第 11 卷 第 3 期 農(nóng) 業(yè) 工 程 Vol 11 No 3 2021 年 3 月 Agricultural Engineering Mar 2021 收稿日期 2020 12 04 修回日期 2021 02 03 作者簡(jiǎn)介 董微 碩士 主要從事生物安全研究 E mail dongwei2016 126 com 在線投稿 www d1ae com 辦公室智能立體種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 董 微 1 2 3 李秀剛 2 3 蘭立波 2 3 馬 鐵 1 2 3 周增產(chǎn) 1 2 3 李寶安 2 3 1 北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司 北京 100094 2 北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所有限公司 北京 100096 3 北京市植物工廠工程技術(shù)研究中心 北京 100094 摘 要 以北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所有限公司與北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司共建的辦公室智能立體種植系統(tǒng)項(xiàng)目為 例 詳細(xì)論述了辦公室智能立體種植系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 辦公室智能立體種植系統(tǒng)可根據(jù)辦公室空間特點(diǎn)量身定制辦公 室立體智能種植系統(tǒng) 不僅美化了辦公環(huán)境 吸收辦公環(huán)境中的 CO 2 放出 O 2 而且還可以提供安全 衛(wèi)生和綠色的 蔬菜 關(guān)鍵詞 辦公室 智能 立體種植系統(tǒng) 中圖分類號(hào) S233 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095 1795 2021 03 0067 03 Design and Application of Office Intelligent Stereoscopic Planting System DONG Wei 1 2 3 LI Xiugang 2 3 LAN Libo 2 3 MA Tie 1 2 3 ZHOU Zengchan 1 2 3 LI Baoan 2 3 1 Beijing Kingpeng International Hi tech Corporation Beijing 100094 China 2 Beijing Agricultural Machinery Institute Co Ltd Beijing 100096 China 3 Beijing Plant Engineering Technology esearch Center Beijing 100094 China Abstract Taking the project of office intelligent stereoscopic planting system jointly built by Beijing Agricultural Machinery In stitute Co Ltd and Beijing Kingpeng International Hi tech Corporation as an example structural design of office intelligent stereoscopic planting system was discussed in detail Office intelligent stereoscopic planting system can customize office stereo scopic intelligent planting system according to characteristics of office space It not only beautifies office environment absorbs CO 2 in office environment and releases O 2 but also provides safe hygienic and green vegetables Keywords office intelligent stereoscopic planting system 0 引言 立體無(wú)土栽培以人工創(chuàng)造的作物根系環(huán)境取代了 土壤環(huán)境 可以有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中難以解決的 水分 空氣和養(yǎng)分供應(yīng)的矛盾 使作物根系處于最適 宜的環(huán)境條件下 從而充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力 達(dá) 到提高單位面積產(chǎn)量 提早或延后蔬菜供應(yīng)期 增加 生產(chǎn)茬次和培育壯苗的目的 利于自動(dòng)化 工廠化生 產(chǎn) 1 4 目前 關(guān)于工廠化立體種植裝置的報(bào)道比較多 