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基本信息
- 項目名稱：
- 新型智能植物工廠
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本植物工廠是利用現(xiàn)代生物學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)和設(shè)施園藝等多學(xué)科中相關(guān)知識，模擬出植物生長發(fā)育的最適條件。本發(fā)明主要包括鋼框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、多光質(zhì)控時光照系統(tǒng)、半導(dǎo)體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風(fēng)除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)、營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)、營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)等。實現(xiàn)了植物快速育苗，品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學(xué)研究，同時開發(fā)出適于企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的家庭式植物工廠。
- 詳細介紹：
- 植物工廠是國際上公認的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高端發(fā)展階段，目前僅有日本、美國、荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術(shù)。本發(fā)明是利用現(xiàn)代生物學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)和設(shè)施園藝等多學(xué)科中相關(guān)知識，模擬出植物生長發(fā)育的最適條件，從而實現(xiàn)植物快速育苗，品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學(xué)研究，同時開發(fā)出適于企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的家庭式植物工廠。 本植物工廠主要包括鋼框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、多光質(zhì)控時光照系統(tǒng)、半導(dǎo)體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風(fēng)除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)、營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)、營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)等。 各個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是依據(jù)于不同種類的感應(yīng)裝置、實時監(jiān)控反饋系統(tǒng)及人工光照系統(tǒng)的功能，對植物工廠的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)自動化管理，從而為植物提供一個全面良好的生長環(huán)境。 本發(fā)明的核心是環(huán)境因素智能控制技術(shù)和營養(yǎng)液在線監(jiān)測技術(shù)。利用環(huán)境控制技術(shù)實現(xiàn)植物工廠的全程監(jiān)控，利用營養(yǎng)液在線監(jiān)控技術(shù)來實施對栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液的監(jiān)控，保證了植物最適宜營養(yǎng)需求。 現(xiàn)有的植物工廠的建設(shè)都趨于以植物種植為主的大型化工業(yè)生產(chǎn)，離尋常百姓家庭普及植物工廠有很大的距離。本發(fā)明正是此類產(chǎn)品的小型化，適用于相關(guān)科學(xué)研究，還可以作為家庭裝飾氧吧、小學(xué)生的科普教具和老人的農(nóng)業(yè)嗜好平臺。這正是該發(fā)明的特點及優(yōu)點。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 植物工廠是一個植物栽培領(lǐng)域的全新課題,在滿足以往科學(xué)研究需求的基礎(chǔ)上，還能控制更精準(zhǔn)的實驗條件。 小型植物工廠還可以走進家庭作為裝飾氧吧，美化生活空間；作為小學(xué)生的科普教具，拉近孩子與大自然的距離；作為小型的無土栽培蔬菜種植基地，滿足老人的農(nóng)業(yè)嗜好。 此外，植物工廠為生活在惡劣環(huán)境中人群，如遠洋艦、高山哨所、地下防空洞甚至是未來的空間站，提供了蔬菜的補給。它也極大地緩解了全球耕地資源大幅縮減的嚴峻形勢，在解決糧食問題方面發(fā)揮越來越重要的作用。 植物工廠存在著巨大的價值，其更廣闊的應(yīng)用空間，仍等待著我們?nèi)グl(fā)掘。 基本思路： 所采用的智能在線監(jiān)控系統(tǒng)對植物工廠的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及營養(yǎng)液EC值pH值等環(huán)境要素進行了無線遠程監(jiān)控，實現(xiàn)自動化管理，為植物提供一個全面適宜的生長環(huán)境。 創(chuàng)新點及技術(shù)關(guān)鍵： 1.多光質(zhì)控時光照系統(tǒng)。 2.半導(dǎo)體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)。 3.CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)。 4.營養(yǎng)液在線監(jiān)測系統(tǒng)。 5.營養(yǎng)液水位控制系統(tǒng)。 6.遠程監(jiān)控系統(tǒng)。 技術(shù)指標(biāo) 對各個生態(tài)因子控制系統(tǒng)的分單元及整體功能進行試驗。探索并研究出各個系統(tǒng)的最佳使用范圍及強度，實現(xiàn)整個植物工廠的環(huán)境最優(yōu)控制。
科學(xué)性、先進性
- 植物工廠以人工可控的環(huán)境設(shè)施為主要特征，受地理、氣候等自然條件的影響小，可以按計劃和市場需求進行生產(chǎn)，作物生長周期短、速度快、污染少，同時通過多層、立體式栽培以及周年多茬次的安排，單位土地面積的利用率和作物產(chǎn)量可以得到成倍甚至數(shù)十倍的提高。同時實現(xiàn)植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學(xué)研究。植物工廠必將對未來的植物科學(xué)研究以及農(nóng)作方式與家庭生活產(chǎn)生重大的影響 實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步 本發(fā)明的核心是環(huán)境因素智能控制技術(shù)和營養(yǎng)液在線監(jiān)測技術(shù)。環(huán)境控制技術(shù)是通過多光質(zhì)控時光照系統(tǒng)、半導(dǎo)體制冷—加熱雙向溫控系統(tǒng)、通風(fēng)除濕系統(tǒng)、CO2實時監(jiān)控補給系統(tǒng)，來實現(xiàn)植物工廠的全程監(jiān)控。營養(yǎng)液在線監(jiān)控技術(shù)是通過對營養(yǎng)液的EC值、pH值和液面高度等要素的在線監(jiān)測來實施對栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液的監(jiān)控，保證了植物最適宜營養(yǎng)需求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品主要結(jié)果擬申請國家專利 級別水平達到國內(nèi)領(lǐng)先
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 實物、模型、圖紙、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 適用范圍 植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學(xué)研究 家庭植物工廠作為家庭葉菜供應(yīng)的補充，作為綠化的裝飾，作為室內(nèi)氧吧，也可以作為小學(xué)生的科普教具，更是老人的農(nóng)業(yè)嗜好平臺。 技術(shù)特點和優(yōu)勢 解決了科研領(lǐng)域的一些實際問題，滿足了以往植物培養(yǎng)研究中未能達到的實驗條件。通過對植物工廠化生產(chǎn)中人工光源的選用、制冷加熱系統(tǒng)的設(shè)計、營養(yǎng)液監(jiān)測等分項技術(shù)的試驗研究，開發(fā)了適合我們情況的人工光型密閉式植物工廠。 近年來，隨著城市化的加劇以及人們生態(tài)環(huán)保意識的加強，小型智能植物工廠潛在著巨大的市場與商機，我們結(jié)合企業(yè)與家庭的生產(chǎn)生活要求，開發(fā)出這一套植物工廠培養(yǎng)箱。 市場推廣預(yù)測 本發(fā)明主要應(yīng)用于科學(xué)研究、園藝觀賞及家庭種植。 對于大規(guī)模低成本的優(yōu)質(zhì)種苗、新品種種苗和珍貴藥草的組培及人工栽培具有很廣闊的應(yīng)用前景。 它給家居帶來四季美景，給生活增添樂趣，給食物帶來安全放心。目前，我們遵循低碳環(huán)保綠色健康的原則將不斷的完善該產(chǎn)品，于不久將來會有更多的產(chǎn)品面市
同類課題研究水平概述
- 植物工廠是通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制實現(xiàn)植物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效系統(tǒng)，是對植物生育的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進行自動控制，使設(shè)施內(nèi)植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)。植物工廠是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，是現(xiàn)代生物技術(shù)、建筑工程、環(huán)境控制、機械傳動、材料科學(xué)、設(shè)施園藝和計算機科學(xué)等多學(xué)科集成創(chuàng)新、知識與技術(shù)高度密集的生產(chǎn)方式。 植物工廠是國際上公認的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高端發(fā)展階段，目前僅有日本、美國、荷蘭等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術(shù)。植物工廠技術(shù)的突破將會解決人類發(fā)展面臨的諸多瓶頸，甚至可以實現(xiàn)在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地，以及在城市的摩天大樓里進行正常生產(chǎn)。因此被認為是21世紀(jì)解決糧食安全、人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑，也是未來航天工程、月球和其他星球探索過程中實現(xiàn)食物自給的重要手段。 進入21世紀(jì)以來，國內(nèi)外一些科研單位先后在無土栽培、植物組培和植物工廠方面進行了一些研究與開發(fā)，目前已經(jīng)取得了一些階段性成果，如：營養(yǎng)液的配方與實用技術(shù)逐步得到開發(fā)，栽培技術(shù)體系和環(huán)境控制技術(shù)體系日趨成熟等。 現(xiàn)有的植物工廠的建設(shè)多趨于以植物種植為主的大型化工業(yè)生產(chǎn)，離尋常百姓家庭普及植物工廠有很大的距離，現(xiàn)在市場上缺乏小型智能適于室內(nèi)園藝生產(chǎn)，科普教育，相關(guān)科學(xué)研究等的植物工廠。而本發(fā)明正是此類產(chǎn)品的小型化，適用于植物組培，快速育苗，新品種選育以及各種環(huán)境因素對植物的影響等科學(xué)研究，還可以放置在家庭環(huán)境的任何一處，作為家庭的裝飾氧吧以及小學(xué)生的科普教具和老人的農(nóng)業(yè)嗜好平臺。這正是該發(fā)明的特點及優(yōu)點。
