CN113273407A - 一种多功能农作物种植培养系统 - Google Patents
一种多功能农作物种植培养系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113273407A CN113273407A CN202110786833.5A CN202110786833A CN113273407A CN 113273407 A CN113273407 A CN 113273407A CN 202110786833 A CN202110786833 A CN 202110786833A CN 113273407 A CN113273407 A CN 113273407A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- nutrient
- real
- crop
- crops
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000012258 culturing Methods 0.000 title description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 247
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 221
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 185
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 122
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 108
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 100
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 67
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 36
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 35
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 24
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 23
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 20
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 15
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 15
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 63
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 14
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 13
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 11
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 10
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 8
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- BEGBSFPALGFMJI-UHFFFAOYSA-N ethene;sodium Chemical group [Na].C=C BEGBSFPALGFMJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 description 1
- ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L EDTA disodium salt (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013499 data model Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019301 disodium ethylene diamine tetraacetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
- A01G9/022—Pots for vertical horticulture
- A01G9/023—Multi-tiered planters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G17/00—Cultivation of hops, vines, fruit trees, or like trees
- A01G17/04—Supports for hops, vines, or trees
- A01G17/10—Holders for boughs or branches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G18/00—Cultivation of mushrooms
- A01G18/60—Cultivation rooms; Equipment therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G18/00—Cultivation of mushrooms
- A01G18/60—Cultivation rooms; Equipment therefor
- A01G18/62—Racks; Trays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G18/00—Cultivation of mushrooms
- A01G18/60—Cultivation rooms; Equipment therefor
- A01G18/69—Arrangements for managing the environment, e.g. sprinklers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
- A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
- A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/12—Supports for plants; Trellis for strawberries or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/18—Greenhouses for treating plants with carbon dioxide or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/246—Air-conditioning systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/247—Watering arrangements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
- G05B19/4186—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G2031/006—Soilless cultivation, e.g. hydroponics with means for recycling the nutritive solution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mycology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Botany (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Ecology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多功能农作物种植培养系统，将空气温度、空气湿度、光照、二氧化碳浓度、新风空气流、农作物根系环境温度、农作物根系环境湿度、灌溉水、臭氧、负离子和农作物各生长阶段所需求营养液中营养素配比等生态因子，使用优选法，获得农作物各生长阶段更适宜生态因子数据；智能控制器具有MCU微控制单元、农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型数据库、实时各生态因子数据单元、净化回流液化学成分数据单元，并连接农作物监控系统、温控系统、气液系统和光照系统，控制农作物各生长阶段生态因子，使农作物在更适宜生态因子环境中生长；获得优质农产品；对回流液净化并循环利用；提供了一种避免生长灯对人体造成伤害的管理系统。
Description
技术领域
本发明涉及农业设施技术领域，尤其涉及一种多功能农作物种植培养系统。
背景技术
在农业种植培养设施中，依靠人的经验与能力进行的综合环境调节与管理，已无法满足现代农业智能化发展的需要；目前急需用于边防种植方舱、舰船种植方舱、地下种植方舱、城市种植方舱和建筑内种植方舱等现代立体农业智能种植培养系统。
伴随着人工智能时代的到来，在现代科技农业发展中，适用于不同农作物的多功能农作物种植培养系统，对环境保护、减少碳排放具有重要的意义。
目前，水资源紧缺日益加剧，农业高效用水、节约用水是当务之急；目前在农作物种植培养方面，缺少可靠的水肥回收利用方面的农作物种植培养系统；缺少多功能、多用途、节省人工的农作物种植培养系统，在农业生产中需要多维度运用传感器、互联网、大数据等技术，在人工智能控制光照、温度、湿度、营养液各营养素配比等生态因子方面，需要利用计算机及AI芯片提供的强大的边缘计算能力，进行系统智能控制与分析，控制农作物各生长阶段各生长因子参数，进行农作物种植和培养的智能系统。
