智能温室是一种高效的农业生产设施，它利用现代科技手段，实现对温室内部环境的精准控制，从而为植物提供最佳的生长条件。通常由一系列高精度传感器、控制器和执行机构组成。这些设备可以实时监测温室内的温度、湿度、光照强度、CO2 浓度等环境参数，并根据预设的控制策略，自动调整温室内部的通风、遮阳、灌溉、施肥等操作，以确保作物始终处于最佳的生长状态。

智能温室项目前期投资大，效益回收较慢，在项目落地前确实需要综合考虑多个方面，以确保其合理性、高效性和可持续性。

1 温室规划

温室选址

温室建造应选择光照条件好、地势平坦、工程地质条件好、地下水位较低的区域，避开洪涝、泥石流、风口等自然灾害多发地段。温室建设场地应有满足生产和生活需求的水源、电源，优先选择有地热、工业余热等资源的场地，选择排水良好的地方，以便及时排除多余的雨水。

如果选址地面不平，需进行补平。同时要避开高大建筑物、树木等遮挡物，无法避开时必须留出足够的空间，以保证温室的采光。另外，还应选择交通便利的地方。

温室朝向

温室朝向宜选择南北方向，因为光照是植物生长过程中最重要的条件，南北方向的布局可使温室内各位置的采光比较均匀，从而使作物栽培区域得到充分的光照。若现场实际条件无法满足南北朝向，需优先选择早上至中午能晒到太阳的地方，因为早上的阳光较温和，能促进植株生长。

温室高度的确定

温室建设的高度以天沟的高度来衡量。天沟的高度是指从地面到天沟的高度。一般而言，温室的高度较高可为温室内的作物提供良好的生长环境，为劳作人员提供舒适的工作环境。因为天沟的高度越高，温室内容纳的空气量越大，温室内的环境更易控制，且生产过程中的自动化操作更方便，生产方式的选择更灵活。

温室高度的确定应考虑作物高度和种植方式（吊挂栽培式、地面种植式），温室高度比植株最顶端高2～3m，以保证上部空气流通，避免因上部空气温度过高对作物产生不良影响。同时，还要考虑机械化设备在温室内操作的空间需求，如考虑采摘车升到最高处的高度。

考虑生产包装过程运输路线的畅通性

须从整体考虑，保证各阶段的连贯性，不能片面化、局部性设计。如生产线的运输路径一定要提前规划好，确保从采摘后运输至分拣流水线、包装车间，再至仓库的畅通性。

考虑成本与产出比

温室设计阶段一定要考虑投入成本与产出效益是否成正比。近几年虽然半封闭温室逐渐发展，但不能盲目追求新技术。根据荷兰专家介绍，用传统文洛型温室与半封闭型温室分别种植番茄进行对比，最终产量并无明显差异。但半封闭型温室比传统文洛型温室投资高，且在运行过程中能耗较大。因此，目前在荷兰比较实用和普及的依然是传统文洛型温室。

2 温室设计

温室材料的选择

温室骨架的选择，需考虑温室主体的使用年限、骨架的防锈防腐蚀性能及温室内植株对光的需求。植株对光照条件要求很高时，应选用白色喷塑骨架。白色喷塑骨架外表面美观整洁，矩形管反光面较大，同时高反光喷塑涂料的应用有效降低了吸热率。夏季晴天的高温天气，喷塑骨架表面的温度比普通钢结构温室表面的温度低 1/3。幕布的选择也要考虑植物对光的需求，在高效生产的温室中适宜选用高反光性的幕布，给植株创造良好的光照环境。

自然通风

设置足够面积的风口，使通风系统的设计通风量能满足最大必要的通风量。自然通风是温室最重要、最经济的降温方式。

顶开窗通风设计一定要有背风开窗和迎风开窗，因为一年四季风向会变，迎风开窗降温除湿效果好。当温室需要小幅度降温时，可开启背风面天窗。

此外，夏季将背风面窗户和迎风面窗户相结合，可通过自然通风降温，避免因过早开启湿帘风机而增加后期运营成本。

减小遮阴面

荷兰的温室单体面积大，桁架的安装仅在天沟方向。我国大多数温室的桁架在天沟和开间方向都有安装。可在结构计算的基础上借鉴荷兰的这种安装方式，在节省成本的同时，减小桁架产生的遮阴面。

在安装拉幕系统时要考虑幕布收缩后的遮阴面，建议选用钢索拉幕的安装方式，该安装方式虽然对安装工艺的要求极其严格，但与齿轮齿条拉幕系统的安装方式相比，可节约成本、减小遮光面积。

考虑幕布不同安装形式的节能效果

幕布三角形安装方式：当温室的面积较大时，温室内的温度不均衡，导致植物间温差较大，可采用内保温幕布与三角形幕布的组合，建立多个小区域，使每个小区域的温度更均衡。

幕布对侧安装方式：幕布完全伸展时空气不流通，内遮阳与内保温对侧安装时，可增加空气的流通性。但要确保幕布收缩后间距较小，否则会增大遮阴面。

合理定位柱间加热管道的位置

株间加温管道的位置不同对果实成熟的影响不同，当加温管道放在第一穗果实的位置时会加速果实转色，使采收期提前，适合采收期长的番茄。当管道放在中间（相当于第三穗、第四穗果实的位置）时可使果实膨大，但由于根部营养不足，无法供给植株所需要的养分，导致采收期缩短。因此，目前种植番茄的温室都采用双层加温管道。设计前一定要与种植技术人员沟通好，明确其种植需求，合理确定加热管道的位置。