但適用于辦公場(chǎng)所的立體種植系統(tǒng)鮮有相關(guān)報(bào) 道 5 10 本文以北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司與北 京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所有限公司共建的辦公室智能立體 種植系統(tǒng)項(xiàng)目作為實(shí)例 闡述辦公室智能立體種植系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 1 系統(tǒng)組成 辦公室智能立體種植系統(tǒng)由栽培系統(tǒng) 營(yíng)養(yǎng)液循 環(huán)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)組成 圖 1 辦公室智能立 體種植系統(tǒng)是一種智能微生態(tài)系統(tǒng) 可以對(duì)光照 營(yíng) 養(yǎng)液進(jìn)行智能調(diào)控 該系統(tǒng)配置了 4G 通訊模塊和攝 像頭 可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控 2 栽培系統(tǒng) 栽培系統(tǒng)由栽培架 栽培槽 栽培定植板和熒光 燈組成 共有 4 層栽培槽 每層栽培槽的上方安裝了 兩支熒光燈 燈管長(zhǎng)度 600 mm 直徑為 T5 可為栽 培區(qū)域內(nèi)的植物補(bǔ)光 栽培槽上方安裝栽培槽定植 板 可防止?fàn)I養(yǎng)液循環(huán)時(shí)濺出及營(yíng)養(yǎng)液暴露于燈光下 變質(zhì) 栽培架底部安裝帶鎖萬(wàn)向腳輪 可輕松將種植 農(nóng)業(yè)工程 生物環(huán)境與能源 1 頂層栽培架 2 攝像頭 3 熒光燈 4 栽培槽定植板 5 栽培 槽 6 營(yíng)養(yǎng)液箱 7 腳輪 圖 1 辦公室智能立體種植系統(tǒng)側(cè)面示意 Fig 1 Side diagram of office intelligent stereoscopic planting system 系統(tǒng)移放至辦公室內(nèi)任意地點(diǎn) 栽培架及栽培槽的材 質(zhì)為不銹鋼 栽培槽定植板的材質(zhì)為 PVC 3 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)由營(yíng)養(yǎng)液箱 營(yíng)養(yǎng)液消毒器 供 液管路 供液閥門 回液插芯和回液管路等組成 圖 2 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)采用多層集中定時(shí)供液 各 1 供液閥門 2 回液插芯 3 回液管路 4 營(yíng)養(yǎng)液箱 5 供液 管路 圖 2 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) Fig 2 Nutrient solution circulation system 層獨(dú)立控制流量的營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)方式 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 的供液管路安裝于左側(cè)栽培架內(nèi) 回液管路安裝于右 側(cè)栽培架內(nèi) 營(yíng)養(yǎng)液箱安裝于 4 層栽培槽的下方 營(yíng) 養(yǎng)液箱外側(cè)安裝拉手 便于營(yíng)養(yǎng)液箱的拉取 在營(yíng)養(yǎng) 液箱內(nèi)配好營(yíng)養(yǎng)液后 可通過(guò)智能控制系統(tǒng)定時(shí)與栽 培區(qū)各層栽培槽內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液循環(huán) 以達(dá)到 營(yíng)養(yǎng)液消毒及營(yíng)養(yǎng)均衡供應(yīng)的目的 在循環(huán)過(guò)程中 營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液消毒器 供液 管路給各層栽培槽提供新鮮潔凈的營(yíng)養(yǎng)液 各層栽培 槽內(nèi)原有的營(yíng)養(yǎng)液則可通過(guò)回液管路回流到營(yíng)養(yǎng)液箱 內(nèi)進(jìn)行加營(yíng)養(yǎng) 增氧氣和消毒處理 以備下一次循環(huán) 使用 另外 各層栽培槽內(nèi)還設(shè)置了供液閥門和回液 插芯 可有效控制各層栽培槽營(yíng)養(yǎng)液的供液速度和液 面高度 4 智能控制系統(tǒng) 智能控制系統(tǒng)由 EC 傳感器 pH 值傳感器 液 位傳感器 控制器執(zhí)行器 4G 通訊模塊和攝像頭等 組成 在辦公室智能立體種植系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中 通過(guò) 智能控制系統(tǒng)可以為作物提供適宜光照 合理比例的 營(yíng)養(yǎng)液 圖 3 通過(guò) 4G 通訊模塊和攝像頭 操作者 