在农作物生长使用后的营养液废液的利用上，受到技术和成本等因素限制，只能将利用一次后的营养液废液直接排入环境，这种方式造成大量未被农作物吸收利用的氮磷钾等元素的浪费，同时也造成河流等水体的富营养化问题；因此，如何科学循环利用营养液废液是目前农作物种植培养中的重要问题，对废营养液循环利用可降低成本和减少对环境的污染,对提高经济和环境效益具有重要意义。
另外，在农作物种植培养过程中使用生长灯已经很普遍，但目前还没有避免生长灯对人体造成伤害的管理系统。
发明内容
针对技术背景中叙述的现有问题和现有技术缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种多功能农作物种植培养系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种多功能农作物种植培养系统，所述种植培养系统技术方案，包括以下步骤：
步骤1)：我们从农作物生长与环境种植培养条件的辩证统一中可以看出，农作物种植培养技术是综合多个学科及技能的自然科学技术；各类农作物由于世世代代长期受原产地的气候、地形、土壤等自然环境条件等多方面的影响，形成了各自的外貌形态和内在的习性，农作物之间因原自然生长地区的地理纬度和海拔高度不同，并在漫长的自然生物进化过程中各自适应了各自的自然生态环境，生成了其固有的生态习性和形态特征的个性，并作为遗传被农作物的后代固定下来，各农作物具有了在各生长阶段中所需要的更适宜生态因子，在农作物进入密闭环境后，人们对农作物不断地改良、优化、培养新品种，随着农作物品种、发育阶段及生理活动中心的变化而不断变化；因此，农作物对生态因子的要求，是由彼此关联的生态因子组成的综合环境动态模型决定的；研究密闭环境中生态因子及所包括的营养素耦合对各农作物产品综合营养品质的影响，为农作物高品质生产中生态因子及营养素配比数据模型构建提供依据；
通过研究实践，发现并得到农作物在各生长阶段中更适宜生态因子的动态数据后，在密闭环境中对农作物进行种植培养时，对农作物生长过程进行更适宜生态因子控制，使各生态因子处于最适当的配合状态，从而达到农作物产量高、质量好、生长周期短的更佳要求；
在密闭或半密闭环境中，将空气温度、空气湿度、光照、二氧化碳浓度、新风空气流、农作物根系环境温度、农作物根系环境湿度、灌溉水、臭氧、负离子和农作物各生长阶段所需求营养液中营养素配比等生态因子，各生态因子相互配合、相互影响，综合作用于农作物的各生长阶段，对此，使用优选法，进行间接选优或直接选优，以最小因子定律(Law ofMinimum)、耐受性定律(Law of Tolerance)及各农作物的生态幅(Ecological Amplitude)为依据，对农作物各生长阶段生态因子进行科学试验，找到单一指标权重大于之顺序；分析各生态因子耦合作用，在各生态因子及所包含的营养素耦合配比对农作物产品综合营养品质具有最适性显著影响时，获得农作物各生长阶段更适宜生态因子数据；遵循农作物营养素之间的拮抗作用、协同作用、促进作用、交互作用，对农作物各生长阶段需要的营养液中营养素配比进行科学试验，采用AHP层次分析法、熵权法和基于博弈论的组合赋权法对各项指标赋权，并基于TOPSIS法构建农作物产品综合营养品质评价体系，在此基础上进行分析，获得农作物产品综合营养品质对生态因子及营养素因子耦合响应的数学模型，从而得到农作物生长阶段短、产量高、质量优的更适合生态因子数据；
在进行农作物各生长阶段更适宜生态因子试验中，使用优选法，以数学原理为指导，合理安排试验，以尽可能少的试验次数找到农作物各生长阶段更适宜生态因子的最优方法，选取农作物各生长阶段更适宜生态因子方案，得出各周期最合理数据；
步骤2)：将步骤1)中获得的数据，用计算机构建为农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，为农作物各生长阶段的种植培养提供智能控制模型，其中，包括农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型；将数学模型发送到服务器；
步骤3)：设置有智能控制器，智能控制器设置无线通讯模块和/或有线通讯接口，并连接服务器，用于步骤2)中的农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型的数据传输；
步骤4)：智能控制器具有MCU微控制单元、农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型数据库、实时各生态因子数据单元和净化回流液化学成分数据单元；
智能控制器通过农作物监控系统、传感器、检测仪，对实时各生态因子数据进行采集，与数据库中农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，设定更适宜各生态因子阈值，生成控制指令，控制指令对各生态因子调整执行装置分别控制，进行打开/关闭操作；
步骤5)：在有净化回流液时，智能控制器通过净化回流液化学成分检测系统，对净化回流液的化学成分进行检测和数据分析，与数据库中农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，设定营养液中更适宜营养素配比阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作；
在没有净化回流液时，智能控制器根据数据库中农作物各生长阶段更适宜的营养液中营养素配比数学模型，设定更适宜的营养液中营养素配比数学模型为阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作。
作为本发明实施例进一步的方案：所述智能控制器连接有农作物监控系统、温控系统、气液系统和光照系统中的至少一种；
农作物监控系统中，包括至少一个摄像头；摄像头用于采集农作物各生长阶段的实时图像，所采集图像与农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型中图像数据进行比对，对当下农作物所处于的生长阶段进行确定，并对图像中农作物的茎、叶、花和果实图像特征，与对应农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型图像数据进行比对，进行农作物健康分析和生成控制指令；
温控系统中，包括空气温度传感器、空气恒温器、空气恒温机、农作物根系环境温度传感器、恒温管、恒温箱、农作物根系环境恒温器、恒温介质、恒温循环泵、加热装置和冷却装置中的至少一种；恒温管与恒温箱连接，农作物根系环境恒温器设置在恒温箱中；农作物根系环境恒温器与加热装置和/或冷却装置连接；恒温介质通过恒温循环泵在恒温箱和恒温管中循环流动；恒温管设置在培养箱、培养槽、功能架、支柱或混合器上；
气液系统中，包括空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、二氧化碳供给装置、加湿装置、除湿装置、臭氧发生器、水雾发生器、负离子发生器、液泵、阀门、灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器……N营养素容器、风机、进气管、空气过滤器、吹气管、总管、主液管、主液多通、吹气/回液管、吹气/回液孔、吹气/液位器、分液管、分液多通、多通孔、微液管、喷淋器、滴灌器、混合器、输液泵、净化液泵、回液阀和回液池中的至少一种；空气过滤器与进气管连接，进气管通过风机与吹气管连接，吹气管与总管连接；主液管与总管连接并进入总管，主液管经过主液多通进入吹气/回液管；主液管在吹气/回液管中设有分液多通，分液多通通过吹气/回液管上设置的多通孔与分液管连接，分液管与微液管连接，微液管连接喷淋器和/或滴灌器；吹气/回液管上设有吹气/回液孔，吹气/回液孔可连接吹气/液位器，用于液位控制；总管与回液池连接，总管上设置有回液阀；回液池中的回流液体，通过过滤净化器净化，成为净化回流液，回液池中设有过滤净化器；回液池与净化液泵连接；
智能控制器连接空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、空气恒温机、空气恒温器、农作物根系环境恒温器、加热装置、冷却装置、恒温循环泵、二氧化碳供给装置、臭氧发生器、负离子发生器、水雾发生器、液泵、阀门、风机和回液阀中的至少一种；
灌溉水、净化回流液、PH值调节酸液、PH值调节碱液、A营养素、B营养素、C营养素、……和/或N营养素分别储存于容器中，各容器中分别储存有各矿质营养元素和有机质营养元素，以化学态为主的水溶液状态储存于容器中；
灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器、……和/或N营养素容器，通过各容器的液泵和/或阀门连接在混合器上，混合器与输液泵连接，输液泵与主液管连接；
各营养素根据智能控制器发出的控制指令，按照配比顺序通过各容器计量的液泵和/或阀门进入混合器中，由混合器中设置的搅拌器进行搅拌混合，调配出农作物各生长阶段更适宜的营养液，对农作物进行灌溉。
作为本发明实施例进一步的方案：所述智能控制器通过农作物监控系统、空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和臭氧浓度传感器，采集农作物生长状态实时图像和各生态因子实时数据；智能控制器将实时图像及各生态因子实时数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，在各实时数据超出数学模型阈值时，生成各生态因子控制指令，分别发送到空气恒温机、空气恒温器、恒温循环泵、二氧化碳供给装置、臭氧发生器、负离子发生器、水雾发生器、风机和回液阀中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作。
作为本发明实施例进一步的方案：所述智能控制器连接灌溉水检测仪、PH值检测仪、EC值检测仪和净化回流液检测系统；智能控制器连接并控制灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器……和/或N营养素容器上的各液泵和/或阀门；
智能控制器通过科学方法获得营养液中各养分与电极电压、温度之INS-次曲面函数关系，根据实测电极电压和营养液温度直接按拟合的函数关系计算养分含量；用于农作物种植培养的营养液的营养元素由氮、磷、钾、钙、铁、镁、硫、硼、锌、铜、钼、氯等十多种常量和微量元素组成，它们是以盐的形式分别储存于容器中；
智能控制器通过农作物监控系统、灌溉水检测仪、PH值检测仪和EC值检测仪，确定农作物实时生长阶段，采集灌溉水、净化回流液、营养液PH值和EC值实时数据，与数据库农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，生成各生长阶段营养液中更适宜营养素配比调配控制指令，发送到灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器……和/或N营养素容器上的各液泵和/或阀门中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作；
