使用圖形化系統設計開發新穎的便攜式智能溫室

　　一個位于墨西哥的溫室即將使用便攜式智能溫室系統

　　作者:

　　Pedro Ponce - Monterrey Institute of Technology

　　行業:

　　生命科學, 消費品, 科研

　　產品:

　　cRIO-9014, NI 9265, NI 9215, USB-6211, LabVIEW

　　挑戰:

　　創建一個智能系統來實現便攜式溫室的原型，以管理包括供電及施肥在內的所有資源，控制環境變量以獲得最佳收成，并利用綠色工程技術將系統損耗降低到最少。

　　解決方案:

　　利用一個基于人工智能(AI)架構的控制器來測量溫室的傳感器并控制溫室的執行機構，這一控制器使用了NI USB-6211 數據采集(DAQ)模塊作為硬件接口，并利用NI cRIO-9014實時控制器來監測風力發電設備與光電電池的供電狀況。整個系統在LabVIEW專業版開發環境下編程實現。

　　"便攜式智能型溫室的主要部件是基于AI(人工智能)的智能型核心控制器。我們使用了LabVIEW來開發核心控制器，并利用了本校于 2008 年開發的LabVIEW下的智能控制工具包(Intelligent Control Toolkit for LabVIEW)。"

　　無土種植技術是一種無需使用泥土，只利用空氣和營養水霧種植植物的方法。采用這種方法可以替代傳統種植方法，并不受干旱或洪澇等惡劣天氣環境的影響，確保農作物的質和量不會減少或降低。所以在某些作物由于氣候環境等原因而不能被種植在某處時，就可以采用無土種植技術。除此之外，采用無土種植技術之后，作物無需花費精力來擴展根莖，就能夠將更多能量用于提高產物的質量，例如作物的大小，味道或者營養價值。然而這種技術需要大量投入與人員的專業訓練，在初期，這些投入是相當巨大的。

　　無土種植法的優點還有很多，它無需使用農機，所以不會導致土壤污染，也沒有水土流失的風險。由于不使用化學農藥，并且整個過程幾乎完全自動化，還能夠有效地節約資源。這種集約式的生產方式很適合在城市使用。

　　我們利用智能系統和綠色工程技術設計了一個全新的便攜式智能型溫室原型，實現了對供電與施肥等所有資源的同時管理，能夠控制環境變量以獲得最佳收成，并將系統損耗下降到最低。智能溫室采用了無土種植法，使用方便，且極具靈活性，可被放置于餐廳或城市住家中。

　　此溫室具有兩種主要特點：首先，傳統的溫室一般無法放置于建筑物或家中，而便攜式溫室的主要目的就是要能放置在傳統溫室無法進駐之處。其次，這是一個智能溫室，所有會影響生長的變量與因果反應都被納入考慮，系統會根據這些數據進行分析并產生響應。

　　使用這座便攜式智能型溫室會帶來許多益處，如：非無土種植法專家也能操作;建立溫室的初期成本可以大幅降低;我們可以選擇單獨種植不同的作物，例如蕃茄、辣椒與生菜等。一些新生代的溫室系統已經決定采用我們的便攜式智能溫室作為主要平臺，例如，位于墨西哥莫雷洛斯州 (Morelos) 奎納瓦卡市 (Cuernavaca) 的一處占地 1200平方米的溫室。