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微型植物工廠的系統(tǒng)較簡單,集成度更,非常適合家庭培養(yǎng)及科學研究。植物生長的環(huán)境由系統(tǒng)感知并自動控植物生長所需合適的光照、溫度,并為植物提供適當?shù)臓I養(yǎng)成分[4]。其中,植物營養(yǎng)液代替土壤向植物體提供水、肥、氣、熱量等生長因子,因此營養(yǎng)液的控在整個系統(tǒng)中占有十分重要的地位。
在當前已有的文獻中,大多數(shù)文獻研究的是植物工廠的系統(tǒng)設計,而針對植物營養(yǎng)液控方面的研究則相對較少。本文將系統(tǒng)局部化,著重考慮營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng),希望能為植物工廠的進一步普及與發(fā)展做出一些有益的嘗試。
微型植物工廠營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)可分為微控制器系統(tǒng)、環(huán)境感知系統(tǒng)、營養(yǎng)液控系統(tǒng)和電源系統(tǒng),系統(tǒng)結構見圖1。
環(huán)境感知系統(tǒng)包括溫度傳感器、液位傳感器、流速計和pH值傳感器,系統(tǒng)通過傳感器感知環(huán)境情況并通過微控制器做出決策并發(fā)送相關指令給控系統(tǒng),使其對系統(tǒng)環(huán)境做出相應整,使植物工廠環(huán)境始終保持適宜植物生長的狀態(tài)。營養(yǎng)液控系統(tǒng)包括加熱器、制冷器、蠕動泵及水泵,當環(huán)境溫度較低時,加熱器啟動增加系統(tǒng)熱量;當環(huán)境溫度較不利于植物生長時,制冷器啟動降低系統(tǒng)熱量;蠕動泵用來滴加酸液或堿液以節(jié)營養(yǎng)液pH值;水泵用來控營養(yǎng)液的液位及流速。
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