智能控制器通过PH值检测仪和EC值检测仪，对调配混合后的营养液进行PH值和EC值测定，将实时数据与各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，在PH值和EC值实时数据超出数学模型阈值时，生成调配控制指令，发送到灌溉水容器、PH值调节酸液容器和PH值调节碱液容器上的各液泵和/或阀门中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作；
灌溉水用于营养液EC值调节；灌溉水和营养液对农作物进行灌溉后通过回液管从回液阀流出的回流液体为废营养液，并流入回液池，经回液池中设置的用活性炭和纳米TiO2催化去除废营养液中的植物有机酸和自毒毒性物质的过滤净化器，净化后流出的液体经过臭氧消毒后称为净化回流液；净化回流液通过各种离子浓度在线营养素测定后，根据农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型进行营养素配比调配，使净化回流液营养素含量继续适宜后续农作物种植培养需求。
作为本发明实施例进一步的方案：
所述的步骤4)中，农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型的数学表达式为：
Z(zt，zh，zi，zc，zr，zp，zo，zn，za)＝α·Q(tm.set，hm.set，im.set，cm.set，rm.set,pm.set，om.set，nm.set，am.set)+β·G(trt，hrt，irt，crt，rrt，prt)
Z＝α·Q+β·G是线性的，作物发育生长速度及品质与各生长阶段更适宜生态因子成线性关系；
其中，Z表示农作物各生长阶段更适宜生态因子执行装置控制指令，包括：zt为空气温度控制指令、zh为空气湿度控制指令、zi为光照控制指令、zc为二氧化碳浓度控制指令、zr为农作物根系环境温度控制指令、zp为农作物根系环境湿度控制指令、zo为臭氧控制指令、zn为负离子控制指令和za为新风空气流控制指令；
控制指令的生成与两类函数相关：Q为农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型设定环境控制目标的函数，包括：tm.set为空气温度设定值、hm.set为空气湿度设定值、im.set为光照设定值、cm.set为二氧化碳浓度设定值、rm.set为农作物根系环境温度设定值、pm.set为农作物根系环境湿度设定值、om.set为臭氧设定值、nm.set为负离子设定值和am.set为新风空气流设定值；
G为实时生态因子的函数，包括：trt为实时空气温度、hrt为实时空气湿度、irt为实时光照、crt为实时二氧化碳浓度、rrt为实时农作物根系环境温度和prt为实时农作物根系环境湿度；
α、β为对应权值；农作物种植培养系统以多因子协调控制方法为基础，辅以加权线性函数来生成控制指令；
对实时生态因子数据进行采集，与数据库中农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，设定更适宜各生态因子阈值，生成控制指令，对各生态因子执行装置分别进行打开/关闭控制。
作为本发明实施例进一步的方案：
所述步骤5)中，农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型的数学表达式为：
S(ss，sp，sj，sa，sb，sc，……，sn)＝α·M(sm.set，pm.set，jm.set，am.set，bm.set，cm.set，……，nm.set)+β·H(Nrt，Prt，Krt，Cart，Mgrt，Srt，Clrt，Fert，Brt，Mnrt，Znrt，Curt，Nirt，Mort，……)
S＝α·M+β·H是线性的，作物发育生长速度及品质与各生长阶段营养液中更适宜营养素配比成线性关系；
其中，S表示农作物各生长阶段更适宜的营养液中营养素配比容器执行装置控制指令，包括：ss为灌溉水控制指令，sp为PH值调节酸液控制指令，sj为PH值调节碱液控制指令，sa为A营养素控制指令，sb为B营养素控制指令，sc为C营养素控制指令，……，sn为N营养素控制指令；ss灌溉水控制指令，用于营养液EC值调节；
M为农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，设定营养液中营养素配比控制目标的函数，包括：sm.set为灌溉水设定值，pm.set为PH值调节酸液设定值，jm.set为PH值调节碱液设定值，am.set为A营养素设定值，bm.set为B营养素设定值，cm.set为C营养素设定值，……，nm.set为N营养素设定值；
H为净化回流液残余营养素成分的函数；当没有净化回流液流出时，H＝0，净化回流液没有参数；当有净化回流液流出时，H>0,包括：Nrt为氮，Prt为磷，Krt为钾，Cart为钙，Mgrt为镁，Srt为硫，Clrt为氯，Fert为铁，Brt为硼，Mnrt为锰，Znrt为锌，Curt为铜，Nirt为镍，Mort为钼，……；
α、β为对应权值；农作物种植培养系统以多因子协调控制方法为基础，辅以加权线性函数来生成控制指令；
在有净化回流液时，智能控制器通过净化回流液化学成分检测系统，对净化回流液的化学成分进行检测和数据分析，与数据库中农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，设定营养液中更适宜营养素配比阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作，调配出农作物各生长阶段更适宜的营养液；在没有净化回流液时，智能控制器通过数据库中农作物各生长阶段更适宜的营养液中营养素配比数学模型，设定更适宜的营养液中营养素配比数学模型为阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作。
作为本发明实施例进一步的方案：所述智能控制器通过实时各生态因子传感器或检测仪，对各生态因子实时数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制对应生态因子执行装置进行操作；将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(实施例1～16h)和夜(实施例16～24h)两个区间，每个区间设定为N个阶段，设定每个阶段各生态因子为Yx、实时生态因子为xrt，形成更适宜生态因子控制函数表；
所述智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，设定各生态因子上下限为：Yx+δH、Yx-δL；
当实时生态因子xrt＜Yx-δL时，对应A装置打开；当实时生态因子xrt≥Yx+δH时，对应A装置关闭；当实时生态因子xrt∈[Yx-δL，Yx+δH]时，对应A装置打开状态保持不变；
当实时生态因子xrt＞Yx+δH时，对应B装置打开；当实时生态因子xrt≤Yx+δH时，对应B装置关闭；当实时空气温度xrt＞Yx+δH时，对应B装置打开状态保持不变；
其中，更适宜生态因子控制函数表：
作为本发明实施例进一步的方案：所述智能控制器连接有农作物生长灯光照系统，农作物生长灯光照系统中，包括光照传感器和生长灯；所述智能控制器通过光照传感器，采集实时光照因子数据；
所述智能控制器确定农作物实时生长阶段，并确定二氧化碳供给、新风空气流动装置工作时间状态进行逻辑控制的前提下，将实时采集的光照因子数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜光照因子数学模型中各生长期光照强度及光谱配比，进行对比和运算，得出光照强度、光谱配比调整数据和光照时间阈值，生成控制指令，控制指令对农作物生长灯执行装置进行光照强度和光照配比设定，并进行光照打开/关闭操作；
当实时光照因子数值低于阈值下限光补偿点时，将光照指令发送给生长灯，进行光谱配比并打开生长灯；当实时光照因子数值达到或超过阈值上限光饱和点时，智能控制器向生长灯发送关闭指令。
本发明还提出一种农作物种植培养光照管理系统，采用本发明上述的实施例多功能农作物种植培养系统，所述农作物种植培养光照管理系统技术方案提供如下：
智能控制器连接有农作物生长灯光照系统，所述农作物生长灯光照系统包括：光照传感器、生长灯和人体感应传感器中的至少一种；人体感应传感器将人体进入/离开其感应范围的实时数据传送到智能控制器，智能控制器对生长灯发出控制指令，关闭/打开直射人体位置的生长灯；或人体感应传感器感应到人体进入/离开其感应范围时，由人体感应传感器控制生长灯电源关闭/打开。
作为本发明实施例进一步的方案：还包括光照角度旋转装置；所述生长灯与光照角度旋转装置连接，所述人体感应传感器将人体进入/离开其感应范围实时数据传送到智能控制器，智能控制器对光照角度旋转装置发出控制指令，使光照角度旋转器旋转生长灯光照方向避开/恢复直射人体位置，或关闭/打开直射人体位置的生长灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明解决了边防种植方舱、舰船种植方舱、地下种植方舱、建筑内种植方舱和城市种植方舱等农作物智能化立体种植培养系统的需要；为复杂的科技农业提供了一个化繁为简，简单实用，排除干扰因素，实现精准农业种植的多功能农作物种植系统，对农业发展、环境保护、减少碳排放具有重要意义。
2、本发明在逻辑上优化了现有农作物种植培养控制系统的阈值控制，优化了在密闭环境中农作物种植培养生态因子耦合影响，实现了温度、湿度、光照和二氧化碳浓度的协调控制；由于密闭环境是一个不受外界环境因子影响的变量耦合的对象，本发明将开放或半开放种植环境中温度、湿度和光照的耦合，光照影响植物蒸腾作用，蒸腾作用同时影响空气温度和湿度变化，将非线性时变、惯性滞后、多变量耦合的复杂对象，转变为在密闭环境中不受外界环境因子干扰的简单对象；本发明对生态因子采取控制系统变化和等效处理，将问题简化，保持简单的控制逻辑，使其能在嵌入式系统中良好的运行，并设立了控制机构的保护措施，能够适配实际的大多数密闭环境中的农作物种植培养；在实际操作中，不会出现执行机构耦合冲突和执行机构频繁动作的情况，在促进农作物生长，降低生产成本方面具有显著的技术效果。
3、本发明运用农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，利用MCU微控制AI芯片提供的强大的边缘计算能力，在智能控制与AI结合系统智能分析参数及指令下，其具有实时性、精确性、智能性和鲁棒性，解决了农作物种植培养的优化及控制技术，使资源得到有效分配；使农作物各生长阶段动态中在更适宜生长环境中成长，获得质量和产量更佳的农作物。
4、本发明提供的多功能农作物种植培养系统，以多维度传感器在智能控制空气温度、空气湿度、光照、二氧化碳浓度、新风空气流、农作物根系环境温度、农作物根系环境湿度、灌溉水、臭氧、负离子和农作物各生长阶段所需求营养液中营养素配比等生态因子方面，利用智能控制器MCU微控制单元进行系统智能控制与分析，控制农作物各生长阶段各生态因子参数，进行农作物种植和培养效果显著。