可通過(guò)智能控制系統(tǒng)手機(jī) APP 觀察栽植植物的生長(zhǎng) 情況 遠(yuǎn)程調(diào)控人工光補(bǔ)光 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)等操作的執(zhí) 行 智能控制系統(tǒng)中的 EC pH 值和液位傳感器用于 檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)液中可溶性鹽的濃度 酸堿度及營(yíng)養(yǎng)液容 積 為營(yíng)養(yǎng)液配置提供必要參數(shù)依據(jù) 圖 3 手機(jī) APP 控制界面 Fig 3 APP control interface 5 應(yīng)用情況 辦公室智能立體種植系統(tǒng)于 2020 年投入使用 目前使用狀況良好 圖 4 據(jù)測(cè)試 辦公室智能立 體種植系統(tǒng)光強(qiáng)可達(dá) 11 094 Lx 滿足蔬菜生長(zhǎng)需要 營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)可進(jìn)行定時(shí)循環(huán) 滿足種植蔬菜不同 生長(zhǎng)時(shí)期的需求 辦公室智能立體種植系統(tǒng)不僅在辦公空間里增加 了勃勃生機(jī) 使辦公空間充滿了活力 而且還美化了 86 董微 等 辦公室智能立體種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 辦公環(huán)境 使人們身心愉悅 進(jìn)而提高工作效率 它 將室外的環(huán)境搬入到室內(nèi)之中 讓大自然的氣息充斥 其中 人們?cè)诠ぷ髦鄬?duì)這些植物的呵護(hù)不僅促進(jìn)了 員工的心理健康 舒緩工作壓力 而且訪客來(lái)此也會(huì) 被賞心悅目的綠色感染 圖 4 辦公室智能立體種植系統(tǒng)樣機(jī) Fig 4 Office intelligent stereoscopic planting system 6 結(jié)束語(yǔ) 采用了智能化與種植裝置相結(jié)合的方式 利用辦 公室空間特點(diǎn) 量身定制辦公室智能立體種植系統(tǒng) 將人與自然的良好關(guān)系延伸到辦公空間中 辦公室智 能立體種植系統(tǒng)是一種智能微生態(tài)系統(tǒng) 可以對(duì)光 照 營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行智能調(diào)控 辦公室智能立體種植系統(tǒng) 不僅美化了辦公環(huán)境 吸收辦公環(huán)境中的 CO 2 放出 O 2 而且還可以提供安全 衛(wèi)生和綠色的蔬菜 參考文獻(xiàn) 1 王偉麗 淺析植物工廠無(wú)土栽培立體栽培架的應(yīng)用 J 木工 機(jī)床 2019 2 35 38 WANG Weili Advantages of several stereoscopic planting frames for soilless culture in plant factory J Woodworking Machinery 2019 2 35 38 2 倪久元 高紅治 設(shè)施蔬菜立體栽培模式及配套技術(shù)要點(diǎn) J 南方農(nóng)業(yè) 2018 12 33 26 27 3 郭永婷 馬麗 朱英 等 日光溫室葉菜管道立體基質(zhì)栽培技 術(shù) J 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017 14 56 57 4 張俊峰 張?zhí)凭?郭翔 等 幾種新型陽(yáng)臺(tái)蔬菜栽培裝置研究 J 湖北農(nóng)機(jī)化 2016 4 56 57 5 商守海 周增產(chǎn) 卜云龍 等 JPWZ 1 型微型植物工廠的研 制 J 農(nóng)業(yè)工程 2012 2 1 44 47 SHANG Shouhai ZHOU Zengchuang BU Yunlong et al Devel opment of JPWZ 1 type micro plant factory J Agricultural Engi neering 2012 2 1 44 47 6 李東星 李迎忠 許明 等 JPWZ 1 型微型植物工廠栽培生 菜試驗(yàn)的研究 J 長(zhǎng)江蔬菜 2012 6 39 45 LI Dongxing LI Yingzhong XU Ming et al Cultivation experi ment of lettuce in JPWZ 1 type micro plant factory J Changjiang Vegetable 2012 6 39 45 7 李江軍 王梓羲 室內(nèi)裝飾風(fēng)格手冊(cè) M 北京 中國(guó)電力出 版社 2018 8 王春彥 室內(nèi)綠化裝飾與設(shè)計(jì) M 上海 上海交通大學(xué)出版 社 2018 9 吳正玲 張楠楠 微型智能家庭蔬菜栽培柜的設(shè)計(jì) J 信息 技術(shù)與信息化 2019 7 61 62 10 莊躍慧 宋新 家庭園藝景觀設(shè)計(jì)探究 J 現(xiàn)代園藝 2012 8 124 125 96