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水稻立体育秧智慧工厂智能环境控制技术规范

1范围

本文件规定了水稻立体式育秧智慧植物工厂智能环境控制的术语和定义、智能环境监测指标、环境智能控制系统及运行维护等技术规范要求。

本文件适用于水稻立体式育秧智慧植物工厂的智能环境控制技术系统建设。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

NY/T1534-2007水稻工厂化育秧技术要求

NY/T1635-2008水稻工厂化（标准化）育秧设备试验方法

JB/T10288－2013连栋温室技术条件NY/T1451－2007温室通风设计规范

NY/T2133-2012温室湿帘-风机降温系统设计规范NY/T2132-2012温室灌溉系统设计规范

JB/T10297－2014温室加热系统设计规范

JB/T10296－2013温室电气布线设计规范

JB/T10306－2013温室控制系统设计规范

QX-T98-2008早稻播种育秧期低温阴雨等级

GB/T18209.2机械电气安全指示、标志和操作第2部分：标志要求GB/T33905.1~5智能传感器

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1理论模型和标准化体系

理论模型和标准化体系是指用于解释现象、指导实践的抽象框架及其规范化的操作和评估标准集合。

3.2水稻立体式育秧技术

立体式育秧技术是一种在环境可控温室内利用轻量化、少动力、高空间利用率的垂直循环结构，为秧苗提供稳定、高效培育环境的农业工程技术。

3.3水稻立体式育秧智慧植物工厂

水稻立体式育秧智慧植物工厂采用玻璃温室或超级大棚，结合立体式育秧台架，通过智能调控工厂内部温度、湿度、光照和风速等环境因子，为水稻秧苗创造最佳生长环境。该类

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植物工厂显著提高了空间利用率，并可应用于水培牧草和叶菜工厂化生产。

3.4环境智能控制系统

环境智能控制系统是由环境传感器、环境调控设备、网络设备、监测设备、控制器、远程控制终端及通讯线路组成的系统，可实现立体式育秧空间的环境数据采集及设备调控，为水稻秧苗提供适宜生长环境。

3.5水稻秧苗生长模型

3.6秧苗生长监测与智能诊断技术

利用机器视觉等技术进行水稻秧苗生长状态（叶龄、株高、茎基宽、颜色等）的无人化监测，并结合人工智能技术和水稻秧苗生长模型，判别秧苗生长质量，作为秧苗生长环境智能监测与调控的依据。

3.7水稻秧苗生长调控模型

应用秧苗生长监测与智能诊断技术，依据秧苗生长质量判别结果，针对育秧过程中所诊断出的生长问题，水稻秧苗生长调控模型利用人工智能技术对秧苗生长环境进行智能调控，确保秧苗全生育期内生长环境适宜。

3.8多角度立体空间监测装备

多角度立体空间监测装备是一种能够从多个角度对三维空间进行全面监控和分析，可上传数据并结合机器视觉技术返回监测、诊断结果的设备。

4水稻立体式育秧智慧工厂环境监测

4.1环境参数监测种类

水稻立体式育秧智慧工厂需要监测的环境因素包括：温湿度、光照、风速、CO2浓度、O2浓度。具体监测指标如下。

4.1.1温湿度

温度：监测空气温度（单位为°C），一般水稻苗期生长的适宜温度范围在20°C到30°C之间。一般来说，水稻苗期能耐受的最低温度原则上不低于15℃,不高于35°C。

湿度：监测空气相对湿度（单位为%），一般水稻苗期生长的适宜相对湿度范围在70%到80%之间，以避免病害和促进健康生长。一般来说，水稻能耐受的最低相对湿度原则上不低于60%，不高于85%。

4.1.2光照

监测指标包括光照强度（光量子流密度，单位为μmol/m2/s）和光照周期（即24小时内的有效光照总时间量），以确保光合作用进行所需的光合光量子通量密度。

4.1.3风速

监测空气流动速度（单位为m/s）和方向，确保空气在立体式育秧空间内均匀流通，避免局部高湿度和病害发生，同时促进气体交换。

4.1.4CO2浓度

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监测二氧化碳浓度（单位为ppm，即每百万分量），以优化光合作用效率，通常控制在

300ppm到1000ppm之间，具体值依据生长阶段调整。

4.1.5O2浓度

监测氧气浓度（单位为百分比%Vol或毫升每升ml/L，即体积百分比），氧气浓度对水稻的干物质积累有直接影响。适宜的氧气浓度能够促进根系呼吸作用，有助于植物更有效地吸收水分和养分，从而促进干物质的合成和积累。一般而言，O2浓度应控制在19%Vol至22%Vol之间，以保证良