5、本发明在水资源紧缺日益加剧之际，在农业高效用水、节约用水方面，从水肥回收利用入手，进行节水；在农作物生长使用后的营养液废液的利用上提供技术，科学回收利用营养液废液，使农作物多次吸收利用废液中的氮磷钾等元素，解决了废营养液排出造成河流等水体的富营养化问题；对废营养液循环利用降低了种植成本和减少了对环境的污染,对提高经济和环境效益具有显著效果。
6、本发明在人体保护方面提供的农作物种植培养过程中使用的生长灯，避免对人体造成伤害的管理系统，解决了长期以来困扰管理人员的劳动保护问题。
附图说明
图1是本发明实施例中农作物种植培养智能控制系统框图；
图2是本发明实施例培养箱立体图；
图3是本发明实施例培养槽立体图；
图4是本发明实施例功能架立体图；
图5是本发明实施例培养箱和培养槽中功能结构设置俯视图；
图6是本发明实施例培养箱和培养槽中功能结构设置仰视图；
图7是图5、图6的A-A向剖视图1；
图8是图5、图6的A-A向剖视图2；
图9是图5、图6的A-A向剖视图3；
图10是本发明实施例功能架功能结构设置俯视图；
图11是本发明实施例功能架功能结构设置仰视图；
图12是图10、图11的A-A向剖视图1；
图13是图10、图11的A-A向剖视图2；
图14是图10、图11的A-A向剖视图3；
图15是本发明实施例中农作物种植培养系统中气液系统结构图；
图16是本发明实施例中农作物种植培养系统中恒温系统结构图。
其中：A-培养箱，B-培养槽，C-支柱，D-功能架，E-摄像头，1-灌溉水，2-净化回流液，3-PH值调节酸液，4-PH值调节碱液，5-A营养素，6-B营养素，7-C营养素，8-N营养素，28-生长灯，29-光照传感器，31-人体感应传感器，39-主液管，40-主液多通，41-多通孔，42-微液管，43-分液多通，44-喷淋器，45-滴灌器，46-输液泵，47-进气管，48-回液池，49-净化液泵，50-吹气/回液孔，51-吹气/回液管，54-吹气管，55-吹气/液位器，56-根系环境恒温器，57-恒温箱，58-恒温介质，61-恒温管，62-恒温循环泵，63-根系环境湿度传感器，64-混合器，65-根系环境温度传感器，66-空气过滤器，72-光照角度旋转装置，73-分液管，74-计量泵，75-回液阀，76-风机，77-电磁阀，78-总管，80-空气，81-二氧化碳，82-臭氧，83-水雾，84-负离子，85-回流液体，86-过滤净化器。
具体实施方式
本发明提供的是一种多功能农作物种植培养系统，为使本发明实施方式的目的、技术方案更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于实施例及附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，上述部分术语除了用于表示方位或位置关系以外，还能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也能用于表示某种依附关系或连接关系。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是通过有线和/或无线方式连接，也可以是固定连接，或可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或活动式结构连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面就本发明结合附图对具体实施方式做进一步说明。
实施例1
本发明所述的一种多功能农作物种植培养系统，如图1-16所示，在密闭或半密闭环境中，排除不可控因素，以简单易行的快捷方式，进行农作物种植培养；
将空气温度、空气湿度、光照、二氧化碳浓度、新风空气流、农作物根系环境温度、农作物根系环境湿度、灌溉水1、臭氧82、负离子84和农作物各生长阶段所需求营养液中营养素配比等生态因子，在试验中，对农作物各生长阶段更适宜生态因子的优选问题，求函数的极值；在农作物各生长阶段生态因子试验采用优选法中单因素0.618法(黄金分割法)、分批试验法等；在试验时，只考虑一个对目标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变：首先，估计包括最优点的试验范围，如果用a表示下限，b表示上限，试验范围为[a，b]；然后，将试验结果和因素取值的关系写成数学表达式，不能写出表达式时，确定评定结果好坏；在农作物各生长阶段需要的营养液中营养素配比试验，采用优选法中多因素降维法、爬山法、随机试验法、试验设计法等，对各个因素进行分析，找出主要因素，略去次要因素，划“多”为“少”，从而发现更适宜的营养素配比。
实施例2
如图1-16所示，农作物监控系统中设置有摄像头E，智能控制器与摄像头E连接；摄像头E用于采集农作物各生长阶段的实时图像，所采集图像与农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型中图像数据进行比对，对当下农作物所处于的生长阶段进行确定，并对图像中农作物的茎、叶、花和果实图像特征，与对应农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型图像数据进行比对，进行农作物健康分析和生成控制指令。
实施例3
如图1-16所示，温控系统中设置有空气温度传感器、空气恒温器、空气恒温机、农作物根系环境温度传感器65、恒温管61、恒温箱57、农作物根系环境恒温器56、恒温介质58、恒温循环泵62、加热装置和冷却装置；智能控制器与农作物生长环境中空气温度传感器和空气恒温器连接；智能控制器与农作物根系环境温度传感器65、农作物根系环境恒温器56、加热装置和/或冷却装置连接；恒温管61与恒温箱57连接，农作物根系环境恒温器56设置在恒温箱57中；农作物根系环境恒温器56与加热装置和/或冷却装置连接；恒温介质58通过恒温循环泵62在恒温箱57和恒温管61中循环流动；恒温管61设置在培养箱A、培养槽B、功能架D、支柱C或混合器64上。
实施例4
如图1-16所示，气液系统中设置有空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器63、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、二氧化碳81供给装置、加湿装置、除湿装置、臭氧82发生器、水雾83发生器、负离子84发生器、计量泵74、电磁阀77、灌溉水1容器、净化回流液2容器、PH值调节酸液3容器、PH值调节碱液4容器、A营养素5容器、B营养素6容器、C营养素7容器……N营养素8容器、风机76、进气管47、空气过滤器66、吹气管54、总管78、主液管39、主液多通40、吹气/回液管51、吹气/回液孔50、吹气/液位器55、分液管73、分液多通43、多通孔41、微液管42、喷淋器44、滴灌器45、混合器64、输液泵46、净化液泵49、回液阀75和回液池48；
其中，空气过滤器66与进气管47连接，进气管47通过风机76与吹气管54连接，吹气管54与总管78连接；主液管39与总管78连接并进入总管78，主液管39经过主液多通40进入吹气/回液管51；主液管39在吹气/回液管51中设有分液多通43，分液多通43通过吹气/回液管51上设置的多通孔41与分液管73连接，分液管73与微液管42连接，微液管42连接喷淋器44和/或滴灌器45；吹气/回液管51上设有吹气/回液孔50，吹气/回液孔50可连接吹气/液位器55；总管78与回液池48连接，总管78上设置有回液阀75；回液池48中的回流液体85，通过过滤净化器86净化，成为净化回流液2，回液池48中设有过滤净化器86；回液池48与净化液泵49连接；
智能控制器连接空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器65、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器63、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、空气恒温机、空气恒温器、恒温循环泵62、二氧化碳81供给装置、臭氧82发生器、负离子84发生器、水雾83发生器、计量泵74、电磁阀77、风机76和回液阀75；
灌溉水1、净化回流液2、PH值调节酸液3、PH值调节碱液4、A营养素5、B营养素6、C营养素7或N营养素8分别储存于容器中，各容器中分别储存有各矿质营养元素和有机质营养元素，以化学态为主的水溶液状态储存于容器中；
灌溉水1容器、净化回流液2容器、PH值调节酸液3容器、PH值调节碱液4容器、A营养素5容器、B营养素6容器、C营养素7容器……和/或N营养素8容器，通过各容器的计量泵74或电磁阀77连接在混合器64上，混合器64与输液泵46连接，输液泵46与主液管39连接；各营养素根据智能控制器发出的控制指令，按照配比顺序通过各容器计量的计量泵74或电磁阀77进入混合器64中，由混合器64中设置的搅拌器进行搅拌混合，调配出农作物各生长阶段更适宜的营养液，对农作物进行灌溉。
实施例5
如图1-16所示，智能控制器通过农作物监控系统、空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器65、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器63、二氧化碳浓度传感器和臭氧浓度传感器，采集农作物生长状态实时图像和各生态因子实时数据；
智能控制器将实时图像及各生态因子实时数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，在各实时数据超出数学模型阈值时，生成各生态因子控制指令，分别发送到空气恒温机、空气恒温器、恒温循环泵62、二氧化碳81供给装置、臭氧82发生器、负离子84发生器、水雾83发生器、风机76和回液阀75执行装置，进行打开/关闭操作。
实施例6
如图1-16所示，智能控制器连接灌溉水1检测仪、PH值检测仪、EC值检测仪和净化回流液2检测系统；智能控制器连接并控制灌溉水1容器、净化回流液2容器、PH值调节酸液3容器、PH值调节碱液4容器、A营养素5容器、B营养素6容器、C营养素7容器……和/或N营养素8容器上的各计量泵74或电磁阀77；
智能控制器通过农作物监控系统、灌溉水1检测仪、PH值检测仪和EC值检测仪，确定农作物实时生长阶段，采集灌溉水1、净化回流液2、营养液PH值和EC值实时数据，与数据库农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，生成各生长阶段营养液中更适宜营养素配比调配控制指令，发送到灌溉水1容器、净化回流液2容器、PH值调节酸液3容器、PH值调节碱液4容器、A营养素5容器、B营养素6容器、C营养素7容器……和/或N营养素8容器上的各计量泵74或电磁阀77执行装置，进行打开/关闭操作；