温度和湿度的平衡

在荷兰应用较多的高压喷雾系统，可实现空气湿度和温度的精准控制，可更好地掌控作物叶片的水分吸收，无遮阴的温室温度可降低5℃，遮阴温室的温度可降低7℃。高压喷雾系统可提供即时的加湿，最大限度地减少细菌滋生，避免对作物和花卉造成伤害。

喷雾系统可在约10 MPa的极高压下运行，产生约10 μm的细小液滴。细小水滴可冷却空气，冷空气向下移动到植物层面，然后被上升的热空气取代。这些极小液滴的最大优点是蒸发快，不会落到植物叶片上，从而实现最佳冷却效果。与其他系统相比，还可降低耗水量。若一些植株在降温的同时不需要加湿，可在温室顶部外面安装喷淋降温系统，一般可降温1～2℃。

考虑光污染问题

为了避免光污染影响周围人们的生活，可在四周安装侧卷系统。侧卷系统有3重功效：夏天可以隔热，防止热量进入温室，起到降温作用；冬天可保温，防止温室内的热量散失；避免光污染。

考虑劳作人员工作时的舒适度

考虑劳作人员工作时的舒适度，为其创造良好的工作环境，激发其工作热情，提高其工作效率。例如栽培槽的高度一般距地面70～80cm，劳作人员无需弯腰，操作方便；仅在温室过道上方安装白色遮阳网，可避免阳光直射，降低过道温度，既给劳作人员创造了舒适的劳作环境，又不影响过道两侧植株对光照的需求。

我国在智能玻璃温室的硬件建造方面已经进步很大，但是在软技术方面包含温室种植产业链的技术，以及种植技术配套方面还有很大的进步空间。

1 智能玻璃温室的构造

1.骨架结构：玻璃温室大棚的骨架结构通常采用优质钢材加工而成，其主要作用是支撑整座大棚的重量和承受外界的风力和雨雪等自然灾害。骨架结构的设计应考虑到抗风雪、抗震荡、防盗等方面，同时也要保证美观大方。

2.覆盖材料：玻璃温室大棚的覆盖材料主要采用玻璃，这种材料具有良好的透明度和隔热性能，可满足作物的采光、温度和湿度等多种需求。其中玻璃的透明度好，美观大方，但重量较大且造价昂贵。

3.门窗系统：玻璃温室大棚的门窗系统通常采用推拉式或旋转式设计，以方便作物的通风、散热和进出，同时也便于管理和维护设施。门窗系统的材料选择同样很重要，需要考虑到其隔热、防水、防尘等特性。一些高端玻璃温室大棚还配备了自动控制系统，可根据环境变化自动调整门窗的开合程度。

2 玻璃温室大棚关键功能

1.生物防治：蔬菜生产过程中不可避免会出现虫害，传统农业一般会采用杀虫剂来防控，但是残留在果实上的农药会危及消费者的健康。半封闭式智能温室大棚可以最大程度地降低农药使用、实现绿色农业、可持续农业，引入了生物防治技术，通过在温室内施放培育害虫的天敌去捕食有害昆虫，来避免农药的使用，保证食品安全。

2.环境智能控制：环境智能控制系统作为温室的大脑，控制着温室内所有设备的运行。它是种植者栽培策略的具体执行者，通过采集温室内外环境参数、经过逻辑计算，转化为电动设备控制指令，实时精准控制温室环境。不仅可靠、更加高效。

3.二氧化碳补充：二氧化碳是植物进行光合作用的原料，也是果实中糖分的来源。温室内二氧化碳含量在日出后迅速下降，甚至低于室外水平。在寒冷天气无法进行通风换气的情况下，温室内二氧化碳的补充需求尤为迫切。智能温室内部采用食品级液态二氧化碳原理，设计了科学的供气系统，对温室内进行均匀有效的二氧化碳补充。从而有效提高果实产量和口感，增加果实的营养价值，输出更为健康的产品。

4.水肥一体化灌溉：植物生长过程不仅需要水肥，还需要养分。水肥一体化就是将灌溉和施肥两者融合的农业技术。智能温室无土栽培水肥一体化理论为，太阳辐射积累控制灌溉的方式。根据不同作物、不同时期、以及不同环境下作物的需肥规律，定时定量精准供应水肥。该方式直接把营养输送至作物根本、灌溉残液回收再利用，大大提高了水和肥料的利用率，避免了农业面源污染、保护了环境，实现了项目的可持续运营。

