疊加式智能化小型植物工廠客廳菜(花)園項(xiàng)目可行性論證報(bào)告

PAGEPAGE29目錄一、立項(xiàng)的背景和意義…………………1（一）背景………………1（二）意義………………2二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………3（一）國(guó)際上的發(fā)展概況………………3（二）國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀…………………4（三）生產(chǎn)和推廣中存在的問題………5（四）適宜家庭種植的小型化植物工廠………………5三、項(xiàng)目研究開發(fā)內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)……5（一）開發(fā)內(nèi)容…………5（二）采取技術(shù)方案及關(guān)鍵……………6（三）主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)………8四、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)………9（一）技術(shù)指標(biāo)…………9（二）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)…………10（三）產(chǎn)業(yè)化前景………10五、項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解………………11（一）實(shí)施方案…………11（二）技術(shù)路線…………15（三）組織方式…………16（四）課題分解…………16六、計(jì)劃進(jìn)度安排………16七、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件………………17（一）項(xiàng)目承擔(dān)單位情況………………17（二）申報(bào)國(guó)家專利及獲獎(jiǎng)情況………18（三）產(chǎn)品開發(fā)情況……………………18（四）媒體報(bào)道情況……………………18（五）室內(nèi)植物種植系統(tǒng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已成功備案……18（六）現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)設(shè)備儀器情況?！?8（七）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地情況……………………19八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算……………19一、立項(xiàng)的背景和意義（一）研發(fā)疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園是在經(jīng)過大量的技術(shù)和市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上提出來的：1、糧食蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)上漲蔬菜等糧農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格一直受到全球各方的關(guān)注，近日聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織警示：世界面臨糧食價(jià)格沖擊。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織日前發(fā)布的報(bào)告顯示，全球食品價(jià)格指數(shù)在2010年12月達(dá)到了215，為近20年來的最高點(diǎn)。該組織預(yù)計(jì)，2011年全球食品價(jià)格可能進(jìn)一步上漲，因此對(duì)各國(guó)提出糧食安全警告。據(jù)了解，此前在很多發(fā)展中國(guó)家出現(xiàn)的食品價(jià)格大幅上漲的現(xiàn)象，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼出現(xiàn)。比如2010年美國(guó)的玉米價(jià)格上漲了50%，大豆價(jià)格上漲了34%。蔬菜的價(jià)格每年都在上漲，大蒜、生姜價(jià)格的波動(dòng)在一段時(shí)間甚至成倍的上升，老百姓的菜籃子顯得很有點(diǎn)搖搖晃晃地拎不穩(wěn)。2、食品安全存在隱憂對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問題一直受到老百姓的關(guān)注，不少群眾反映，最怕蔬菜中有農(nóng)藥殘留，每次買回菜，都得又洗又泡好多遍。為有效保障菜籃子安全，讓群眾吃上“放心菜”，已刻不容緩。3、耕地面積日益減少隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)耕地面積在日益減少，已經(jīng)降到了18億畝的警戒線，人均耕地面積才一畝多一點(diǎn)。提高單位面積的耕地作物產(chǎn)物、實(shí)行立體式的種植以及利用家庭庭院、室內(nèi)種植等，已經(jīng)成為各國(guó)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)。4、種植正在成為城市居民的一種消費(fèi)時(shí)尚種植綠色植物，包括蔬菜、花卉，不僅是吃和觀賞，還可以得到身體的鍛煉，以及得到空氣凈化、供應(yīng)新鮮氧氣，這被很多城市居民認(rèn)識(shí)并采用。而在室內(nèi)種植，在家庭客廳里種植，更是可以達(dá)到天然氧吧的效果，這是種植的最高境界。（二）研發(fā)針對(duì)家庭的疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，有著重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義：1、從國(guó)家層面上來說，是一種戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備解決吃的問題，一直是國(guó)家關(guān)心的涉及千家萬戶民生的大事。許多發(fā)達(dá)國(guó)家，都投入大量的資金來研究種植技術(shù)，提高單位面積的產(chǎn)量，以及保持在不同的季節(jié)和氣候條件下的生產(chǎn)。