存在著設施落后、勞動強度大等弊端，只起到了對花卉的保護和保持的作用，卻遠遠沒有達到高效、高產的水平。

植物工廠是現代設施農業發展的高級階段，是一種高投入、高技術、精裝備的生產體系，集生物技術、工程技術和系統管理于一體，使農業生產從自然生態束縛中脫離出來，按計劃周年性進行植物產品生產的工廠化農業系統。植物工廠從廣義上來說分為溫室型半侯的植物工廠和封閉型全天候的植物工廠。封閉型的全天候植物工廠在建設初期的投資很大，而且系統的運行費用很高，不適合中國農村現狀。溫室型半侯的植物工廠的投資、運行成本相對較低，因為采用了植物工廠高度集約的栽培模式，不管是勞動力還是能源資源上都得以最經濟的利用，栽培效率與效益得到大幅度的提高，同時還具有有標準化、流程化生產的優勢，極大降低了對普通勞動人員在農業技能上的要求，在我國更容易得到大規模的推廣和應用。但是，溫室型半侯的植物工廠對陽光的依賴較大，需要根據具體實施地的氣象環境，在加溫、降溫、補光、二氧化碳濃度、施肥等控制因子中，考慮成本與產量的平衡，得到最優的控制策略。

因此，對于如何創建一種能夠用于花卉生產，符合我國農業水平實際、回收投資快、技術先進、實用并可推廣的溫室型植物工廠，目前還沒有具體、可行的技術解決方案。

實用新型內容

基于上述原因，本實用新型提出一種綜合應用無土栽培技術、溫室環境控制技術、自動控制技術、計算機技術的植物工廠系統。本實用新型通過下列技術方案完成：

????一種用于花卉生產的溫室型植物工廠系統，本實用新型包括智能環境系統、無土栽培系統、上位控制系統；其中，智能環境系統包括環境控制器、外環境傳感器、內環境傳感器、執行機構；外環境傳感器包括與環境控制器連接的溫濕度一體化傳感器A、風速傳感器、風向傳感器、雨量雪量傳感器；內環境傳感器包括與與環境控制器連接的溫濕度一體化傳感器B、紅外溫度傳感器、水溫傳感器、CO₂濃度傳感器、光強傳感器；執行機構與環境控制器連接的卷膜裝置、遮陽裝置、頂窗開閉裝置、LED補光裝置、CO₂補充裝置、加熱裝置；所述的環境控制器與上位控制系統連接。

????本實用新型所述的無土栽培系統包括設置在溫室大棚內的無土栽培槽，鋪設在無土栽培槽內的滴管帶；滴管帶通過灌溉泵與營養液儲存罐連接；匯流槽依序通過回收池、回水泵、回水儲存罐、混肥及供肥自動控制裝置與營養液儲存罐連接；混肥及供肥自動控制裝置分別還連接有清水儲存罐和肥液組罐；設置有加熱及儲熱裝置依序通過加熱管A、加熱水泵、加熱管B后，回連至加熱及儲熱裝置內構成回路。

????本實用新型無土栽培槽設置有與水平呈3-7°的夾角。

溫室型植物工廠系統由智能環境系統、無土栽培系統、上位控制系統三大系統組成。其中智能環境系統完成溫室作物所需光照、CO₂、溫度、濕度四個主要環境條件的自動控制；無土栽培系統實現整個無土栽培工藝中營養液的自動配制、灌溉和回收；上位控制系統對生產過程進行監控，并把采集的過程數據存于數據庫中，結合預先建立的種植模型，通過對溫室綜合環境因子的分析，得到植物不同生長時段的最佳環境參數、營養液配方、灌溉參數，最終將相關控制參數下傳至自動控制器，實現植物工廠的智能管理和自動控制。

智能環境系統包括環境控制器、內外環境傳感器，執行機構。其中內環境傳感器完成棚內溫濕度、葉面溫度、加熱管進出口溫度、CO₂濃度、室內照度的檢測，外環境傳感器完成室外溫濕度、風速、風向、照度、雨雪量的檢測。智能環境系統通過內外環境傳感器采集溫室內外環境和室內作物生長發育狀況等信息，并發送到上位系統，由上位系統進行分析運算后再下發控制指令和控制參數到智能環境系統，協調控制各執行裝置的動作，從而實現對溫室內環境智能控制的目的。

無土栽培系統首先根據上位控制系統給定的多種肥液、酸和水的比例配方，通過對營養液EC和PH的檢測，自動配制成含農作物所需營養成分的營養液，然后根據接收到的灌溉參數控制電磁閥和水泵實現營養液的供給量及供給時間的自動控制。并且營養液可循環利用，最大限度地節約水資源和肥料，實現與當地土壤環境無關的作物種植。