智能控制器通过PH值检测仪和EC值检测仪，对调配混合后的营养液进行PH值和EC值测定，在营养液偏碱时用PH值调节酸液3容器中的磷酸或硫酸进行中和；在偏酸时用PH值调节碱液4容器中的氢氧化钠进行中和，同时对pH进行检测，中和至中性为止；将实时数据与各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，在PH值和EC值实时数据超出数学模型阈值时，生成调配控制指令，发送到灌溉水1容器、PH值调节酸液3容器和PH值调节碱液4容器上的各计量泵74或电磁阀77执行装置，进行打开/关闭操作；
灌溉水1EC值小于0.8mS/cm，用于营养液EC值调节；
灌溉水1在使用自来水配制营养液时，设置乙二胺四乙酸钠或腐殖酸盐化合物及容器，根据智能控制指令，加入乙二胺四乙酸钠或腐殖酸盐化合物来处理水中氯化物和硫化物。
灌溉水1和营养液对农作物进行灌溉后通过回液管从回液阀75流出的回流液体85为废营养液，并流入回液池48，经过活性炭和纳米TiO2构成的过滤净化器86，催化去除废营养液的植物有机酸和自毒毒性物质，净化后的液体经过臭氧82消毒为净化回流液2；
净化回流液2通过各种离子浓度在线营养素测定后，根据农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型进行营养素配比调配，使净化回流液2营养素含量继续适用于后续农作物种植培养。
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其开花座果期营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行更适宜营养素配比控制：
智能控制器通过净化回流液2化学成分检测系统，对净化回流液2的化学成分进行检测和数据分析，与数据库中番茄开花座果期营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，设定营养液中更适宜营养素配比阈值，生成控制指令，控制指令对分别储存于容器中的灌溉水1(EC值小于0.8mS/cm)、净化回流液2、PH值调节酸液3、PH值调节碱液4和浓度为mg/L(毫克/升)水溶液状态的硝酸钾(600mg/L)、硝酸钙(1000mg/L)、硫酸镁(600mg/L)、磷酸铵(400mg/L)、硫酸钾(200mg/L)、磷酸二氢钾(200mg/L)、乙二胺四乙酸二钠(100mg/L)、硫酸亚铁(75mg/L)、硼酸(30mg/L)、硫酸锰(20mg/L)、硫酸锌(5mg/L)、硫酸铜(1mg/L)和钼酸铵(2mg/L)等各营养素容器的执行装置计量泵74或电磁阀77分别控制，进行打开/关闭操作；调配出番茄开花座果期更适宜的营养液，调整营养液更适宜pH值为6～6.5，开花座果期EC值为1.0-1.5mS/cm。
实施例7
如下例表、如图1所示，更适宜空气温度控制：
智能控制器通过空气温度传感器，对实时空气温度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制温控系统加热/冷却执行装置进行空气加热/冷却的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为3个阶段，设定每个阶段空气温度为Yt、实时空气温度为trt，形成更适宜空气温度控制函数表；
1.加热控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气温度数学模型，设定空气温度上下限为：Yt+δH、Yt-δL；
当实时空气温度trt＜Yt-δL时，空气加热装置打开；
当实时空气温度trt≥Yt+δH时，空气加热装置关闭；
当实时空气温度trt∈[Yt-δL，Yt+δH]时，空气加热装置打开状态保持不变；
2.冷却控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气温度数学模型，设定空气冷却温度下限为：Yt+δH；
当实时空气温度trt＞Yt+δH时，空气冷却装置打开；
当实时空气温度trt≤Yt+δH时，空气冷却装置关闭；
当实时空气温度trt＞Yt+δH时，空气冷却装置打开状态保持不变；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其发芽期更适宜空气温度数学模型，进行空气温度控制：
根据其幼苗期更适宜空气温度数学模型，进行空气温度控制：
根据其开花座果期更适宜空气温度数学模型，进行空气温度控制：
根据其结果期更适宜空气温度数学模型，进行空气温度控制：
实施例8
如下公式、如图1所示，更适宜空气温度控制中另一种方案：
智能控制器通过空气温度传感器，对实时空气温度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制温控系统执行装置进行空气加热/冷却的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为3个阶段，设定每个阶段空气温度的初始温度Yti(0≤i＜n)；
根据实时空气温度修正温度Yt＝Yti+△Ytrt，其中，实时空气温度修正△Ytrt，其计算公式为：
x＝trt
其中，
分别为ΔYtx的上下限值，XHigh、XLow分别为自变量x取值范围的最大值和最小值，a和b分别为常数；
1.加热控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气温度数学模型，设定空气温度上下限为：Yt+δH、Yt-δL；
当实时空气温度trt＜Yt-δL时，空气加热装置打开；
当实时空气温度trt≥Yt+δH时，空气加热装置关闭；
当实时空气温度trt∈[Yt-δL，Yt+δH]时，空气加热装置打开状态保持不变；
2.冷却控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气温度数学模型，设定空气冷却温度下限为：Yt+δH；
当实时空气温度trt＞Yt+δH时，空气冷却装置打开；
当实时空气温度trt≤Yt+δH时，空气冷却装置关闭；
当实时空气温度trt＞Yt+δH时，空气冷却装置打开状态保持不变。
实施例9
如下例表、如图1-16所示，更适宜根系环境温度控制：
智能控制器通过根系环境温度传感器65，对实时根系环境温度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制温控系统执行装置进行根系环境加热/冷却的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为3个阶段，设定每个阶段根系环境温度为Yr、实时根系环境温度为rrt，形成更适宜根系环境温度控制函数表；
1.加热控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境温度数学模型，设定根系环境温度上下限为：Yr+δH、Yr-δL；
当实时根系环境温度rrt＜Yr-δL时，根系环境加热装置打开；
当实时根系环境温度rrt≥Yr+δH时，根系环境加热装置关闭；
当实时根系环境温度rrt∈[Yr-δL，Yr+δH]时，根系环境加热装置打开状态保持不变；
2.冷却控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境温度数学模型，设定根系环境冷却温度下限为：Yr+δH；
当实时根系环境温度rrt＞Yr+δH时，根系环境冷却装置打开；
当实时根系环境温度rrt≤Yr+δH时，根系环境冷却装置关闭；
当实时根系环境温度rrt＞Yr+δH时，根系环境冷却装置打开状态保持不变；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其幼苗期更适宜根系环境温度数学模型，进行根系环境温度控制：
根据其开花座果期更适宜根系环境温度数学模型，进行根系环境温度控制：
实施例10
如下公式、如图1所示，更适宜根系环境温度控制中另一种方案：
智能控制器通过根系环境温度传感器65，对实时根系环境温度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制温控系统执行装置进行根系环境加热/冷却的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为3个阶段，设定每个阶段根系环境温度的初始温度Yri(0≤i＜n)；
根据实时根系环境温度修正温度Yr＝Yri+△Yrrt，其中，实时根系环境温度修正△Yrrt，其计算公式为：
x＝rrt
其中，
分别为ΔYrx的上下限值，XHigh、XLow分别为自变量x取值范围的最大值和最小值，a和b分别为常数；
1.加热控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境温度数学模型，设定根系环境温度上下限为：Yr+δH、Yr-δL；
当实时根系环境温度rrt＜Yr-δL时，根系环境加热装置打开；当实时根系环境温度rrt≥Yr+δH时，根系环境加热装置关闭；
当实时根系环境温度rrt∈[Yr-δL，Yr+δH]时，根系环境加热装置打开状态保持不变；
2.冷却控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境温度数学模型，设定根系环境冷却温度下限为：Yr+δH；
当实时根系环境温度rrt＞Yr+δH时，根系环境冷却装置打开；当实时根系环境温度rrt≤Yr+δH时，根系环境冷却装置关闭；
当实时根系环境温度rrt＞Yr+δH时，根系环境冷却装置打开状态保持不变。
实施例11
如下例表、如图1所示，更适宜空气湿度的控制：
智能控制器通过空气湿度传感器，对实时空气湿度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制气液系统加湿装置/除湿装置的执行装置进行空气加湿/除湿的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为2个阶段，设定每个阶段空气湿度为Yh、实时空气湿度为hrt，形成更适宜空气湿度控制函数表；
1.加湿控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气湿度数学模型，设定空气湿度上下限为：Yh+δH、Yh-δL；
当实时空气湿度hrt＜Yh-δL时，空气加湿装置打开；当实时空气湿度hrt≥Yh+δH时，空气加湿装置关闭；当实时空气湿度hrt∈[Yh-δL，Yh+δH]时，空气加湿装置打开状态保持不变；空气加湿装置包括水帘、喷雾装置；
2.除湿控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜空气湿度数学模型，设定空气湿度下限为：Yh+δH；
当实时空气湿度hrt＞Yh+δH时，空气除湿装置打开；当实时空气湿度hrt≤Yh+δH时，空气除湿装置关闭；
