科技模块3-农业设计
一.应用技术概览
⑴植物工厂技术
i．光照管理：主要采用LED人工照明来供给植物生长所需要的光照。；利用LED具有的光量可调整、光质可调整、冷却负荷低与允许提高单位面积栽培量等特点，以达到植物工厂高精度环境控制的目的，在实现室内种植的同时保证产能，提高产量。
光环境的精准调控主要包含光谱、光照强度和光周期3个方面。红光、蓝光是植物正常生长发育、完成生活史的必须光质，在红蓝光基础上添加一些特殊光质成分可有效地促进农作物的增产或刺激药用植物有效次生代谢物质的大量积累。通过定制的光配方来实现植物工厂内的光环境精准调控。利用LED的优点，根据植物的生长环境区别设计，选取对光合作用贡献最大的光，以获取更快的生长速度，更大的产量以及更优秀的作物质量。
（见右侧图一）
ii .营养供给：采用循环流动的营养液来满足植物的生长。营养液栽培的基本原理是将植物所需养分配置成科学合理的离子态营养液，通过输送，满足栽培作物的需求。营养液提供了植物生长所需的各种元素，包括氮磷钾等大量元素及铁锰锌等微量元素。配置、灭菌、输送、回收都有专门的设施装置、电子仪器来完成，可实现营养液定量、自动供应，可实时监控营养液浓度、成分、酸碱度变化，通过自动补液，始终为植物创造最优的营养液环境；营养液的流动速度和温度都保持在植物需要的适宜水平，以保证植物的最优势生长。在加快生长的同时也使安全性的管控更加有效。
iii.环境调控系统：
计算器和传感监测器：温度、湿度、光照、二氧化碳、气流、营养液浓度等环境信息监测器，监测并记录环境信息，供计算机分析并发出调控命令。
（见右侧图二、三）
带有空气过滤装置的空调：实现室内外空气的交换，保持环境内植物所需的新鲜空气；制冷-加热双向调温控湿。
光照—二氧化碳耦联光合：通过监测器监测的信息，针对不同植物的最佳生长环境，联合LED光照系统进行二氧化碳浓度的调控。（参考“光照管理”模块）
营养液调控系统：通过监测到的营养液浓度与当前植物生长状态的信息控制营养液输送装置与营养液内的营养成分以达到调控营养液浓度的目的。
⑵智慧畜牧
i.物联网健康状况监测系统
（见右侧图四、五、六、七）
⑶智慧水产
利用多种传感监测装置、物联网组网系统、计算机处理数据、水质调控设备实现对渔业的智能化管理。
（见右侧图八） 结合视频监控和全域信息监测方法,采用分 布式的数据信息融合和网络拓扑的方法,实现对 智慧渔业水产养殖物联设备监控系统的设计和开发，提高智慧渔业水产养殖物联设备监控的 信息化管理能力。系统采用核心CAN总线控制 方法进行系统的总线传输,采用物联网组网控制 技术,结合对智慧渔业水产养殖物联设备监控的 网络特征分布式重构和信息采集,建立智慧渔业 水产养殖物联设备监控的联合特征分析模型,结 合嵌入式的控制方法,实现智慧渔业水产养殖物 联设备的安全监控。
根据图片构建CAN总线环境下的智慧渔业水产养殖物联设备监控方案和控件模块,结合复 位控制和网络功能组 网控制技术，建立CAN总线结构模型。
二.产物规划
种植作物规划
粮食作物
1.谷类
i.小麦
100g/天*人，即64824kg/年
ii.水稻
150g/天*人，即97236kg/年
iii.玉米
50g/天*人，即32412kg/年
2.薯类
i.马铃薯
50g/天*人，即32412kg/年
ii.甘薯
50g/天*人，即32412kg/年
经济作物
1.蔬菜作物
合计400g/天*人，即259296kg/年
2.纤维作物
3.油料作物
食用合计25g/天*人，即16206kg/年
4.糖料作物
5.饮料作物
6.药用作物
7水果作物
合计300g/天*人，即194472kg/年
畜牧养殖规划
肉类
肉类总产量共计200g/天*人，即129678kg/年
1.猪肉
2.牛肉
3.羊肉
4.鸡肉
蛋类
50g/天*人，即32412kg/年
奶类
200g/天*人，即129648kg/年
渔业规划
1.淡水鱼
2.咸水鱼
3.其它水产
满足50g/天*人，即共计32412kg/年
林业规划
将在空闲的岛屿上种植树木以满足日常的木制品以及树木为原料的产品的供应
1.用材林
i.泓森槐
提供木材（锯材等）
ii.长白落叶松
提供造纸、人工纤维原料
2.经济林
i.油桐
利用种子作为榨油原料
ii.枸树
利用树皮作纤维
iii.橡胶
利用树液
采用好氧和厌氧微生物共同处理产生的污水。经该模式处理的污水将达到无害化标准，可再利用于农业与工业生产。
农业环整体设计概览：
（见右侧图九、十、十一）
