刘海峰，高 翔，李上振，黄家怿，张璟楣，温翔宇

（1.广东省现代农业装备研究所，广东 广州 510630；2.广州市健坤网络科技发展有限公司，广东 广州 510630；3.广州国家现代农业产业科技创新中心，广东 广州 510520）

0 引言

由于人口快速增长、耕地日益减少、土地资源短缺、生物环境污染、农药化肥滥用等问题[1-4]，使得传统粮食作物和蔬菜等生产在产量与安全上都面临着巨大的挑战[5]；另外，随着人们生活水平的不断提高，对食物在卫生、营养、健康、绿色等方面的要求越来越高。解决上述矛盾的最有效方法是建立植物工厂。但是植物工厂设备投资大、耗电多，管理工作多由人工完成，难度大，成本高[6-8]。因此，如何提高生产过程的自动化程度从而降低成本，是植物工厂研究发展的趋势[9]。

近年来植物工厂逐步实现了从播种、育苗到移栽、收获等生产过程的半自动化[10]。通过借鉴一些工业生产自动化技术，开发自动化物流系统，实现移栽和收获工作过程中苗床的自动搬运，有利于减轻劳动人员的工作强度，从而提高生产率，降低成本[11]。但是植物工厂的半自动化仍然没有实现种植作业的无人化[12]。为了减少人员带来的病菌污染，种植的智能化和无人化是植物工厂自动化生产发展的重要方向[13,14]。

本文综合利用传感、控制、驱动等技术，设计低成本的移动式苗床和立体式多层栽培架，以及相应的物流控制系统，将需要灌溉与生长的移动式苗床送入种植区域的指定地点，将需要收获或处理的移动式苗床输送到作业车间，工人集中高效率操作，或者配合其他自动化设备进行处理。……