当实时空气湿度hrt＞Yh+δH时，空气除湿装置打开状态保持不变；空气除湿装置包括换气、排风装置等；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其幼苗期更适宜空气湿度数学模型，进行空气湿度控制：
实施例12
如下例表、如图1-15所示，农作物在土壤或基质中种植培养时，更适宜根系环境湿度的控制：
智能控制器通过根系环境湿度传感器63，对实时根系环境湿度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制气液系统灌溉执行装置进行根系环境灌溉的打开/关闭操作；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为2个阶段，设定每个阶段根系环境湿度为Yp、实时根系环境湿度为prt，形成更适宜根系环境湿度控制函数表；
1.加湿控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境湿度数学模型，设定根系环境湿度上下限为：Yp+δH、Yp-δL；
当实时根系环境湿度prt＜Yp-δL时，根系环境灌溉装置打开；当实时根系环境湿度prt≥Yp+δH时，根系环境灌溉装置关闭；当实时根系环境湿度prt∈[Yp-δL，Yp+δH]时，根系环境灌溉装置打开状态保持不变；根系环境灌溉装置包括喷淋器44、滴灌器45、输液泵46等或通过管道吹入水雾83的灌溉装置；
2.除湿控制：
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜根系环境湿度数学模型，设定根系环境湿度下限为：Yh+δH；
当实时根系环境湿度hrt＞Yh+δH时，根系环境除湿装置打开；当实时根系环境湿度hrt≤Yh+δH时，根系环境除湿装置关闭；当实时根系环境湿度hrt＞Yh+δH时，根系环境除湿装置打开状态保持不变；根系环境除湿装置包括空气过滤器66和风机76等；空气80通过空气过滤器66和风机76进入根系环境，将根系环境多余水分带出。
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其幼苗期更适宜根系环境湿度数学模型，进行根系环境湿度控制：
实施例13
如下例表、如图1-15所示，更适宜二氧化碳浓度的控制：
智能控制器通过二氧化碳浓度传感器，对实时二氧化碳浓度数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型设定的，在一定温度下光合作用过程中更适宜二氧化碳浓度阈值，进行比对和运算，生成控制指令，控制二氧化碳供给执行装置进行打开/关闭操作；将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为2个阶段，设定每个阶段二氧化碳浓度为Yc、实时二氧化碳浓度为crt，形成更适宜二氧化碳浓度控制函数表；
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜二氧化碳浓度数学模型，设定二氧化碳浓度上下限为：Yc+δH、Yc-δL；
当实时二氧化碳浓度crt＜Yc-δL时，二氧化碳81供给装置打开；当实时二氧化碳浓度crt≥Yc+δH时，二氧化碳81供给装置关闭；当实时二氧化碳浓度crt∈[Yc-δL，Yc+δH]时，二氧化碳81供给装置打开状态保持不变；二氧化碳81供给装置包括二氧化碳81发生器、二氧化碳81储气瓶和风机76等；风机76与二氧化碳81供给装置同时打开/关闭；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其开花座果期更适宜二氧化碳浓度数学模型，进行二氧化碳浓度控制：
实施例14
如下例表、如图1-15所示，臭氧浓度及消毒时间控制：
智能控制器通过对二氧化碳81、新风空气流动装置的工作状态，对环境中臭氧82消毒进行逻辑推理和运算，生成控制指令，控制指令对臭氧82发生器执行装置在消毒指令时间内，进行打开/关闭控制；在消毒指令时间内，智能控制器通过臭氧浓度传感器，对实时臭氧浓度数据进行采集，与数据库臭氧浓度安全阈值，进行逻辑推理和运算，生成控制指令，控制臭氧82发生器执行装置进行打开/关闭操作；将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为2个阶段，设定每个阶段臭氧浓度为Yo、实时二氧化碳浓度为ort，形成更适宜二氧化碳浓度控制函数表；
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜二氧化碳浓度数学模型，设定二氧化碳浓度上下限为：Yo+δH、Yo-δL；
当实时臭氧浓度ort＜Yo-δL时，臭氧82发生器装置打开；当实时臭氧浓度ort≥Yo+δH时，臭氧82发生器装置关闭；当实时臭氧浓度ort∈[Yo-δL，Yo+δH]时，臭氧82发生器装置打开状态保持不变；风机76与臭氧82发生器装置同时打开/关闭；
臭氧82消毒：臭氧82是强氧化剂，可杀灭微生物病原菌，每周消毒一次，每次30min；在消毒时间内，当臭氧浓度ort＜0.08ppm时，臭氧82发生器打开；当臭氧浓度ort≥0.1ppm时，臭氧82发生器关闭，当ort∈[0.08ppm，0.1ppm]时，臭氧82发生器打开状态保持不变；臭氧82气体对种植培养环境消毒30min后，臭氧82发生器关闭；
研究结果表明10L/min臭氧82处理45min后可杀灭50％左右青枯病病原菌，90min后青枯病病原菌则被完全杀灭，在营养液中通入0.6mg/L臭氧82处理5min可完全杀死106cfu/mL的十字花科软腐病病原菌和103cfu/mL黄瓜枯萎病、番茄枯萎病，通入4g/h臭氧82处理20min对营养液中细菌、真菌和藻类的杀灭率达90％；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其开花座果期臭氧浓度及消毒时间数学模型，进行臭氧浓度及消毒时间控制：
实施例15
如下例表、如图1-15所示，负离子84控制：
智能控制器通过对新风空气流动装置的工作状态，对环境中新风空气流动进行逻辑推理和运算，生成控制指令，控制指令对负离子84发生器执行装置在负离子84供给指令时间内，进行打开/关闭控制；风机76与负离子84发生器同时打开/关闭；
负离子84使农作物及种植培养环境降尘、洁净。
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其结果期负离子84供给时间数学模型，进行负离子84供给时间控制：
实施例16
如下例表、如图1-15所示，新风空气流动控制：
智能控制器根据空气湿度、二氧化碳81、臭氧82、负离子84装置工作状态，对新风空气流动进行逻辑推理和运算，生成控制指令，控制新风空气流动执行装置进行打开/关闭操作。
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其幼苗期新风空气流动时间数学模型，进行新风空气流动时间控制：
实施例17
如下例表、如图1-14所示，更适宜光照因子的控制：
智能控制器通过光照传感器29采集实时光照因子数据；智能控制器确定农作物实时生长阶段，并确定二氧化碳81供给、新风空气流动装置工作时间状态进行逻辑控制的前提下，将实时采集的光照因子数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜光照因子数学模型中各生长期光照强度及光谱配比，进行对比和运算，得出光照强度、光谱配比调整数据和光照时间阈值，生成控制指令，控制指令对农作物生长灯28执行装置进行光照强度和光照配比设定，并进行生长灯28打开/关闭操作；
当实时光照因子数值低于阈值下限光补偿点时，将光照指令发送给生长灯28，进行光谱配比并打开生长灯28；
当实时光照因子数值达到或超过阈值上限光饱和点时，智能控制器向生长灯28发送关闭指令；
将昼夜时间(24h)划分为交替的昼(1～16h)和夜(16～24h)两个区间，每个区间设定为1个阶段，设定每个阶段光照因子为Yi、实时光照因子为irt，形成更适宜光照因子控制函数表；
智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜光照因子数学模型，设定光照因子上下限为：Yi+δH、Yi-δL；
当实时光照因子irt＜Yi-δL时，生长灯28打开；当光照因子irt≥Yi+δH时，生长灯28关闭；当实时光照因子irt∈[Yi-δL，Yi+δH]时，生长灯28打开状态保持不变；
以番茄某杂交一代3号品种举例：
根据其开花座果期光照时间数学模型，进行光照时间控制：
实施例18
本发明还提出一种农作物种植培养光照管理系统，采用本发明上述的实施例的多功能农作物种植培养系统，如图1-14所示，所述农作物种植培养光照管理系统技术方案，包括智能控制器连接有农作物生长灯28光照系统，所述农作物生长灯28光照系统包括：光照传感器29、生长灯28、人体感应传感器31和光照角度旋转装置72中的至少一种；人体感应传感器31将人体进入/离开其感应范围的实时数据传送到智能控制器，智能控制器对生长灯28发出控制指令，关闭/打开直射人体位置的生长灯28；或人体感应传感器31感应到人体进入/离开其感应范围时，由人体感应传感器31控制生长灯28电源关闭/打开。
实施例19
一种农作物种植培养光照管理系统中，光照角度旋转装置72，如图1-14所示；生长灯28与光照角度旋转装置72连接，人体感应传感器31将人体离开/进入其感应范围实时数据传送到智能控制器，智能控制器对光照角度旋转装置72发出控制指令，使光照角度旋转器旋转生长灯28光照方向避开/恢复直射人体位置，或关闭/打开直射人体的生长灯28。
以上所属技术领域的技术人员按照说明书记载的内容，就能够实现该发明的技术方案，解决其技术问题，并且产生预期的技术效果。
本说明其他不详处为现有技术或者公知常识，故不赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、变型、用途或者适应性变化、等同替换和改进等，在没有做出创造性劳动前提下的任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：在密闭或半密闭环境中，将空气温度、空气湿度、光照、二氧化碳浓度、新风空气流、农作物根系环境温度、农作物根系环境湿度、灌溉水、臭氧、负离子和农作物各生长阶段所需求营养液中营养素配比生态因子，使用优选法，进行间接选优或直接选优，以最小因子定律、耐受性定律及各农作物的生态幅为依据，分析各生态因子耦合作用，在各生态因子及所包含的营养素耦合配比对农作物产品综合营养品质具有最适性显著影响时，获得农作物各生长阶段更适宜生态因子数据；采用AHP层次分析法、熵权法和基于博弈论的组合赋权法对各项指标赋权，并基于TOPSIS法构建农作物产品综合营养品质评价体系，在此基础上，获得农作物产品综合营养品质对生态因子及营养素因子耦合响应的更适合生态因子数据；