植物的室內(nèi)種植，是種植技術(shù)皇冠上的明珠，在植物工業(yè)化生產(chǎn)上的突破和技術(shù)推廣應(yīng)用，可以為國(guó)家解決老百姓在吃的問題上的擔(dān)憂。疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，是大規(guī)模蔬菜植物工廠的雛形，其開發(fā)成功并得到推廣，將為進(jìn)一步開發(fā)規(guī)模化植物工廠積累經(jīng)驗(yàn)，為未來儲(chǔ)備技術(shù)。2、開創(chuàng)新的行業(yè)，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，是一種全新的設(shè)計(jì)理念和產(chǎn)品理念，該產(chǎn)品一旦開發(fā)成功，必將引起植物種植行業(yè)革命性的改變。前幾年，有一家河南的企業(yè)開發(fā)出了把黃豆研磨并煮熟叫豆?jié){機(jī)的產(chǎn)品，起初，這種小家電并不起眼，只有很少的家庭購買使用。而正是這種小家電，在三鹿奶粉事件出來后，人們開始對(duì)奶制品不信任，轉(zhuǎn)而改吃現(xiàn)磨現(xiàn)煮的新鮮豆?jié){，豆?jié){機(jī)一躍而成為家電行業(yè)的新秀，開創(chuàng)了一個(gè)新的行業(yè)，全行業(yè)年產(chǎn)值在100億以上的。相信家庭化植物工廠，也將開創(chuàng)出一個(gè)新的行業(yè)，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展3、提供清潔、無污染的綠色蔬菜，家庭居民得到自給自足疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，產(chǎn)量高，生產(chǎn)周期短，使用清潔環(huán)保的肥料，在無污染的環(huán)境下生長(zhǎng)，耗電量少，家庭化生產(chǎn)，可以滿足或部分滿足家庭數(shù)口人吃菜，而且無農(nóng)藥殘留的擔(dān)憂，無疑將成為許多居民家庭的選擇。4、在家庭里種植，既是一種鍛煉身體的方式，又是一個(gè)天然的氧吧利用疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，種植蔬菜花卉等各種植物，既可以體驗(yàn)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)，得到身體鍛煉，還可以在植物的光合作用下，提供氧氣，凈化空氣，對(duì)人們的身體健康是一舉多得。普及和推廣室內(nèi)種植，將大大有利于國(guó)民體質(zhì)的提高，可謂利國(guó)利民！5、有巨大的市場(chǎng)容量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益目前家庭住房改善很快，大戶型的住房已經(jīng)有較高的比例。在新居室裝修時(shí)，設(shè)計(jì)占用一定的面積進(jìn)行室內(nèi)種植，將成為許多居民的選擇。據(jù)測(cè)算，全國(guó)住上150—200平方面積的家庭有上千萬，向這些大戶型住房家庭推薦使用，將是一個(gè)十分可觀的市場(chǎng)，市場(chǎng)價(jià)值數(shù)十個(gè)億。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（一）植物工廠在國(guó)際上的發(fā)展概況1957年世界上第一家植物工廠誕生在丹麥，1974年日本等國(guó)也逐步發(fā)展起來。美國(guó)猶他州立大學(xué)試驗(yàn)用植物工廠種植小麥，全生育期不到2月，一年可收獲4－5次。20世紀(jì)60年代初次進(jìn)行植物工廠的試驗(yàn)，并開始推廣。1964年奧地利開始試驗(yàn)一種塔式植物工廠（高30米、面積5000平方米）。該國(guó)魯斯納公司的塔式植物工廠已在北歐、俄羅斯、中東國(guó)家采用。奧地利的一家番茄工廠，工作人員僅30人，平均日產(chǎn)番茄13.7噸，成本只有露地的60％。1971年丹麥也建成了綠葉菜工廠，快速生產(chǎn)獨(dú)行菜、鴨兒芹、萵苣等。1974年日本建成一座電子計(jì)算機(jī)調(diào)控的花卉蔬菜工廠，該廠由1棟2層的樓房（830平方米）和兩棟栽培溫室（每棟800平方米）構(gòu)成，在一年內(nèi)生產(chǎn)兩茬金香、兩茬壟民花、一茬番茄，做到周年生產(chǎn)。至1998年，日本已有用于研究展示、生產(chǎn)的植物工廠近40個(gè)，其中生產(chǎn)用植物工廠17個(gè)。植物工廠是國(guó)際上公認(rèn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高級(jí)發(fā)展階段，是一種技術(shù)高度密集、不受或很少受自然條件制約的全新生產(chǎn)方式。（二）植物工廠在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)有以中國(guó)農(nóng)科院等研究機(jī)構(gòu)研制的植物工廠。該植物工廠由植物苗工廠和蔬菜工廠兩部分組成，以節(jié)能植物生長(zhǎng)燈和LED為人工光源，采用制冷-加熱雙向調(diào)溫控濕、光照-CO2耦聯(lián)光合調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)液（EC、pH、DO和液溫等）在線檢測(cè)與控制、環(huán)境數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)控制等13個(gè)相互關(guān)聯(lián)的控制子系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)對(duì)植物工廠的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智能化管理。其中的植物苗工廠由雙列五層育苗架組成，種苗均勻健壯，品質(zhì)好，單位面積育苗效率可達(dá)常規(guī)育苗的40倍以上；蔬菜工廠采用五層栽培床立體種植，所栽培的葉用萵苣從定植到采收僅用16-18天時(shí)間，比常規(guī)栽培周期縮短40%，單位面積產(chǎn)量為露地栽培的25倍以上，產(chǎn)品清潔無污染，商品價(jià)值高。（三）植物工廠在生產(chǎn)和推廣中存在的問題盡管植物工廠在產(chǎn)量和效率方面具有優(yōu)點(diǎn)突出，但存在的問題也同樣明顯，就是設(shè)備復(fù)雜、成本高昂，而且運(yùn)作成本更高，在一定程度上影響了它的推廣。一個(gè)封閉式的植物工廠，如果配備補(bǔ)光、空調(diào)、二氧化碳供給、濕度調(diào)節(jié)以及自動(dòng)控制的系統(tǒng)，每個(gè)平方的投資將達(dá)到數(shù)萬元上，一個(gè)200平方面積的植物工廠，造價(jià)將達(dá)到上千萬元。