5.补光系统：温室大棚生产反季节花卉、瓜果、蔬菜等，由于冬春两季和一些连阴雨天气日照时间短，作物生长缓慢，产量低，因此需要进行补光。智能温室补光系统是许多温室作物种植的必要设施，是依照作物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需光源的一种灯具。温室采用专业补光灯具,可使幼苗加速生长，也可以使蔬菜提前上市。补光系统分为植物育苗灯和植物生长灯。

6.冬季幕帘保温系统：北方地区冬季室外气温低、加温能耗高的问题。智能温室可以采用了双层内保温与立面侧卷保温系统，可在冬季形成全方位覆盖的热量阻隔屏障，大大增强温室的保温性能、降低加温能耗。其中二层内保温选用了高透节能型新材料保温幕，可用于冬季白天保温，在不影响光照的同时增强温室保温性能。

1.构建物联网系统

传感器网络：在温室内布置多种传感器，如温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等传感器，以实时获取温室内的环境数据。

数据传输：利用无线通信技术（如Wi-Fi、Zigbee、LoRa等）将传感器采集的数据传输到中央控制系统。

2.数据处理与分析

数据收集：中央控制系统接收来自传感器的数据，并进行实时记录。

数据分析：利用云计算平台或数据分析软件对收集到的数据进行处理和分析，以评估当前温室环境是否适合作物生长。

3.环境监测系统

数据采集：利用物联网传感器实时采集温室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境数据。这些传感器能够确保数据的准确性和实时性。

数据分析：通过云平台或数据处理系统，对采集到的数据进行处理和分析，以形成可视化的曲线图或报告。这有助于管理者直观地了解温室内的环境状况。

4.智能化控制系统

智能决策：基于物联网技术的智能控制系统能够自动调控温室内的环境参数，如开启或关闭通风设备、遮阳系统、加热设备等，以保持作物生长所需的最优环境。

水肥灌溉：通过物联网技术，可以实现对作物水肥灌溉的精准控制。系统可以根据作物生长阶段和土壤湿度等因素，自动调节灌溉量和施肥量，确保作物健康生长。

5.智能化决策支持

预测模型：利用历史数据和机器学习算法，系统可以预测未来温室环境的变化趋势，并提前作出相应的调整。

专家系统：结合农业专家的知识和经验，系统可以提供更加精准的决策支持，帮助管理者做出更加科学的决策。

6.病虫害诊断与防治系统

病虫害监测：利用物联网技术，可以实时监测作物病虫害的发生情况。通过安装虫害监测警报灯等设备，可以及时发现病虫害并采取相应的防治措施。

预警与干预：当病虫害达到设定阈值时，系统会自动向管理者推送预警信息。管理者可以根据预警信息采取相应的干预措施，如喷洒农药、调整环境参数等，以防止病虫害的进一步扩散。

7.能源管理优化方案

节能技术：通过物联网技术，可以实时监测温室内的能源使用情况，如电力、水资源等。系统可以根据实际需求自动调节设备运行状态，以降低能耗并节约资源。

能源综合利用：在温室大棚中，可以引入工业余热，利用电厂、冶炼厂等相关工业企业生产过程中产生的余热为温室提供热力支持，解决温室冬季加温的问题，这不仅可以降低温室运营成本，提高利润率，还可以减少温室运行过程中的碳排放，实现碳中和、碳达峰。

8.远程监控与管理

实时数据查看：通过物联网技术，管理者可以随时随地查看温室内的实时数据，如环境参数、作物生长状况等。这有助于管理者及时了解温室运行状况并做出相应的决策。

远程控制：管理者可以通过手机或电脑等终端设备远程控制温室内的设备运行状态，如开启或关闭灌溉系统、调整环境参数等。这极大地提高了管理的便捷性和灵活性。

1.环境监测与控制：使用传感器实时监测温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境参数，并通过自动化系统进行精确控制，提供最适宜的生长条件。

2.灌溉与施肥管理：精准灌溉系统可以根据农作物的需求提供适量的水分，避免过度或缺水。施肥也可以根据预设的配方进行自动化管理。

3.光周期控制：调控光照时间和强度，以满足不同农作物的光周期要求，促进生长和发育。

4.气候调节：通过通风、遮阳、保温等措施，调节温室内的气候条件，避免极端天气的影响。

5.种植模式和间距：根据农作物的特点和标准化种植要求，确定合适的种植模式和植株间距。

6.病虫害防治：采用综合的病虫害防治策略，包括生物防治、物理防治和化学防治等，确保农作物的健康生长。

7.数据记录与分析：记录种植过程中的各项数据，以便分析和优化种植管理措施。

8.精准采摘：根据农作物的成熟度和品质标准，实现精准采摘，保证农产品的质量一致性。

9.优化资源利用：最大限度地利用水、肥、能源等资源，提高资源利用效率。

10.监控与预警：实时监控生长状况，及时发现问题并发出预警，采取相应的措施。

11.教育培训：对操作人员进行培训，确保他们了解标准化种植的要求和操作技术。

12.质量检测：建立质量检测体系，确保农产品符合相关标准。

通过以上措施，智能温室可以实现农作物的标准化种植，提高农产品的质量和产量，同时降低生产成本和资源消耗，智能温室的应用将为我国乃至全球农业的可持续发展做出重要贡献。