北纬50°城乡改造中大棚空间智能化设计研究.pdf

上海包装总第32 8 期2 0 2 3年第8 期D0I:10.19446/ki.1005-9423.2023.08.019.空间包装北纬5 0 城乡改造中大棚空间智能化设计研究黄剑，苏怡文黑河学院，黑龙江黑河1 6 4 30 0摘要：随着人们对绿色健康生活理念的不断提高，大棚种植作为一种重要的生产方式，逐渐受到人们的关注，但大棚在城乡改造中的设计存在诸多问题，如空间利用不合理、生产效率低下等。探索北纬5 0 城乡改造中大棚空间的智能化设计，结合智能化技术，解决现有大棚设计存在的问题，提高大棚的空间利用效率和生产效率，以期为城乡协调发展作出贡献。关键词：城乡改造；大棚空间；农业生产；智能化技术；北纬5 0 分类号：TU984随着城市化进程的加速，城市与乡村的边界逐渐模糊，城乡融合已成为当前城市发展的重要趋势。在城乡融合中，大棚作为一种重要的农业生产方式，被广泛应用于城市农业中。目前，大棚空间的设计和管理还存在一些问题，如缺乏智能化控制、空间利用率低等。在现有研究方面，国内外学者已经对大棚空间的设计、管理和智能化控制等方面进行了大量的研究，但这些研究主要集中在城市边缘地区，缺乏对城市中心区域大棚空间的研究。因此，本文将针对北纬50城乡改造中心区域的大棚空间进行研究和探讨，从而促进城市农业的可持续发展。同时，也为其他城市区域的大棚空间设计提供参考。1大棚空间设计原则在北纬5 0 城乡改造中，大棚空间设计是一个至关重要的环节。大棚空间的设计应遵循一些基本的原则。（1）大棚的空间设计不仅要满足农业生产需要，收稿日期：2 0 2 3-0 6-1 3*基金项目：黑龙江省大学生创新训练项目“北纬5 0 城乡改造中大棚空间智能化模块化研究”研究成果（2 0 2 1 1 37 4 4 0 2 8）作者简介：黄剑，男，硕士，副教授，研究方向为设计艺术学；苏怡文，女，本科在读，研究方向为环境设计。还要充分考虑人体工程学，提高人们的劳动效率和舒适度。（2）大棚的空间设计应充分运用自然资源，如太阳光和自然通风，降低能耗成本。（3）大棚的空间设计应注重可持续性，如采用可降解的材料或者再生材料，减少废弃物的排放。同时，充分考虑环保问题，尽量使用环保型材料，避免对环境造成污染。（4）大棚的空间设计还应充分考虑大棚的实际情况，因地制宜地进行设计。2大棚空间智能化设计思路大棚空间的智能化设计思路以提高生产效率、减少人工工作量、改善生产环境质量为目标，通过建立智能化控制系统实现管理和操作的自动化。在北纬5 0 的城乡改造中，大棚空间智能化设计具有重要意义。（1）营造适宜的生产环境。在北纬5 0 的寒冷地区，气温低、日照短等对植物的生长有很大影响，因此大棚空间设计应符合作物的生长发育需要，创造充足的光照、适宜的温度和空气质量。（2）充分利用现代科技。利用现代科技手段，如传感器、自动化控制技术、远程监控系统等，对大棚空间进行实时监控和数据分析，提高管理的精度和准确性，最大程度上减少人为失误带来的损失。（3）优化体系结构。探究大棚空间的内部结构和作物种植布局等因素，针对性地设计出最优的体系结构方案，确定作物种植的数量和种类，从而创造更好的生产效益和更高的经济收益。（4）注重实用性和可持续性。在设计方案的实施中，应充分考虑大棚空间的使用寿命和未来发展的可持续性，合理选用新材料和新技术，强化对大棚空间建设质量的监控和管理，从而保证设计方案的长期有效性和实用价值。大棚空间智能化设计思路涉及多个方面的内容和57空间包装2023年第8 期总第32 8 期上海包装象站等对大棚进行实时监测，然后预测大棚内外的温度变化和温度差异值，从而制定最适宜的加热和冷却温度。