步骤2)：将步骤1)中获得的数据，用计算机构建为农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，其中，包含农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型；
步骤3)：设置有智能控制器，智能控制器设置无线通讯模块和/或有线通讯接口，用于步骤2)中的农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型的数据传输；
步骤4)：智能控制器具有MCU微控制单元、农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型数据库、实时各生态因子数据单元和净化回流液化学成分数据单元；
智能控制器通过农作物监控系统、传感器、检测仪，对实时各生态因子数据进行采集，与数据库中农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，设定更适宜各生态因子阈值，生成控制指令，控制指令对各生态因子调整执行装置分别控制，进行打开/关闭操作；
步骤5)：在有净化回流液时，智能控制器通过净化回流液化学成分检测系统，对净化回流液的化学成分进行检测和数据分析，与数据库中农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，设定营养液中更适宜营养素配比阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作；
在没有净化回流液时，智能控制器根据数据库中农作物各生长阶段更适宜的营养液中营养素配比数学模型，设定更适宜的营养液中营养素配比数学模型为阈值，生成控制指令，控制指令对各营养素容器的执行装置泵或阀门分别控制，进行打开/关闭操作。
2.根据权利要求1所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于：
所述智能控制器连接农作物监控系统、温控系统、气液系统和光照系统中的至少一种；
农作物监控系统中，包括至少一个摄像头；
温控系统中，包括空气温度传感器、空气恒温器、空气恒温机、农作物根系环境温度传感器、恒温管、恒温箱、农作物根系环境恒温器、恒温介质、恒温循环泵、加热装置和冷却装置中的至少一种；恒温管与恒温箱连接，农作物根系环境恒温器设置在恒温箱中；农作物根系环境恒温器与加热装置和/或冷却装置连接；恒温介质通过恒温循环泵在恒温箱和恒温管中循环流动；恒温管设置在培养箱、培养槽、功能架、支柱或混合器上；
气液系统中，包括空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、二氧化碳供给装置、加湿装置、除湿装置、臭氧发生器、水雾发生器、负离子发生器、液泵、阀门、灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器、N营养素容器、风机、进气管、空气过滤器、吹气管、总管、主液管、主液多通、吹气/回液管、吹气/回液孔、吹气/液位器、分液管、分液多通、多通孔、微液管、喷淋器、滴灌器、混合器、输液泵、净化液泵、回液阀和回液池中的至少一种；空气过滤器与进气管连接，进气管通过风机与吹气管连接，吹气管与总管连接；主液管与总管连接并进入总管，主液管经过主液多通进入吹气/回液管；主液管在吹气/回液管中设有分液多通，分液多通通过吹气/回液管上设置的多通孔与分液管连接，分液管与微液管连接，微液管连接喷淋器和/或滴灌器；吹气/回液管上设有吹气/回液孔，吹气/回液孔可连接吹气/液位器，用于液位控制；总管与回液池连接，总管上设置有回液阀；回液池中的回流液体，通过过滤净化器净化，成为净化回流液，回液池中设有过滤净化器；回液池与净化液泵连接；
所述智能控制器连接空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、臭氧浓度传感器、空气恒温机、空气恒温器、农作物根系环境恒温器、加热装置、冷却装置、恒温循环泵、二氧化碳供给装置、臭氧发生器、负离子发生器、水雾发生器、液泵、阀门、风机和回液阀中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于:
所述智能控制器通过农作物监控系统、空气温度传感器、农作物根系环境温度传感器、空气湿度传感器、农作物根系环境湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和臭氧浓度传感器，采集农作物生长状态实时图像和各生态因子实时数据；智能控制器将实时图像及各生态因子实时数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，进行比对和运算，在各实时数据超出数学模型阈值时，生成各生态因子控制指令，分别发送到空气恒温机、空气恒温器、恒温循环泵、二氧化碳供给装置、臭氧发生器、负离子发生器、水雾发生器、风机和回液阀中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作。
4.根据权利要求1或2所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于:
所述智能控制器连接灌溉水检测仪、PH值检测仪、EC值检测仪和净化回流液检测系统；智能控制器连接并控制灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器和/或N营养素容器上的各液泵和/或阀门；
所述智能控制器通过农作物监控系统、灌溉水检测仪、PH值检测仪和EC值检测仪，确定农作物实时生长阶段，采集灌溉水、净化回流液、营养液PH值和EC值实时数据，与数据库农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，生成各生长阶段营养液中更适宜营养素配比调配控制指令，发送到灌溉水容器、净化回流液容器、PH值调节酸液容器、PH值调节碱液容器、A营养素容器、B营养素容器、C营养素容器和/或N营养素容器上的各液泵和/或阀门中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作；
所述智能控制器通过PH值检测仪和EC值检测仪，对调配混合后的营养液进行PH值和EC值测定，将实时数据与各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，进行比对和运算，在PH值和EC值实时数据超出数学模型阈值时，生成调配控制指令，发送到灌溉水容器、PH值调节酸液容器和PH值调节碱液容器上的各液泵和/或阀门中的至少一种执行装置，进行打开/关闭操作。
5.根据权利要求1所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于:
所述智能控制器连接有农作物生长灯光照系统，农作物生长灯光照系统中，包括光照传感器和生长灯；所述智能控制器通过光照传感器，采集实时光照因子数据；
所述智能控制器确定农作物实时生长阶段，并确定二氧化碳供给、新风空气流动装置工作时间状态进行逻辑控制的前提下，将实时采集的光照因子数据，与数据库农作物各生长阶段更适宜光照因子数学模型中各生长期光照强度及光谱配比，进行对比和运算，得出光照强度、光谱配比调整数据和光照时间阈值，生成控制指令，控制指令对农作物生长灯执行装置进行光照强度和光照配比设定，并进行生长灯打开/关闭操作；
当实时光照因子数值低于阈值下限光补偿点时，将光照指令发送给生长灯，进行光谱配比并打开生长灯；当实时光照因子数值达到或超过阈值上限光饱和点时，智能控制器向生长灯发送关闭指令。
6.根据权利要求1所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于:
所述的步骤4)中，农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型的数学表达式为：
Z＝α·Q+β·G
其中，Z表示农作物各生长阶段更适宜生态因子执行装置控制指令，包括：空气温度控制指令、空气湿度控制指令、光照控制指令、二氧化碳浓度控制指令、农作物根系环境温度控制指令、农作物根系环境湿度控制指令、臭氧控制指令、负离子控制指令和新风空气流控制指令；
Q为农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型设定环境控制目标的函数，包括：空气温度设定值、空气湿度设定值、光照设定值、二氧化碳浓度设定值、农作物根系环境温度设定值、农作物根系环境湿度设定值、臭氧设定值、负离子设定值和新风空气流设定值；
G为实时生态因子的函数，包括：实时空气温度、实时空气湿度、实时光照、实时二氧化碳浓度、实时农作物根系环境温度和实时农作物根系环境湿度；
α、β为对应权值。
7.根据权利要求1所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于:
所述步骤5)中，农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型的数学表达式为：
S＝α·M+β·H
其中，S表示农作物各生长阶段更适宜的营养液中营养素配比容器执行装置控制指令，包括：灌溉水控制指令、PH值调节酸液控制指令、PH值调节碱液控制指令、A营养素控制指令、B营养素控制指令、C营养素控制指令和N营养素控制指令；
M为农作物各生长阶段营养液中更适宜营养素配比数学模型，设定营养液中营养素配比控制目标的函数，包括：灌溉水设定值、PH值调节酸液设定值、PH值调节碱液设定值、A营养素设定值、B营养素设定值、C营养素设定值和N营养素设定值；
H为净化回流液残余营养素成分的函数；当没有净化回流液流出时，H＝0，净化回流液没有参数；当有净化回流液流出时，H>0,包括：氮、磷、钾、钙、镁、硫、氯、铁、硼、锰、锌、铜、镍和钼；
α、β为对应权值。
8.根据权利要求1所述的一种多功能农作物种植培养系统，其特征在于：
所述智能控制器通过实时各生态因子传感器或检测仪，对各生态因子实时数据进行采集，与数据库农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型进行比对和运算，生成控制指令，控制对应生态因子执行装置进行操作；将昼夜时间24h划分为交替的昼和夜两个区间，每个区间设定为N个阶段，设定每个阶段各生态因子为Yx、实时生态因子为xrt，形成更适宜生态因子控制函数表；
所述智能控制器根据所述农作物各生长阶段更适宜生态因子数学模型，设定各生态因子上下限为：Yx+δH、Yx-δL；
当实时生态因子xrt＜Yx-δL时，对应A装置打开；当实时生态因子xrt≥Yx+δH时，对应A装置关闭；当实时生态因子xrt∈[Yx-δL，Yx+δH]时，对应A装置打开状态保持不变；
当实时生态因子xrt＞Yx+δH时，对应B装置打开；当实时生态因子xrt≤Yx+δH时，对应B装置关闭；当实时生态因子xrt＞Yx+δH时，对应B装置打开状态保持不变。