而這樣的植物工廠，運(yùn)作成本將更高，一般電費(fèi)為每天每平方2千瓦時(shí)。成本問題，導(dǎo)致植物工廠一時(shí)很難普及和推廣，限制了其產(chǎn)業(yè)化。（四）適宜家庭種植的小型化植物工廠將得到優(yōu)先發(fā)展臺(tái)灣和日本的一些研究機(jī)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)的中國(guó)農(nóng)科院、麗水市農(nóng)科院等研究機(jī)構(gòu)，開始研發(fā)針對(duì)家庭使用的小型化植物工廠，認(rèn)為家庭型蔬菜植物工廠，可以得到植物氧氣釋放與吸收二氧化碳的交換，也是一種很好的休閑、鍛煉方式，其吃菜的經(jīng)濟(jì)性讓位于第二位，適宜于較高層次的家庭以及軍隊(duì)潛艇、海島、邊防部隊(duì)?wèi)?zhàn)士吃菜需要，因而有很大的市場(chǎng)潛力，有可能得到優(yōu)先發(fā)展。三、項(xiàng)目研究開發(fā)內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（一）開發(fā)內(nèi)容本項(xiàng)目的目的是研發(fā)一種新型疊加式、智能化、節(jié)能環(huán)保型小型植物工廠——客廳菜(花)園。主要研究?jī)?nèi)容包括：1.根據(jù)不同植物（蔬菜、花卉等）光合作用光譜曲線、光合作用補(bǔ)償點(diǎn)和光合作用飽和點(diǎn)等特點(diǎn)，研究基于LED光源的不同植物室內(nèi)補(bǔ)光技術(shù)方案，包括LED波長(zhǎng)的選擇和配比，LED燈珠數(shù)量等參數(shù)的確定。2.智能LED室內(nèi)補(bǔ)光系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)、試制及測(cè)試，包括LED配光仿真與設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)、恒流源驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)；各系統(tǒng)的加工與測(cè)試。3.疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的設(shè)計(jì)與開發(fā)：包括框架結(jié)構(gòu)和外觀設(shè)計(jì)、補(bǔ)光燈安裝和高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水培循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。4.疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的智能清潔栽培專家系統(tǒng)的建立：研究不同蔬菜、花卉的光照管理技術(shù)、清潔栽培技術(shù)，建立智能清潔栽培專家系統(tǒng)。5.制定疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并備案。6.疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的規(guī)?；a(chǎn)與市場(chǎng)推廣。（二）采取技術(shù)方案及關(guān)鍵1.不同植物補(bǔ)光參數(shù)的確定，包括植物光合作用吸收光譜和光合補(bǔ)償點(diǎn)和光合飽和點(diǎn)的確定。選擇代表性室內(nèi)種植蔬菜、花卉品種，測(cè)定其不同生育期葉片的吸收光譜曲線和葉片色素的吸收光譜曲線，為補(bǔ)光燈配光曲線提供依據(jù)。選擇代表性室內(nèi)種植蔬菜、花卉品種，采用光合速率測(cè)定儀，測(cè)定不同植物的光合補(bǔ)償點(diǎn)和光合飽和點(diǎn)，為補(bǔ)光燈光強(qiáng)確定提供依據(jù)。2．智能LED植物補(bǔ)光系統(tǒng)的研制與測(cè)試：2.1智能LED植物補(bǔ)光燈光譜特性研究：針對(duì)不同植物、不同生育期的吸收光譜特點(diǎn)，選擇紅光（中心波長(zhǎng)660nm和中心波長(zhǎng)640nm）、藍(lán)光（中心波長(zhǎng)460nm）、以及白光等不同的LED光源，研制出適合不同植物、不同生育期的補(bǔ)光曲線。調(diào)整LED燈珠的數(shù)量和光強(qiáng)，使其光照強(qiáng)度高于植物的光合補(bǔ)償點(diǎn)并且低于光合飽和點(diǎn)，以獲得最佳的補(bǔ)光效果。2.2智能LED植物補(bǔ)光燈配光系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真：LED植物補(bǔ)光燈是由多組不同波長(zhǎng)的LED組成，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)植物的均勻照射，必須對(duì)LED植物補(bǔ)光燈進(jìn)行二次配光設(shè)計(jì)，通過對(duì)不同波長(zhǎng)LED空間的合理布局，并采用菲尼爾透鏡、折射透鏡等光學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)LED植物補(bǔ)光燈不同波長(zhǎng)光源和整體光照的均勻分配。并對(duì)補(bǔ)光燈照射均勻性采用Solid軟件仿真和測(cè)試。2.3智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：由于用于室內(nèi)植物補(bǔ)光系統(tǒng)需要多個(gè)不同色光的LED排列組合起來，不同的LED驅(qū)動(dòng)電壓不同，但是驅(qū)動(dòng)電流一致（對(duì)1W大功率LED其驅(qū)動(dòng)電流都是350mA），因此，LED的驅(qū)動(dòng)電路需要采用恒流驅(qū)動(dòng)。多個(gè)LED的連接形式采用混聯(lián)的方式連接：先并聯(lián)后串聯(lián)、先串聯(lián)后并聯(lián)、交叉陣列等不同連接方式，選擇具有可靠性高，總體效率高，驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)制造方便的連接方式用于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)。恒流驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與制造：針對(duì)本項(xiàng)目室內(nèi)栽培的特點(diǎn)，恒流源的輸入為工頻交流電源，而輸出電源要求為安全電壓以下的直流電源。