集装箱式植物工厂产品介绍

一、设施定义与学术定位

托普云农TP-ZWGC系列集装箱式植物工厂是以国际标准海运集装箱（20 ft/40 ft）为基体，经农业功能化改造后集成人工光环境系统、立体无土栽培系统、闭环水肥循环系统及多因子环境智控系统的全封闭人工光植物工厂（Artificial-Light Plant Factory）。该设施通过隔绝外界气候与土壤介质，以LED全光谱人工光源替代自然日照，利用PID算法对温、湿、光、气、肥实施高精度程序化调控，实现作物从播种、育苗、营养生长至收获的全周期不受季节与地域限制的周年生产，同时可作为植物光生物学、逆境生理及加代育种的受控实验平台。

二、工作原理

系统基于植物工厂学（Plant Factory）与闭合环路环境控制理论：全密闭围护结构切断外部环境干扰，内部由全光谱LED光源提供可调光量子通量密度（PPFD）与红蓝光比例（Light Recipe）；营养液循环子系统通过NFT（营养液膜技术）、DFT（深液流）或气雾栽培（Aeroponics）方式向根系持续供给经在线监测与自动配比的pH/EC值营养液；工业级温湿调控机组与新风/CO₂补给装置维持箱内设定微气候；物联网中枢以多传感器融合数据驱动PLC执行器进行负反馈调节，使各生长因子始终追踪预设作物生长模型设定点，消除昼夜及季节波动对植物表型的影响。

三、系统硬件构成

围护保温结构：高性能碳钢集装箱壳体，内壁覆不锈钢或彩钢板，夹层填充B1级高密度聚氨酯/岩棉保温层，具备优良气密性、隔热性及IP级防尘防水能力，设检修门、观察窗及安全泄压装置。

人工光环境系统：顶部与层架间布设防水全光谱LED植物照明模组（主峰660 nm红光、450 nm蓝光及适量绿光/远红光），支持光强无级调光、光周期编程及作物专属光配方存储。

立体栽培系统：多层可拆装镀锌钢喷塑或不锈钢栽培架，兼容NFT管道、DFT槽体、潮汐式栽培板及气雾栽培腔；层高可调以适应不同株高作物，配备食品级定植杯与定植棉。

智能水肥循环系统：A/B/C母液桶+自动配肥泵+循环管路+UV紫外杀菌单元，内置pH与EC在线传感器实时反馈并修正营养液离子浓度，支持潮汐/间歇/连续供液模式切换与残液回收。

微环境调控系统：冷热双源热泵/工业空调机组、等焓加湿器与冷凝除湿器、循环匀流风机、初效/中效新风过滤及可选CO₂红外分析仪与钢瓶补气模块，实现温湿气的闭环PID控制。

AIoT智慧管理平台：工业PC或PLC+HMI人机交互，搭载种植模型与数字孪生算法，完成全参数感知、设备联动、历史曲线记录及异常报警；支持局域网/5G远程访问及PC端/手机APP监控。

四、可控生长因子

光环境：光合光子通量密度无级可调，红:蓝比例及光周期可按作物与发育阶段独立编程，支持渐亮/渐暗模拟晨昏。

温度与湿度：箱内气温与相对湿度可分段设定昼夜差值，维持植物最适生长区间。

根际环境：营养液温度、pH值、电导率（EC）及溶氧水平在线监测与自动调节。

气体环境：可控新风换气频次，可选CO₂浓度富集与闭环控制。

栽培模式参数：定植密度、供液频率、潮汐高度与浸没时长可按栽培方式设定。

五、核心功能特点

1、围护保温系统：标准20、40尺寸集装箱箱体形式外，可根据使用需求、场地面积定制高性能碳钢外壳主体，保温夹层采用不锈钢聚氨酯保温板，高阻燃、抗压强。

2、精准环控系统：采用工业级高精度物联网传感器，全密闭空间内温湿光气多参数24小时同步采集，外界温湿度波动时无需人工频繁调整温湿气参数，系统设备快速响应调节，自动完成温度、湿度、CO2浓度等适配。

3、人工补光系统：采用高效率、高可靠的LED芯片、LED恒压驱动电源，光照强度无极调节，可根据作物定制栽培光谱、光配方。

4、立体种植系统：立体种植架采用镀锌钢喷塑、不锈钢等防锈防腐材质，适配植物工厂高湿、高洁净环境，尺寸、层高可根据种植作物类型、作物高矮及实际需求定制。

5、智能水肥系统：可根据作物种植需求兼容水培、雾培、基质培等多类型栽培方式，支持营养液pH和EC值在线监测及实时配肥，实现自动精准水肥灌溉。

6、AI智慧管理平台：以AI算法+种植模型打通数据智能感知、环境精准调控、设备协同联动等全链路管理，实现作物从育苗、定植、生长到收获的全流程温度、湿度、水肥、二氧化碳、氧气等参数的智能化调控。实现远程联网监测功能，全程记录参数及温湿度等曲线图变化，操作人员可通过现场PLC、PC端、手机APP端进行监测、控制、管理。

六、典型应用领域

作物加代与育种筛选：通过优化温光缩短生育期实现水稻、小麦、蔬菜一年多代加代；高温、干旱、盐胁迫模拟筛选抗逆基因型。

植物光生物学研究：不同R:FR比、UV-B补充及光周期对光形态建成、开花转换与次生代谢物积累的定量影响分析。

药用植物与特色作物驯化：名贵中药材（石斛、金线莲等）或特种蔬菜在可控环境下进行品质定向提升与离体快繁。

都市农业与应急保障：城市屋顶/地下空间叶菜周年供应，自然灾害或隔离地区应急新鲜蔬菜自我保障。

教学示范与科普：设施农业、植物生理学课程中植物—环境关系可视化教学与创新实践平台。

七、标准作业流程概要

箱体就位并接通水、电、网络，开机进行气密性检查与各子系统自检校准（pH/EC探头标定、光照度基准校正）。

按目标作物选择或新建光配方与温湿气程序，设定昼夜时段及供液策略。

播种/移苗至定植杯，放入栽培槽，启动营养液循环与环控程序。

生长期定期观察苗情，必要时微调营养液浓度或更换母液；系统自动记录全过程环境数据。

收获后清空栽培槽、清洗消毒管路与箱体内部，准备下一茬次。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）集装箱式植物工厂，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！