办公室智能立体种植系统设计与应用_董微.pdf

第 11 卷 第 3 期 农 业 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 作者简介 董微 硕士 主要从事生物安全研究 E mail dongwei2016 126 com 在线投稿 www d1ae com 办公室智能立体种植系统设计与应用 董 微 1 2 3 李秀刚 2 3 兰立波 2 3 马 铁 1 2 3 周增产 1 2 3 李宝安 2 3 1 北京京鹏环球科技股份有限公司 北京 100094 2 北京市农业机械研究所有限公司 北京 100096 3 北京市植物工厂工程技术研究中心 北京 100094 摘 要 以北京市农业机械研究所有限公司与北京京鹏环球科技股份有限公司共建的办公室智能立体种植系统项目为 例 详细论述了办公室智能立体种植系统的结构设计 办公室智能立体种植系统可根据办公室空间特点量身定制办公 室立体智能种植系统 不仅美化了办公环境 吸收办公环境中的 CO 2 放出 O 2 而且还可以提供安全 卫生和绿色的 蔬菜 关键词 办公室 智能 立体种植系统 中图分类号 S233 文献标识码 A 文章编号 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 立体无土栽培以人工创造的作物根系环境取代了 土壤环境 可以有效解决传统土壤栽培中难以解决的 水分 空气和养分供应的矛盾 使作物根系处于最适 宜的环境条件下 从而充分发挥作物的增产潜力 达 到提高单位面积产量 提早或延后蔬菜供应期 增加 生产茬次和培育壮苗的目的 利于自动化 工厂化生 产 1 4 目前 关于工厂化立体种植装置的报道比较多 但适用于办公场所的立体种植系统鲜有相关报 道 5 10 本文以北京京鹏环球科技股份有限公司与北 京市农业机械研究所有限公司共建的办公室智能立体 种植系统项目作为实例 阐述办公室智能立体种植系 统的设计方案 1 系统组成 办公室智能立体种植系统由栽培系统 营养液循 环系统和智能控制系统组成 图 1 办公室智能立 体种植系统是一种智能微生态系统 可以对光照 营 养液进行智能调控 该系统配置了 4G 通讯模块和摄 像头 可进行远程调控 2 栽培系统 栽培系统由栽培架 栽培槽 栽培定植板和荧光 灯组成 共有 4 层栽培槽 每层栽培槽的上方安装了 两支荧光灯 灯管长度 600 mm 直径为 T5 可为栽 培区域内的植物补光 栽培槽上方安装栽培槽定植 板 可防止营养液循环时溅出及营养液暴露于灯光下 变质 栽培架底部安装带锁万向脚轮 可轻松将种植 农业工程 生物环境与能源 1 顶层栽培架 2 摄像头 3 荧光灯 4 栽培槽定植板 5 栽培 槽 6 营养液箱 7 脚轮 图 1 办公室智能立体种植系统侧面示意 Fig 1 Side diagram of office intelligent stereoscopic planting system 系统移放至办公室内任意地点 栽培架及栽培槽的材 质为不锈钢 栽培槽定植板的材质为 PVC 3 营养液循环系统 营养液循环系统由营养液箱 营养液消毒器 供 液管路 供液阀门 回液插芯和回液管路等组成 图 2 营养液循环系统采用多层集中定时供液 各 1 供液阀门 2 回液插芯 3 回液管路 4 营养液箱 5 供液 管路 图 2 营养液循环系统 Fig 2 Nutrient solution circulation system 层独立控制流量的营养液循环方式 营养液循环系统 的供液管路安装于左侧栽培架内 回液管路安装于右 侧栽培架内 营养液箱安装于 4 层栽培槽的下方 营 养液箱外侧安装拉手 便于营养液箱的拉取 在营养 液箱内配好营养液后 可通过智能控制系统定时与栽 培区各层栽培槽内的营养液进行营养液循环 以达到 营养液消毒及营养均衡供应的目的 在循环过程中 营养液通过营养液消毒器 供液 管路给各层栽培槽提供新鲜洁净的营养液 各层栽培 槽内原有的营养液则可通过回液管路回流到营养液箱 内进行加营养 增氧气和消毒处理 以备下一次循环 使用 另外 各层栽培槽内还设置了供液阀门和回液 插芯 可有效控制各层栽培槽营养液的供液速度和液 面高度 4 智能控制系统 智能控制系统由 EC 传感器 pH 值传感器 液 位传感器 控制器执行器 4G 通讯模块和摄像头等 组成 在办公室智能立体种植系统运行过程中 通过 智能控制系统可以为作物提供适宜光照 合理比例的 营养液 图 3 通过 4G 通讯模块和摄像头 操作者 可通过智能控制系统手机 APP 观察栽植植物的生长 情况 远程调控人工光补光 营养液循环等操作的执 行 智能控制系统中的 EC pH 值和液位传感器用于 检测营养液中可溶性盐的浓度 酸碱度及营养液容 积 为营养液配置提供必要参数依据 图 3 手机 APP 控制界面 Fig 3 APP control interface 5 应用情况 办公室智能立体种植系统于 2020 年投入使用 目前使用状况良好 图 4 据测试 办公室智能立 体种植系统光强可达 11 094 Lx 满足蔬菜生长需要 营养液循环系统可进行定时循环 满足种植蔬菜不同 生长时期的需求 办公室智能立体种植系统不仅在办公空间里增加 了勃勃生机 使办公空间充满了活力 而且还美化了 86 董微 等 办公室智能立体种植系统设计与应用 办公环境 使人们身心愉悦 进而提高工作效率 它 将室外的环境搬入到室内之中 让大自然的气息充斥 其中 人们在工作之余对这些植物的呵护不仅促进了 员工的心理健康 舒缓工作压力 而且访客来此也会 被赏心悦目的绿色感染 图 4 办公室智能立体种植系统样机 Fig 4 Office intelligent stereoscopic planting system 6 结束语 采用了智能化与种植装置相结合的方式 利用办 公室空间特点 量身定制办公室智能立体种植系统 将人与自然的良好关系延伸到办公空间中 办公室智 能立体种植系统是一种智能微生态系统 可以对光 照 营养液进行智能调控 办公室智能立体种植系统 不仅美化了办公环境 吸收办公环境中的 CO 2 放出 O 2 而且还可以提供安全 卫生和绿色的蔬菜 参考文献 1 王伟丽 浅析植物工厂无土栽培立体栽培架的应用 J 木工 机床 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 高红治 设施蔬菜立体栽培模式及配套技术要点 J 南方农业 2018 12 33 26 27 3 郭永婷 马丽 朱英 等 日光温室叶菜管道立体基质栽培技 术 J 现代农业科技 2017 14 56 57 4 张俊峰 张唐娟 郭翔 等 几种新型阳台蔬菜栽培装置研究 J 湖北农机化 2016 4 56 57 5 商守海 周增产 卜云龙 等 JPWZ 1 型微型植物工厂的研 制 J 农业工程 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 李东星 李迎忠 许明 等 JPWZ 1 型微型植物工厂栽培生 菜试验的研究 J 长江蔬菜 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 李江军 王梓羲 室内装饰风格手册 M 北京 中国电力出 版社 2018 8 王春彦 室内绿化装饰与设计 M 上海 上海交通大学出版 社 2018 9 吴正玲 张楠楠 微型智能家庭蔬菜栽培柜的设计 J 信息 技术与信息化 2019 7 61 62 10 庄跃慧 宋新 家庭园艺景观设计探究 J 现代园艺 2012 8 124 125 96