本項(xiàng)目擬通過對(duì)電源轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓器、恒流芯片進(jìn)行比較，研發(fā)出適合本項(xiàng)目特點(diǎn)的LED驅(qū)動(dòng)電路。恒流驅(qū)動(dòng)電路的效率大于90%，功率因子大于90%，采用PWM進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)節(jié)，調(diào)光比大于1：100.2.4智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)散熱技術(shù)設(shè)計(jì)：LED工作時(shí)，80%的能量轉(zhuǎn)換為熱能，使芯片結(jié)溫升高。如果不能及時(shí)散去，會(huì)加速器件老化，甚至造成LED永久失效。因此，LED光源系統(tǒng)必須解決散熱問題。通過比較不同散熱材料的熱阻，選擇合適的散熱材料并加工成合適的外形，用于本項(xiàng)目LED補(bǔ)光系統(tǒng)的散熱。通過測(cè)試，LED結(jié)溫不超過60°3.智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造：智能控制系統(tǒng)由嵌入式未處理器、液晶顯示屏、觸摸式操作按鈕等部分組成。包括光照系統(tǒng)控制、循環(huán)系統(tǒng)控制、智能栽培系統(tǒng)控制等功能模塊。光照控制系統(tǒng)對(duì)LED補(bǔ)光系統(tǒng)的光照時(shí)間、光強(qiáng)、光譜等進(jìn)行智能控制，以滿足不同植物生長(zhǎng)需要；循環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)氣泵的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制；智能栽培專家系統(tǒng)預(yù)存不同植物不同生長(zhǎng)期的光照、水肥管理技術(shù)參數(shù)，為用戶提供一鍵式技術(shù)支持。4．疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成。疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園的結(jié)構(gòu)采用輕型型材，組合式、疊加式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有外觀結(jié)構(gòu)美觀、占地空間小、容量大、補(bǔ)光燈高度和角度可調(diào)等特點(diǎn)。5.智能清潔栽培技術(shù)專家系統(tǒng)研究：針對(duì)不同植物室內(nèi)栽培的特點(diǎn)，研究水培、砂培等不同清潔栽培方式下的光、水、肥、氣、溫度的智能管理方案，構(gòu)建智能清潔栽培技術(shù)專家系統(tǒng)，預(yù)存于智能控制系統(tǒng)中，為用戶提供一鍵式技術(shù)服務(wù)。6.技術(shù)關(guān)鍵：智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括光譜特征研究、均勻配光光學(xué)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)。（三）主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1、優(yōu)化產(chǎn)品性能，降低成本，使產(chǎn)品具有實(shí)用性：本研究課題疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，是根據(jù)城市家庭居室條件來設(shè)計(jì)的，大大降低了成本，存在著較高的性價(jià)比。因?yàn)楝F(xiàn)代家庭室內(nèi)，在有人居住的環(huán)境，總有溫度調(diào)控設(shè)施，冬天有暖氣和空調(diào)，夏天有冷空調(diào)，這和植物生長(zhǎng)的環(huán)境很相似或很適合，因此簡(jiǎn)化了溫度調(diào)控。二氧化碳的供給，則是利用家庭人口的呼吸所排放的氣體。這樣，無論是生產(chǎn)制作成本，還是運(yùn)作成本，都有相當(dāng)?shù)慕档?，存在很大的?jīng)濟(jì)性，在商業(yè)化上，大大地前進(jìn)了一步。2、智能化的LED補(bǔ)光系統(tǒng)，具有針對(duì)性補(bǔ)光、均勻補(bǔ)光、補(bǔ)光效率高，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)選用了植物可以充分吸收的介于460——660nm波長(zhǎng)的紅光和藍(lán)光，按一定的比例配成植物補(bǔ)光燈。這個(gè)波長(zhǎng)的光，被植物大部分吸收，光能轉(zhuǎn)換非常高。另外，LED節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)，而且其發(fā)出的光為冷光，可以近距離對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光，大大地增加了補(bǔ)光效果。3、智能化的控制系統(tǒng)，具有自動(dòng)化程度高，預(yù)存的智能清潔栽培技術(shù)專家系統(tǒng)為客戶提供一鍵式技術(shù)支持，解決了城市工薪階層和中小學(xué)生缺乏實(shí)際栽培管理技術(shù)的困難。四、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)（主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景）（一）技術(shù)指標(biāo)1.研制出疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，包括智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)、智能循環(huán)系統(tǒng)、智能清潔栽培專家系統(tǒng)、嵌入式微處理器智能控制系統(tǒng)和疊加式組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。2.智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)光譜曲線與植物光合吸收光譜曲線吻合度大于80%；光照均勻度大于85%；光電轉(zhuǎn)換效率大于90%；3.