大棚内部加热和冷却操作可由智能硬件实现自问题，需要在实践中不断探索和完善。只有在科学合理的设计方案支持下，才能更好地推动北纬5 0 城乡改造中大棚空间的智能化设计实践，提高农业的生产效益和经济效益。3大棚空间智能化设计方案为了提高大棚空间的生产效率和农作物的品质与数量，笔者提出了一系列大棚空间智能化设计方案，如图1 图3所示。单元模块平面布置图1:100图1 保温大棚平面布置图采暖设施保温帘光伏玻璃卷帘电机通风管道90051207.0201001007.200单元模块详图1 1 1 0 0图2 保温大棚单元模块详图（单位：mm）感器、土壤湿度传感器、环境温湿度传感器等收集到的数据，智能化开窗系统可以实现预感控制功能，并根据大棚内外温差、湿度差等数据进行开窗、关窗等控制操作 2 。3.2智能化灌溉系统设计为便于管理和维护，笔者设计了一个自动控制的灌溉系统。该系统利用土壤湿度传感器、光照强度传感器、温度传感器等收集大棚内外环境数据，再利用专业的数据分析模型来计算作物所需的水分和肥料量，使农民更方便地管理作物的生长和发育 3。3.3智能化照明系统设计为了提高光能的利用效率，笔者提出了智能化照明方案。该方案利用可见光谱传感器和温度传感器等对大棚内部和外部进行数据监测，然后根据实际情况制定最适宜的光照方案。同时，还可以采用LED灯具，提高光照质量和光照强度，有效节约能源。3.4智能化温控系统设计为了保证大棚内部的温度稳定，笔者提出了智能化温控方案。该方案利用多个环境温度传感器和微气过道单元模块详100S动化控制，实现智能化温控效果。4大棚智能化系统应用与推广4.1大棚智能化系统在北纬5 0 城乡改造中的应用在北纬5 0 城乡改造中，大棚智能化系统得到了广泛的应用。490.900100T10072003.1智能化通风系统设计为了保障大棚内部的空气流通，降低温度和湿度，在大棚内推行智能化通风系统意义重大。在大量使用自然通风的基础上，结合集中式通风和开窗预感控制系统，进行通风系统的设计。同时，利用可见光谱传585.120490|800.490900100/10080051207.200图3保温大棚立面图（单位：mm）制方面发挥了重要作用。通过传感器实时监测温湿度等参数，系统能够自动调节温度和湿度，维持适宜的生长环境，大幅度提高了植物的生长效率，同时降低了操作难度用。490|800490.9001100100800720040 000立面图5.120490|80049090010010080072001：1 0 0（1）该系统在温度、湿度等环境参数的监测与控5120490|800.490.900110011008007.2005.120490.800上海包装总第32 8 期2 0 2 3年第8 期空间包装（2）大棚智能化系统在灌溉、施肥、补光等方面也取得了显著的成果。系统对植物的水分、肥料需求进行监测，自动控制灌溉量、施肥量，减少资源浪费、提高效率。此外，系统还能够根据光足迹的变化进行补光，进一步提高生产效益。作为一种新型的农业生产方式，该系统在城市和农村地区的普及程度正在逐渐提高。相比传统的种植方式，智能化大棚具有更高效、环保、节能的特点，能有效地提升农业生产效率。4.2大棚智能化系统在其他地区的推广随着城市化不断推进，大棚智能化系统的应用范围也在不断拓展。在南方地区，由于气候温暖潮湿，容易滋生病虫害，需要更多的精细化管理。在此情况下，大棚智能化系统可以采取温湿度控制、病虫害监测等技术手段，实现对大棚环境的精细化管理和科学调控。在西北地区，大棚智能化系统的节能优势显得尤为重要。