现代家庭菜园智能管理系统的研究与应用开题报告

1. 研究目的与意义

健康的食品是人们安心生活的重要保障。而随着城市化进程以及工业化进程的发展，越来越多的草地、森林逐渐被高楼大厦以及工厂所取代。2000年中国第五次人口普查显示，全国人口总数12.9亿人，城市人口百分比35.8%，人类发展指数0.726[1]。到2010点第六次人口普查时，全国人口总数13.4亿人，城市人口百分比增至50.3%，且仍保持上升姿势[2]。可见，在人口总数基本不变的情况下，城市化进程大大发展。同时，中国农业科学指出，中国的农业用地存在费、退、污三个方面的问题，化肥的用量从1990年的73万吨/年增加至2012年的181万吨/年，残留的农药严重污染了耕地并且降低了土壤的质量[3]。由于东部沿海地区城镇居民用地的扩张和西部地区退耕还林占用了大量耕地，使我国耕地面积在2000至2010这10年间减少了1.02万平方公里[4]。城市化进程不断加快，耕地面积不断减少，污染物不断排放，对食品的安全问题产生了很大的影响。因此，对于常年居住在城市中的人群，如何吃上放心的食品已成为一个重大问题。此处需要阐明为什么耕地面积减少会对食品安全产生问题。

面对日益严重的食品安全以及环境问题，加上中国人自古就有对田园生活的向往，日本率先提出了屋顶菜园、家庭菜园等概念，并对相关技术进行了深入的研究，再如纽约布鲁克林屋顶农场等[5]。然而对于久居城市的人们，很少有接触自然地机会，且大多都没有种植蔬菜的经验，而为了让这类人群在吃上健康食品的同时，体验到种菜的乐趣，因此就需要一套智能的管理系统。综上，对智能屋顶农场或家庭菜园的研究，在节能减排，改善生态环境，增加耕地面积以及陶冶情操亲近自然等方面都有着不可或缺的作用。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

为了充分利用有限空间，缓解耕地面积减少问题，缓解食品安全问题，改善室内环境，以及为没有种菜经历的用户提供一套完整的解决方案，本文提出一套适用于城市住宅的家庭菜园管理系统，主要研究内容如下：

（1）了解国内外对于家庭菜园系统的最新研究进展，分析系统需求以及共同点。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

本课题采用“实验法”的研究方法，通过设计与制作出“家庭智能菜园管家系统”该实物，调节与改变不同变量，观察实验结果，并优化参数，完成课题研究。

4. 参考文献

[1] 李建民, 原新, 陈卫民, 等. 中国人口与社会发展关系: 现状, 趋势与问题[j]. 人口研究, 2007, 1: 33-48.

[2] 秦佳, 李建民. 中国人口城镇化的空间差异与影响因素 [j]. 人口研究, 2013, 37(2): 25-40.

[3] 张维理, 徐爱国, 张认连, 等. 中国耕地保育技术创新不足已危及粮食安全与环境安全[j]. 中国农业科学, 2015, 48(12): 2374-2378.

5. 计划与进度安排

进度安排：

(1)2022.2.1---- 2022.3.10查阅资料,撰写开题报告