智能LED補(bǔ)光系統(tǒng)補(bǔ)光效率與對(duì)照光源（日光燈、白熾燈）相比，效率提高50以上；4.疊加外觀結(jié)構(gòu)具有可拆卸、自由組合、占地小、空間利用效率高的有點(diǎn)。5.疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園中試產(chǎn)品各技術(shù)參數(shù)達(dá)到合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。（二）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)至項(xiàng)目完成時(shí)完成銷售額30萬元、項(xiàng)目完成后一年內(nèi)完成銷售300萬元，利潤(rùn)60萬元，稅金10萬元，完成第二年銷售800萬元，利潤(rùn)200萬元，稅金60萬元，第三年銷售2000萬元，利潤(rùn)500萬元，稅金150萬元。通過三年市場(chǎng)培育后，預(yù)期年產(chǎn)值銷售可以過億。另外，項(xiàng)目完成后三年，可以提供50個(gè)以上的就業(yè)崗位。（三）產(chǎn)業(yè)化前景市場(chǎng)是創(chuàng)造出來的。前幾年，河南九陽公司開發(fā)出了把黃豆研磨并煮熟的產(chǎn)品，叫豆?jié){機(jī)。起初，這種小家電并不起眼，只有很少的家庭購買使用，并在一定的時(shí)期成為中高消費(fèi)層次的奢侈品。而正是這種小家電，在三鹿奶粉事件出來后，人們開始對(duì)奶制品不信任，轉(zhuǎn)而改吃現(xiàn)磨現(xiàn)煮的新鮮豆?jié){，豆?jié){機(jī)一躍而占據(jù)市場(chǎng)，成為家電行業(yè)的新秀，全行業(yè)做到了年100億以上的產(chǎn)值，以致以前對(duì)豆?jié){機(jī)看不起的家電行業(yè)老大美的公司以及國(guó)際赫赫有名的直銷企業(yè)安利公司也紛紛入行，來分享豆?jié){機(jī)這塊蛋糕。疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，是一種全新的產(chǎn)品，其強(qiáng)烈的創(chuàng)新理念，必將被市場(chǎng)所接受，在良好的市場(chǎng)策劃和推廣下會(huì)擁有巨大的市場(chǎng)潛力。疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園采用立體式的架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)光、供氣，方便、實(shí)用，蔬菜生長(zhǎng)周期短，既能滿足家庭數(shù)口人吃菜的需要，或者補(bǔ)充，也可以在家庭里體驗(yàn)種植，進(jìn)行身體鍛煉，并提供新鮮空氣，增強(qiáng)舒適度。疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園銷售的對(duì)象是：1、城市居民家庭：作為蔬菜、花卉種植的設(shè)備，也可以作為休閑、鍛煉的活動(dòng)方式，以及增進(jìn)身體健康的天然氧吧；2、科研機(jī)構(gòu)：作為植物補(bǔ)光和種植的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；3、政府部門和植物園：作為政府植物觀光園和旅游觀光園、休閑農(nóng)場(chǎng)的模型；4、教師、學(xué)生：作為教具和試驗(yàn)田?？蛷d菜（花）園在銷售通路上，跟著家居市場(chǎng)走。新房子裝修，先要進(jìn)行設(shè)計(jì)，將客廳菜（花）園放在客廳或者其它居室，與裝修風(fēng)格一體化，購買客廳菜（花）園，是新房子裝修預(yù)算的一部分?？蛷d菜（花）園作為新的時(shí)尚家居，可以代替生態(tài)魚缸，作為室內(nèi)客廳的綠色景觀，可以實(shí)現(xiàn)日常蔬菜所需，這塊市場(chǎng)前景巨大。客廳菜（花）園對(duì)北方家庭尤其適宜。因?yàn)楸狈教鞖夂?，氣候干燥，到了冬天在野外很難見到綠色植物，蔬菜的價(jià)格也特別貴。而在家庭室內(nèi)，大都有暖氣，溫度在20度，非常適宜蔬菜植物種植。以城市大戶型住房家庭來看，全國(guó)目前住上150—200平方以上的家庭有1200萬戶，如果5%的家庭使用疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園，市場(chǎng)占有率達(dá)到30%，那就是18萬套的需求量，按照每套2000元的價(jià)格，就有3.6億的產(chǎn)值、銷售。五、項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解（一）實(shí)施方案1、LED光源的組合配比①LED組波長(zhǎng)的選擇紅光選擇640nm、660nm、670nm，藍(lán)光選擇460nm、470nm、480nm，按照不同組合，模擬組合光譜與植物吸收光譜相似性對(duì)比，確定最佳的補(bǔ)光波長(zhǎng)方案。②LED組紅、藍(lán)光的配比選擇對(duì)于葉菜類，紅光與藍(lán)光的配比選擇2:1、3:1、1:1,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬組合光譜與葉菜類植物吸收光譜相似性對(duì)比，并通過葉菜種植實(shí)驗(yàn)對(duì)比實(shí)際種植效果，最終確定對(duì)于葉菜類的最佳紅、藍(lán)光配比方案。對(duì)于花果類，紅光與藍(lán)光的配比選擇8:1、6:1、5:1,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬組合光譜與花果類植物吸收光譜相似性對(duì)比，并通過花果類植物種植實(shí)驗(yàn)對(duì)比實(shí)際種植效果，最終確定對(duì)于花果類的最佳紅、藍(lán)光配比方案。③LED光源組功率的選擇選擇8W12W24W三種功率實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同光強(qiáng)度對(duì)不同品種植物需求的關(guān)系。通過測(cè)量不同功率LED補(bǔ)光燈的光強(qiáng)度，并參考不同植物的光合作用補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)，理論推算不同植物合適的功率。再通過將以上三種功率，分別種植葉菜類和花果類，比較選擇實(shí)際最佳功率。