9.一种农作物种植培养光照管理系统，采用权利要求5中所述的多功能农作物种植培养系统，其特征在于，智能控制器连接有农作物生长灯光照系统，所述农作物生长灯光照系统包括：光照传感器、生长灯和人体感应传感器中的至少一种；人体感应传感器将人体进入/离开其感应范围的实时数据传送到智能控制器，智能控制器对生长灯发出控制指令，关闭/打开直射人体位置的生长灯；或人体感应传感器感应到人体进入/离开其感应范围时，由人体感应传感器控制生长灯电源关闭/打开。
10.根据权利要求9所述的一种农作物种植培养光照管理系统，其特征在于，还包括光照角度旋转装置，所述生长灯与光照角度旋转装置连接，所述人体感应传感器将人体进入/离开其感应范围实时数据传送到智能控制器，智能控制器对光照角度旋转装置发出控制指令，使光照角度旋转器旋转生长灯光照方向避开/恢复直射人体位置，或关闭/打开直射人体位置的生长灯。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010666368 | 2020-07-13 | ||
| CN2020106663687 | 2020-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113273407A true CN113273407A (zh) | 2021-08-20 |
Family
ID=77286637
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110786833.5A Withdrawn CN113273407A (zh) | 2020-07-13 | 2021-07-12 | 一种多功能农作物种植培养系统 |
| CN202110786098.8A Pending CN113273406A (zh) | 2020-07-13 | 2021-07-12 | 一种积木搭建式多功能农作物种植培养设备 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110786098.8A Pending CN113273406A (zh) | 2020-07-13 | 2021-07-12 | 一种积木搭建式多功能农作物种植培养设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN113273407A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114080953A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-25 | 山东省农业机械科学研究院 | 一种菇房光照管理方法及系统 |
| CN114128534A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-04 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 一种用于集装箱式农场的链条式培养架 |
| CN115053727A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-09-16 | 宁波云笈科技有限公司 | 一种基于5g智能物联的植物方舱及其控制方法 |
| CN115171036A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-11 | 武汉工程大学 | 一种智能农业大棚的植物管理控制方法和系统 |
| CN118211810A (zh) * | 2024-05-20 | 2024-06-18 | 云南省草地动物科学研究院 | 一种智慧农场运营管理报警系统及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102461429A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 雷仕刚 | 可扩型储水控根育苗容器 |
| CN102783376A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-21 | 秦麒 | 一种可组合为多种外形和容积的栽培容器 |
| KR20150142445A (ko) * | 2014-06-12 | 2015-12-22 | 종 해 김 | 조립식 모듈형 식물공장 시스템과 장치 |
| CN106073351B (zh) * | 2016-06-16 | 2018-05-22 | 广德县建村花木种植家庭农场 | 一种带有可伸缩花盆的花架 |
| CN205912553U (zh) * | 2016-07-04 | 2017-02-01 | 金埔园林股份有限公司 | 可移动复合景观植物培养箱 |
| CN110574573A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-17 | 南阳师范学院 | 一种即刻成景花篱构件及安装方法 |
| CN215454189U (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-11 | 史顺海 | 一种积木搭建式多功能农作物种植培养设备 |
-
2021
- 2021-07-12 CN CN202110786833.5A patent/CN113273407A/zh not_active Withdrawn
- 2021-07-12 CN CN202110786098.8A patent/CN113273406A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114080953A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-25 | 山东省农业机械科学研究院 | 一种菇房光照管理方法及系统 |
| CN114128534A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-04 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 一种用于集装箱式农场的链条式培养架 |
| CN114128534B (zh) * | 2021-12-08 | 2023-03-14 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 一种用于集装箱式农场的链条式培养架 |
| CN115053727A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-09-16 | 宁波云笈科技有限公司 | 一种基于5g智能物联的植物方舱及其控制方法 |
| CN115171036A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-11 | 武汉工程大学 | 一种智能农业大棚的植物管理控制方法和系统 |
| CN118211810A (zh) * | 2024-05-20 | 2024-06-18 | 云南省草地动物科学研究院 | 一种智慧农场运营管理报警系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113273406A (zh) | 2021-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113273407A (zh) | 一种多功能农作物种植培养系统 | |
| CN104737896B (zh) | 一种数字化精准育苗系统 | |
| US20170305804A1 (en) | Soil enrichment systems and methods | |
| CN102523888B (zh) | 一种无农药棚菜生产的实用方法 | |
| Fuangthong et al. | Automatic control of electrical conductivity and PH using fuzzy logic for hydroponics system | |
| CN204634606U (zh) | 一种数字化精准育苗系统 | |
| CN103007311B (zh) | 一种基于微酸性电解水的植物水培循环消毒系统 | |
| CN103800925A (zh) | 增氧消毒装置及方法 | |
| CN110199860A (zh) | 一种菠菜的雾化栽培方法 | |
| CN103004734A (zh) | 使用电功能酸性离子水防治草莓病害的系统及方法 | |
| US20200060108A1 (en) | Indoor process and system for cultivating and harvesting duckweed | |
| CN105963734A (zh) | 一种利用辣根素进行棚室内部消毒的方法 | |
| CN117105346A (zh) | 一种现代农业用水处理方法 | |
| CN110199861A (zh) | 一种芹菜的雾化栽培方法 | |
| CN106892755A (zh) | 一种桔梗多糖调控制备含纳米硒的氨基酸叶面肥的方法 | |
| CN208657687U (zh) | 鱼菜共生装置 | |
| CN103959954B (zh) | 一种改善设施盐渍化土壤的田间调控方法 | |
| CN102718586A (zh) | 水培益母草及其专用营养液 | |
| CN107417366A (zh) | 一种石斛用复合微生物功能液肥 | |
| CN108522240A (zh) | 一种铁皮石斛工厂化水栽培方法 | |
| CN109503233A (zh) | 一种气雾培茶苗的营养液配方 | |
| KR100249733B1 (ko) | 음이온 및 오존을 이용한 환경 친화적인 농사방법 및 그 농사장치 | |
| Chaudhary et al. | Soilless Cultivation: A Distinct Vision for Sustainable Agriculture | |
| CA3130211A1 (en) | Microalgae-based soil inoculating system and methods of use | |
| CN203105218U (zh) | 使用电功能酸性离子水防治草莓病害的系统装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210820 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |