薄膜大棚如何升級智能溫室將薄膜大棚升級為智能溫室,需要結合物聯網、自動化控制、傳感器技術和大數據分析,以提高生產效率、節約資源并實現精準管理。以下是詳細的升級步驟和關鍵技術點:
核心設備:安裝多參數傳感器網絡,實時監測環境數據。
- 傳感器類型:
- 溫濕度傳感器:監測空氣溫濕度(建議布點:作物冠層高度)。
- 光照傳感器:檢測光照強度及光周期(需區分PAR光量子傳感器)。
- 土壤傳感器:監測土壤溫濕度、EC值(電導率)、pH值、氮磷鉀含量。
- CO?傳感器:優化光合作用效率(適宜濃度:800-1200 ppm)。
- 氣象站:監測風速、降雨、氣壓等外部環境。
- 部署方案:
- 采用無線LoRa/NB-IoT傳感器,避免布線成本。
- 每200-300㎡部署一個監測節點,確保數據覆蓋。
目標:通過執行設備實現環境參數的自動調節。
- 關鍵子系統:
溫控系統:
- 加熱:熱風爐、地暖管道(冬季低溫區域必備)。
- 降溫:濕簾-風機系統(蒸發降溫效率30-40%)、遮陽網(自動開合,遮光率可調)。
水肥一體化:
- 安裝電磁閥+滴灌/微噴系統,支持EC/pH自動調節。
- 推薦比例施肥泵,誤差<2%。
通風系統:
- 側窗/頂窗自動開閉、電機控制。
- 聯動CO?傳感器,實現智能換氣。
補光系統:
- LED植物燈(全光譜或紅藍光配比),支持光強/光周期編程。
- 光伏儲能系統可選,降低用電成本。
- 邊緣計算網關:本地處理緊急控制指令(如突遇暴雨自動關窗)。
- 云平臺:實現數據可視化、邊緣計算算法,調光手機APP/小程序遠程監控,支持閾值報警(短信/推送)。
- 數據庫:長期存儲歷史數據,用于分析作物生長與環境關聯性。
結構加固與材料升級
- 骨架強化:
- 替換傳統竹木結構為熱鍍鋅鋼架(抗風能力≥8級)。
- 拱間距≤1m,增加縱向拉桿。
- 覆蓋材料:
- 外層:PO膜(透光率92%,壽命5-8年)或ETFE膜(高端可選)。
- 內層:可添加保溫毯(夜間降低熱損失30%)。
能源優化
- 光伏系統:
- 棚頂安裝柔性太陽能板(透光率30%+,發電供設備使用)。
- 配置鋰電儲能(循環次數≥3000次)。
- 節能策略:
- 利用地源熱泵(COP值≥4)替代傳統加熱。
- 雨水收集+反滲透系統實現水循環。
實施步驟與成本
階段 | 內容 | 預算參考(畝均) |
1. 基礎改造 | 鋼架結構、PO膜更換 | 2-3萬元 |
2. 傳感器部署 | 溫濕度/光照/土壤等傳感器 | 0.8-1.5萬元 |
3. 執行設備 | 風機、遮陽網、灌溉系統 | 3-5萬元 |
4. 智能平臺 | 物聯網網關+云服務 | 1-2萬元/年 |
智慧溫室大棚系統基于聚英農業云平臺,通過各類傳感器實時遠程檢測農產品生長環境的空氣溫濕度、土壤水分、土壤濕度、土壤肥力、土壤PH等數據,以農作物栽培工藝為指導,通過平臺邊緣計算實現自動灌溉,自動卷簾,自動噴淋,自動施肥,自動打藥,使農作物始終保持在適宜生長環境下,平臺自動進行數據存儲分析,為農作物栽培工藝改進提供數據服務,促進農產品品質安全升級,助力農民增收。
注意事項
- 冗余設計:關鍵設備(如水泵)需備份,防止系統宕機。
- 防雷接地:傳感器和控制器需安裝防雷模塊(10kA通流量)。
- 標準協議:優先選擇Modbus、MQTT等通用協議,避免廠商鎖定。
通過以上改造,傳統大棚可升級為具備環境自調控、數據驅動決策能力的智能溫室,預計可提升產量20-40%,節水節肥30%以上,同時降低人工依賴。建議先進行小面積試點,驗證系統穩定性后再全面推廣。