用于阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置
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作者:吕转 周新淳
摘 要：为扩大园艺行业在经济市场下的发展，设计了用于阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置。结合共生装置的工作原理，设计对应装置整体结构，根据装置的结构框架设计对应的水分供应装置、温控装置、对应的数据库和农作物生长状况监控装置，一方面为农作物的生长提供良好的环境，另一方面为用户管理作物的生长发育提出便利的条件。
关键词：共生装置 农产品种植 装配式 立体栽培
中图分类号：S723 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（b）-0055-02
早期便有农产品研究学家进行阳台园艺设计的研究，作为一种新型家庭时尚方式，如何为农产品作物提供适宜的生长环境，成为农学行业关注的热点话题[1]。以下将结合农产品的生产环境，开展用于阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置的研究，对其共生装置结构、水分供应装置结构及对应的家庭温控装置结构进行设计，构建良好的阳台农产品植株绿色生长空间。
1 阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置
1.1 共生装置结构设计
用于阳台的农产品植株装配式立体栽培共生装置包括植株培育槽、用于供应水分的进水槽，为农产品提供适宜温度的补光灯等[2]，具体结构如图1所示。
如图1所示，农产品培育槽内包含植株栽培管道，管道间由支架进行整体装置的支撑，且每层培育装置之间均可拆卸或重新安装。对应农产品种植在最顶层，为确保水分的实时供应，将导水槽设置成“S”型，设置导水管内部直径为7～10cm，进水孔间隔13～18cm，管道上下间隔35～45cm，为保证农产品有充足的阳光照射，对其进行定期补光，紫光灯灯线可对共生装置内农产品进行杀毒处理;有机玻璃管采用ABS树脂材料制成，并与培育槽连接，为阳台农产品的种植提供良好的生长环境。百叶窗位于整体装置的最下方，可排出浇灌的多余水分，并为农产品根部结构提供充足的氧气[3]。满足不同农产品对于水分、阳光等外界条件的需求，实现种植过程中水分与养分之间的转换。
1.2 水分供应装置设计
水分供应装置是阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置的关键部分，一方面可为作物的生长提供水分，为农作物提供可循环的生态系统，另一方面可结合现代化互联网技术实现住户在线监测作物的生态状况。水分供应装置由营养液供应器、循环水泵、导水管等零件构成，营养液及存水箱设置在装置底部。住户可设置水分浇灌时间，循环水泵内部压力逐步增大，当内部压力到达一定程度时，抽取水箱内水分，水分流经导水管，浇灌在培育槽内，当作物吸收足够的水分后，多余水分自动排出。
使用传感器设备，结合互联网在线监测技术，在共生装置顶部安装湿度检测探头，并将探头与传感器连接，将传感器与用户手机连接，当用户手机处于联网状态时，便可接收传感器的监测信号。用户可通过安装的监测设备在线查看植株生长状态，当发现植株处于缺水状态或水分供应不足时，可通过操控手机为作物浇水，为用户提供一系列可视化查询及远程操控指令。用户在登陆远程在线监控首界面时，可设置对应作物的相关水分参数，当装置内水分值超出设置的参数范围时，可为用户精准推送。用户可结合终端设备收集的生长数据（例如水分参数、二氧化碳参数、光照参数等）进行农作物生长状况简单分析，实现水分供应装置的设计。
1.3 温控装置设计
以下进行对应温控装置的设计。温控即为对农作物的温度控制，由温度传感设备、二氧化碳传感设备及光照传感设备等构成，将设备串联连接并固定于共生装置内壁，采用环形数据处理器进行数据的在线处理。
结合其数据处理功能，温控装置對农作物进行对应的加热、光照等处理，设置循环风机及装置百叶窗对农作物进行定期通风换气，避免作物根部缺乏氧气。在共生装置内壁与外壁安装温度传感器，将采集的温度信息经过分析后形成有效的数据，为用户提供精准的内外温度差。若设备收集的数据显示温度差超出控制范围，温控装置自动开启紫光灯及恒温加热装置，对农作物进行恒温处理。设置紫光灯的光照范围与照射强度，当温度过于低或室外长期无阳关直射时，温度装置将打开全部补光灯对农作物进行补光处理，为作物的光合作用提供环境。
1.4 生长情况监测装置设计
结合现代化技术的不断革新，基于上述对温控装置及水分供装置的设计，进行生长环境监测装置设计。监测装置应包含对农作物EC值的检测及相关报警装置，EC检测仪安装在装置底部营养箱内，并与水分供应装置连接，结合不同农作物对盐浓度的需求量，设置不同的EC值参数。当仪器检测的EC值浓度超过设置的参数范围时，表示作物的营养液浓度过高，不利于农作物的根系发育;当EC值浓度过低时，营养液制度过低，农作物的生长缺乏营养，无法按照生长周期正常生长。
为解决上述问题，设置自动调节装置对EC值进行调节，设置对应的数据库用来管理生长数据，用户可根据农作物对盐溶液的缺乏程度，进入设备控制端，选择相应的营养控制菜单，进行营养箱温度设置、营养液浓度设置、盐水浓度设置等。当数据处于非正常范围内时，出发装置给用户手机推送报警消息，并将作物生长状况自动存储在数据库内，为用户提供作物的实时生长情况。
2 结语
文章开展了用于阳台农产品种植装配式立体栽培共生装置的设计，通过对水分供应装置、温度装置及农作物生长情况监测等装置的设计，完善阳台共生装置功能。一方面美化住户的环境，另一方面净化室内空气，提升了居家内涵。尽管阳台共生装置已经在一部分年轻人家中开始应用，但装置的设计仍处于初级阶段。随着现代化科学技术的不断革新，共生装置将不断完善并持续优化，后期将实现多元化共生装置的设计，例如将鱼、藻类、作物等相结合，构建相对完善的家庭生态系统，或扩大设备的种植空间，为居家住户提出低成本的绿色蔬菜种植环境，满足现代化城市生活居民的自给自足，建立良好的居家园艺生产体系。
参考文献
[1] 钟泳，王金伟，彭期祥.一种限制装配式预制阳台位移的新型装置研究与应用[J].智能城市，2019，5（7）：66-67.
[2] 王春玲，宋卫堂，赵淑梅，等.追日式草莓立体栽培架改善光温环境提高草莓产量[J].农业工程学报，2017，33（11）：187-194.
[3] 王春玲，宋卫堂，赵淑梅，等.H型栽培架组合方式对光照及草莓生长和产量的影响[J].农业工程学报，2017，33（2）：234-239.
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