2、核心控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試制及測(cè)試控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)光系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的控制，功能框圖如下：變壓器變壓器穩(wěn)壓電路主芯片恒流芯片繼電器MOS開關(guān)LED組整流、濾波電路補(bǔ)光時(shí)間設(shè)定氣泵間歇設(shè)定氣泵氣泵電源LCD模塊IN模塊POWER模塊IC模塊OUT模塊首先根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求和原理框圖，設(shè)計(jì)不同功能模塊（包括IN模塊、LCD模塊、POWER模塊、IC模塊、OUT模塊等），再將個(gè)模塊組合在一個(gè)電子線路系統(tǒng)中，再通過模擬仿真，檢測(cè)電路并查找異常問題，糾錯(cuò)完善系統(tǒng)。待電子線路正常運(yùn)作之后，再設(shè)計(jì)CPU控制程序，軟件設(shè)計(jì)完成后，再通過仿真確認(rèn)。然后制版打樣，測(cè)試，并根據(jù)要求不斷完善系統(tǒng)。3、客廳菜（花）園的設(shè)計(jì)與開發(fā)①客廳菜（花）園水培系統(tǒng)及水培管的設(shè)計(jì)與制作。水培管長(zhǎng)度在30cm-200cm范圍內(nèi)確定最佳長(zhǎng)度，主要參考循環(huán)系統(tǒng)功率等因素。直徑在5cm-20cm范圍內(nèi)確定最佳，并選擇一種無毒透明或半透明的PVC或PC或PP材料，保證植物種植綠色無污染。且外壁上應(yīng)設(shè)置水位標(biāo)示刻度，以方便觀察培養(yǎng)管內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液量。通孔直徑為2cm-10cm，孔間距為5cm-15cm，培養(yǎng)兜底部進(jìn)入水培管內(nèi)的深度為6cm-16cm，網(wǎng)格間距5mm-10mm，具體根據(jù)對(duì)常見蔬菜、花卉的根莖直徑統(tǒng)計(jì)和總結(jié)，定一個(gè)最佳尺寸。水培管的底部設(shè)置一個(gè)固定裝置，可以做成凹槽，該凹槽與底座上的凸條配合安裝，凹槽的寬度為1cm-5cm高高中低L：30cm~200cm底部凹槽（A）培養(yǎng)管6cm~16cm2cm~10cm（B）培養(yǎng)兜5cm~15cm?5cm~20cm圖二、水培管和培養(yǎng)兜結(jié)構(gòu)圖②客廳菜（花）園循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作循環(huán)系統(tǒng)目的是為了培養(yǎng)管內(nèi)溶液均勻攪拌，并定期活動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液，防止植物根部腐爛，可以設(shè)計(jì)成通氣和液體循環(huán)兩種方式，具體根據(jù)實(shí)際種植效果對(duì)比和操作便捷性選擇最佳的循環(huán)方式。③客廳菜（花）園補(bǔ)光燈安裝與設(shè)計(jì)需按照補(bǔ)光均勻性和光強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，高度調(diào)節(jié)范圍在17cm~35cm左右。確定最佳的補(bǔ)光燈固定位置，保證在一定高度范圍內(nèi)的光照均勻性。④客廳菜（花）園外觀設(shè)計(jì)與制作安裝客廳菜（花）園針對(duì)家庭用戶在客廳使用，需要安裝客廳裝潢的美觀要求設(shè)計(jì)出現(xiàn)代時(shí)尚的外觀，并需要將以上功能模塊和部件的和諧整合在一起，而且要滿足方便拆裝、運(yùn)輸、組合等優(yōu)點(diǎn)。4、客廳菜（花）園的智能栽培技術(shù)的研究針對(duì)不同蔬菜、花卉的光照要求和植物管理技術(shù)，對(duì)比總結(jié)在室內(nèi)蔬菜、花卉種植的特點(diǎn)。對(duì)比在客廳菜（花）園上栽培植物與在室外或溫室栽培的效果，包括成熟周期、營(yíng)養(yǎng)成分、病蟲害等。5、總體設(shè)備性能測(cè)試與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定制定包括產(chǎn)品外殼質(zhì)量、裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量、使用性能、電氣性能、老化性能的設(shè)備檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)質(zhì)量要求。（二）技術(shù)路線：水培系統(tǒng)設(shè)計(jì)水培系統(tǒng)設(shè)計(jì)補(bǔ)光系統(tǒng)設(shè)計(jì)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能室內(nèi)植物L(fēng)ED補(bǔ)光循環(huán)水培系統(tǒng)桌面微型蔬菜種植系統(tǒng)（office農(nóng)場(chǎng)）疊加式智能化小型植物工廠應(yīng)用客廳菜（花）園規(guī)?；参锕S（三）組織方式：本項(xiàng)目由申報(bào)單位組建項(xiàng)目組，負(fù)責(zé)對(duì)本項(xiàng)目的組織、領(lǐng)導(dǎo)和實(shí)施。項(xiàng)目組成員包括企業(yè)的負(fù)責(zé)人（總經(jīng)理、高級(jí)經(jīng)濟(jì)師）、大學(xué)教授（省級(jí)中心實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、省級(jí)課題評(píng)委）、檢驗(yàn)檢疫局的工程師、企業(yè)技術(shù)人員和大學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)院的研究人員等。（四）課題分解：本項(xiàng)目由申報(bào)單位總經(jīng)理擔(dān)任組長(zhǎng)，全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)疊加式智能化小型植物工廠項(xiàng)目的總體規(guī)劃和該項(xiàng)目涉及產(chǎn)品的生產(chǎn)與推廣，以及疊加式智能化小型植物工廠——客廳菜（花）園研發(fā)工作總結(jié)與項(xiàng)目驗(yàn)收等。由某大學(xué)教授、博士后、省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任任副組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)技術(shù)的總體設(shè)計(jì)，并具體負(fù)責(zé)光學(xué)部分的設(shè)計(jì)；由申報(bào)單位總經(jīng)理助理負(fù)責(zé)產(chǎn)品外觀以及框架的設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)總裝；由某農(nóng)業(yè)科學(xué)院的研究所所長(zhǎng)、高級(jí)農(nóng)技師負(fù)責(zé)植物種植技術(shù)。由某大學(xué)的研究生、工程師負(fù)責(zé)電路、機(jī)械的設(shè)計(jì)；由檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)的工程師負(fù)責(zé)質(zhì)量檢測(cè)。六、計(jì)劃進(jìn)度安排2010.6，開始由申報(bào)單位派員進(jìn)行技術(shù)與市場(chǎng)調(diào)研；2010.9，開始組建項(xiàng)目組；2010.12，出項(xiàng)目可行性初步方案；2011.1，完善項(xiàng)目可行性方案；2011.2，確定總體設(shè)計(jì)方案；2011.3~2011.11分工實(shí)施：①、LED光源的組合與配比；②、循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作；③、驅(qū)動(dòng)電路及自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；④、水培系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作；⑤、疊加架的設(shè)計(jì)與制作；2011.8，總裝和總體性能測(cè)試，栽培管理技術(shù)研究；2011.9~2012.10， 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)?；a(chǎn)、市場(chǎng)推廣；2011.11，市場(chǎng)推廣應(yīng)用，技術(shù)總結(jié)；2011.12~2012.1，項(xiàng)目評(píng)審。七、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件（一）項(xiàng)目承擔(dān)單位情況申報(bào)單位某農(nóng)業(yè)科技公司，是一家以室內(nèi)植物（蔬菜、果木、花卉、中藥材）種植智能化設(shè)備及其配件、相關(guān)配套植物營(yíng)養(yǎng)肥料為主的農(nóng)業(yè)高科技企業(yè)，落戶在農(nóng)業(yè)高科技聚集的越城區(qū)農(nóng)業(yè)科創(chuàng)園區(qū)，它是一個(gè)開放的、崇尚科學(xué)的現(xiàn)代知識(shí)型企業(yè)，因而不斷地吸取各種知識(shí)，吸納各方人才，得到了國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者的親切關(guān)懷，得到了多家高等學(xué)府與科研單位的大力支持。現(xiàn)擁有多項(xiàng)專利，其中一項(xiàng)為國(guó)家發(fā)明專利。該公司有嚴(yán)格的質(zhì)量保障體系，設(shè)立質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的全面管理，并由品質(zhì)保證部組織實(shí)施。公司在國(guó)內(nèi)建立了第一個(gè)“室內(nèi)植物種植系統(tǒng)”的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)通過質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理部門的備案。配備了光量子計(jì)、紅外溫度儀、光波檢測(cè)積分球、空氣凈化檢測(cè)儀等設(shè)備，實(shí)行對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵環(huán)節(jié)的定量檢測(cè)和控制。申報(bào)單位具有高級(jí)技術(shù)職務(wù)的人員1名，中級(jí)技術(shù)人員2名，另外聘請(qǐng)了大學(xué)教授、研究所以及質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的有關(guān)技術(shù)人員職務(wù)本項(xiàng)目的課題組成員。（二）該項(xiàng)目涉及的設(shè)計(jì)技術(shù)“智能室內(nèi)植物L(fēng)ED補(bǔ)光循環(huán)水培系統(tǒng)”已申報(bào)國(guó)家專利，并且該設(shè)計(jì)已獲得紹興市科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)的榮譽(yù)?！袄肔ED光源調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的方法及其裝置”獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，專利號(hào)：ZL200710071002。（三）已成功開發(fā)了桌面微型化智能蔬菜種植系統(tǒng)——office農(nóng)場(chǎng)，作為蔬菜工廠的微型化模型，技術(shù)已足夠成熟，并成功投放市場(chǎng)。（四）媒體報(bào)道情況申報(bào)單位發(fā)明的“智能室內(nèi)植物L(fēng)ED補(bǔ)光循環(huán)水培系統(tǒng)”一問世，就得到政府、社會(huì)各界和媒體的廣泛關(guān)注。中央電視臺(tái)、新華社、人民日?qǐng)?bào)、新華每日電訊、浙江衛(wèi)視、錢江電視臺(tái)、紹興電視臺(tái)新聞聯(lián)播、浙江日?qǐng)?bào)、每日商報(bào)、中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)、中國(guó)企業(yè)報(bào)、創(chuàng)業(yè)雜志、時(shí)代先鋒雜志、科技信息報(bào)、紹興晚報(bào)等媒體紛紛以醒目標(biāo)題進(jìn)行報(bào)道，稱其為是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重大創(chuàng)新。