曾祥河 雷 涛 林光耀 黄庆安 何金成

（福建农林大学，福建福州350000）

0 引言

“植物工厂”的概念最早出现在20世纪40年代，植物工厂的诞生反映出了社会需求同生产力的不对等，许多自然因素影响着产量而人为无法控制[1]。通过控制植物工厂内部的各项指标可达到一个适合且高产的环境，但与此同时，高能耗也成为了很大的一个阻止其发展的因素。基于这一问题，本次植物工厂研究旨在减少能耗与提高经济效益，使植物工厂更加普及。

1 整体与各模块机构设计

1.1 整体机构设计

一种具有智能环境调控功能的家庭式植物培养箱控制系统设计，包括培养箱环境的智能检测与调控以及提高太阳光利用率的太阳光跟踪系统。智能型家庭植物工厂，箱体尺寸为70 cm×40 cm×135 cm，基本材料为2020铝型材[2]。柜体的底层内安装检测和显示系统、营养配置桶和水泵（图1中A位置）；利用其背面夹层内设置的供液管和回液管，构成一个闭合的水流回路，可输送营养液和所需水；柜体最底部设有4个自由滑动的轮子，移动方便（图2）。

图1 机构整体3D示意图

图2 机构正视图

1.1.1 箱体环境控制原理

植物培养箱的控制系统可以实时检测箱内的环境温度、湿度以及光照强度变化，显示在LCD屏上，当温度、湿度超出设定范围时，控制中心处理数据并发出控制信号控制执行器的运行。通过顶部安装的喷雾设备和箱体侧面的散热装置，可以在需要时及时地调控箱体的内环境，实时监控植物生长的条件。……