由于该地区资源匮乏、气候恶劣，大棚智能化系统可以通过充分利用太阳能、风能等，提高能源利用效率，降低生产成本。大棚智能化系统的应用需要根据不同的作物品种特点，实现个性化的生产管理。例如，在草莓种植区，实现对草莓的定时施肥、浇水、通风等操作；在蔬菜种植区，实现对灌溉、光照、空气质量等因素的监测和调节；而在花卉种植区，实现对花卉缀化及开花周期的控制。5大棚智能化系统的未来发展方向随着科技的不断发展与大众需求的不断增长，传统的大棚种植已经无法满足现代农业的需求，大棚空间智能化设计逐渐受到重视，大棚智能化系统已被广泛运用。然而，大棚智能化系统也面临着一系列挑战与问题，在未来的发展过程中呕待优化与改进。（1）大棚智能化系统需要更加完善的智能化控制技术。在现有技术的基础上，更加高效精准的监测、预测、控制技术是未来发展的重点。例如，利用大数据分析，结合先进的图像识别技术，实现灵活、智能的农业生产管理，从而提升农业生产效率。随着物联网和互联网技术的不断发展，智能大棚软件的技术也在不断升级，以满足人们对智能化的需求。为了更好地辅助农业生产、提升农业效率，应进一步完善智能大棚软件，使其更加智能化、人性化、实用化5 。（2）大棚智能化系统需要更加环保的技术支持。农业生产过程中产生的废弃物、化学药品的使用残留等环保问题需要引起重视。在未来，必须加强对大棚循环农业技术的研究，如采用环保除草剂、无土栽培等，使大棚生产更加环保、可持续。同时，采用先进的生态建筑设计理论，尽量减少对环境的污染，提高大棚的可持续性，既满足农业生产需要，又为生态环境的保护出一份力。（3）大棚智能化系统需要更加优秀的信息化建设。信息化建设既包括智能化技术的应用，也包括信息化管理的优化与提升。例如，建立农产品产地追溯体系，满足消费者对产品生产与安全的关注需求，提高农产品的品质与安全性。同时，注重大棚空间人性化设计，将大棚设计为非常规形状，丰富美学体验，满足人们的审美需求。（4）大棚智能化系统需要更加注重科技创新。未来的大棚智能化系统应当在满足生产需求的前提下，更加注重科技创新。例如，利用新材料、新技术打造更加智能、高效的大棚设施，采用新型太阳能、光热互补系统等技术，实现更加科技化的农业生产。在信息化时代，大棚空间智能化技术正变得越来越重要，适用于广泛的农业空间。为了充分发挥大棚空间智能化技术的作用，可以采用多种方式，如推广宣传、技术培训等，以提升农业生产效率和经济效益。6结语未来，智能化技术的不断创新和发展将为农业生产提供更多的可能，大棚空间智能化系统应在技术、环保、信息化管理和科技创新等方面进行优化和改进，以满足现代农业生产对智能化的需求。大棚空间智能化设计未来的研究应更注重环保性、人性化、软件技术升级等发展。同时加强技术推广，为农业生产提供更加高效、安全、可持续的生产环境，进一步推进农业现代化进程。参考文献1赵荣阳,王斌,姜重然，等.基于物联网的农业大棚生产环境监控系统设计 .农机化研究,2 0 2 1,4 3(1 1):1 31-1 37.2段萍,高雪,朱志辉.基于云服务的大棚温湿度远程监控系统研究 1 现代电子技术,2 0 1 8,4 1(1 4):1 7 8-1 8 1,1 8 6.3石文西，雷雨田，汪月婷，等.基于深度学习的农业大棚遥感提取方法研究 .无线电工程,2 0 2 1,5 1(1 2):1 4 7 7-1 4 8 4.4吴锦玉,刘晓龙,柏延臣,等.基于GF-2数据结合多纹理特征的塑料大棚识别 J.农业工程学报,2 0 1 9,35(1 2):1 7 3-1 8 3.5贾聪,王传清,李清明,等.M型双连栋塑料大棚温光性能研究 山东农业科学,2 0 2 1,5 3(1 2):8 3-8 7.59