植物工厂系统方案

本方案将复杂的软硬件体系以清晰易懂地方式展现出来，每一类设备都给出基本配置清单，参考价格，方便集成商、生产商和业主选购、配套，力求价格透明，工作原理透明，组合方法透明，推动设施农业迅速降低成本，降低使用门槛。我们提供整套设备，下单后20个工作日内交付。

设施农业口诀：温、光、水、气、肥、视、电、管、线、槽、架、人

一、规划设计

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，事先都要有明确地规划，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。尽量不要自己“摸着石头过河”，避免走弯路。

常规的资料包括： 1.地勘报告 2.建筑规划图 3.种植平面图 4.电力和网络拓扑图 5.种植规划书 6.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。

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、垂直温度都不一样。

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。

三、光照

光照是植物生长的能量来源，光照强度、光照时间、光照质量都会影响植物的生长发育。植物对不同波长的光有不同的反应通过调节光照条件，可以实现对植物生长的精确控制，提高产量和质量。

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。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。

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。

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。

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，水压传感器，电磁阀控制器，水温传感器，液位传感器，水体消毒器，水泵，各类过滤器，水体加温设备，水体降温设备

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，所以应首选酸氢铵反应式。注意：无论是气瓶还是发生器，都要确保气源在室外开阔地带且带有通风和防雨设施。

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，气阀控制器。

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，可以精确控制，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。EC和PH的检测数值是动态的，检测时间和液体搅动地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,搅拌泵，配肥机，比例施肥器。

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。共享农场中最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，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，最好走两条通道，划分虚拟避免带宽挤占。

常用设备：摄像头，监控主机，光纤收发器，交换机,网线。

八、电

电力是现代农业种植大棚运行的基础。稳定的电力供应确保各种设备的正常运行，提高生产效率。在设计和建设过程中，应充分考虑电力需求，合理规划配电系统，确保安全可靠。

电力配置和控制是现代农业种植大棚运行的关键环节。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。适配当量的补偿柜，有源谐波处理器，有效隔离和有效接地，是必不可少的装备和措施。

实际工作中，很多问题都与电力配置和控制有关。电工的技能水平和安全意识，直接影响到大棚的电力使用效率和安全性。往往一个投资巨大的项目，最终因为电力配置不当、电工水平不高而失败。

温室大棚中的变频设备、感性负载和阻性负载参杂，大量开关电源充斥，电磁干扰和谐波肉眼无法判断，业主和普通电工连基本万用表都不会使用。越是无知越是无畏，把无知当个性，视安全规范为儿戏。特别是当下开关电源的广泛应用，使得现场电力环境和几十年前完全不一样，普通电工还停留在灯能亮就行，根本就不知道什么是电力质量，什么是波形。特别是一些业主愚蠢的加持，更是加大了风险几率。

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。

管/线/槽/架的选型，和现场条件密切相关。不同海拔、不同地区，管/线/槽/架的选型也会有所不同。扬程、灌溉方案，外径、内径、材质、厚薄、承压能力、抗腐蚀、抗紫外线能力都要考虑。

水锤效应消除，沉积物处理，都是管道系统设计中需要重点考虑的问题。

十、人

人的因素最重要，也最容易被忽视。现代农业高度依赖人的观念、认知，再好的设施也需要正确的操作和维护。三观不正、方法论偏差，认知缺陷，都会决定最终效果。

专业技术人才在现代农业中本身就奇缺，加上业主本身也没有评判能力，用人不当，遇人不淑。硬件设施能确定，人却成了最不确定的因素。

人的因素是设施农业成功的关键，人贵有自知之明，人的因素决定一切。

十一、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。这个领域，纯软件公司不可能涉足，纯硬件公司也不可能独立完成。