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微型植物工廠的系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，集成度更，非常適合家庭培養(yǎng)及科學(xué)研究。植物生長(zhǎng)的環(huán)境由系統(tǒng)感知并自動(dòng)控植物生長(zhǎng)所需合適的光照、溫度，并為植物提供適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)成分[4]。其中，植物營(yíng)養(yǎng)液代替土壤向植物體提供水、肥、氣、熱量等生長(zhǎng)因子，因此營(yíng)養(yǎng)液的控在整個(gè)系統(tǒng)中占有十分重要的地位。

在當(dāng)前已有的文獻(xiàn)中，大多數(shù)文獻(xiàn)研究的是植物工廠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而針對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)液控方面的研究則相對(duì)較少。本文將系統(tǒng)局部化，著重考慮營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)，希望能為植物工廠的進(jìn)一步普及與發(fā)展做出一些有益的嘗試。

微型植物工廠營(yíng)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(yíng)養(yǎng)液控系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jì)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(guān)指令給控系統(tǒng)，使其對(duì)系統(tǒng)環(huán)境做出相應(yīng)整，使植物工廠環(huán)境始終保持適宜植物生長(zhǎng)的狀態(tài)。營(yíng)養(yǎng)液控系統(tǒng)包括加熱器、制冷器、蠕動(dòng)泵及水泵，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，加熱器啟動(dòng)增加系統(tǒng)熱量；當(dāng)環(huán)境溫度較不利于植物生長(zhǎng)時(shí)，制冷器啟動(dòng)降低系統(tǒng)熱量；蠕動(dòng)泵用來滴加酸液或堿液以節(jié)營(yíng)養(yǎng)液pH值；水泵用來控營(yíng)養(yǎng)液的液位及流速。

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