（五）室內(nèi)植物種植系統(tǒng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已成功備案產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：Q/SEX001-2011標(biāo)準(zhǔn)名稱：室內(nèi)植物種植系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)：B90農(nóng)、林機(jī)械與設(shè)備（六）現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)設(shè)備儀器情況。名稱及規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途說明紅外測(cè)溫儀/點(diǎn)溫計(jì)1補(bǔ)光燈結(jié)溫測(cè)試照度儀4光照度測(cè)試兆歐表（搖表）1外殼絕緣電阻檢測(cè)（七）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地情況現(xiàn)租用農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)業(yè)園區(qū)的238平方面積房子作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算（包括預(yù)算經(jīng)費(fèi)總額，已實(shí)現(xiàn)投資額及主要投資內(nèi)容說明，新計(jì)劃投資額及主要投資內(nèi)容說明，申請(qǐng)財(cái)政經(jīng)費(fèi)金額及投資說明等）本項(xiàng)目計(jì)劃總投資101萬元。其中企業(yè)自籌64萬元，申請(qǐng)市科技局補(bǔ)助37萬元。具體資金預(yù)算情況詳見項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算表。項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算表經(jīng)費(fèi)開支科目其中財(cái)政經(jīng)費(fèi)（萬元）已實(shí)現(xiàn)投資額*（萬元）主要投資內(nèi)容說明備注*1.設(shè)備費(fèi)

2512

2主要是檢測(cè)LED補(bǔ)光燈光電、量子數(shù)、植物光合速率、植物吸收光譜曲線等設(shè)備2.能源材料費(fèi)40

155LED光源、框架金屬材料、水培管、氣泵、自動(dòng)控制器以及植物種植試驗(yàn)與設(shè)備加工電耗3.試驗(yàn)外協(xié)費(fèi)10

54用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與咨詢、聘請(qǐng)專家等費(fèi)用4.資料印刷費(fèi)3

0.5項(xiàng)目可行性報(bào)告、總結(jié)報(bào)告、產(chǎn)品宣傳冊(cè)5.會(huì)議及調(diào)研費(fèi)3

2.5市場(chǎng)與技術(shù)調(diào)研、資料查詢以及專家會(huì)議等費(fèi)用6.租賃費(fèi)2

1場(chǎng)地租用的費(fèi)用7.驗(yàn)收費(fèi)

2

項(xiàng)目驗(yàn)收與評(píng)審的費(fèi)用8.人員經(jīng)費(fèi)

155

2參加本項(xiàng)目實(shí)施的工作人員、臨時(shí)工等費(fèi)用9.管理費(fèi)2

1項(xiàng)目管理過程中的日常支出10.其他費(fèi)用2

1車輛運(yùn)輸、出差等支出合計(jì)1013720*注：1、“已實(shí)現(xiàn)投資額”指本項(xiàng)目已經(jīng)投入的資金數(shù)額。2、預(yù)算經(jīng)費(fèi)如系合作單位投入，應(yīng)在備注對(duì)應(yīng)欄中注明合作單位及投入金額。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1. 總論 11.1 項(xiàng)目概況 11.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 21.3 可行性研究工作依據(jù) 61.4 可行性研究報(bào)告的編制原則 61.5 可行性研究報(bào)告內(nèi)容概要 71.6 建議引進(jìn)設(shè)備清單 151.7 結(jié)論及建議 151.8 項(xiàng)目主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總 162. 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與競(jìng)爭(zhēng)能力分析 192.1 概述 192.2 廣西區(qū)內(nèi)市場(chǎng) 192.3 主要目標(biāo)市場(chǎng)分析 222.4 廣東省水泥市場(chǎng)分析 242.5 競(jìng)爭(zhēng)能力分析 272.6 市場(chǎng)分析結(jié)論 283. 建設(shè)條件與廠址選擇 293.1 原、燃材料 293.2 交通運(yùn)輸 313.3 供電電源 313.4 水源 313.5 廠址條件 324. 工程技術(shù)方案 334.1 原燃料與配料設(shè)計(jì) 334.2 石灰石礦山 464.3 生產(chǎn)工藝 584.4 總圖運(yùn)輸 724.5 電氣及生產(chǎn)過程自動(dòng)化 764.6 給水排水 854.7 通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié) 874.8 建筑結(jié)構(gòu) 895. 節(jié)約與合理利用能源 925.1 主要能耗指標(biāo) 925.2 主要節(jié)能措施 929. 工程建設(shè)招標(biāo)安排 10810. 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的建議 11010.1 項(xiàng)目管理 11010.2 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 11011. 投資估算 11211.1 綜述 11211.2 建設(shè)投資構(gòu)成 11211.3 估算編制依據(jù) 11211.4 建設(shè)項(xiàng)目投資總估算書 11312. 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 11712.1 概述 11712.2 項(xiàng)目總投資及資金籌措6. 環(huán)境污染防治與治理 946.1 建設(shè)場(chǎng)地 946.2 工程概述、主要污染源和主要污染物 PAGER