专用农田的丧失、人口的增长，以及极端天气事件的频发与强度加剧，引发了关于如何以及在何处能够高效且可持续地种植健康食品的思考。室内（或受控环境）农业正作为一种解决方案逐渐受到重视。

室内农业提供了户外农业所需的所有要素，同时避免了天气不稳定或极端条件对作物产量造成的影响。该技术没有生长季节的限制，使得全年都能获得多种农产品。商业温室、垂直农业或水培农业均可在仓库内实施。

Amphenol传感器公司的现场应用工程师、认证环境管理专家（CEM）、 CMVP 认证专家杰夫·塔克（Jeff Tucker）说：“由于不受自然条件的影响，从而可以缩短生长周期，提高每亩的产量。通过控制环境条件、土壤状况及病虫害侵扰，能在极短时间内获得更高的产量。这种做法在人口密集的城市餐饮区已逐渐普及。由于餐厅远离农田，运输新鲜农产品会增加时间成本，且可能需要使用化学农药。因此，他们会在租赁的仓库内搭建生长室，确保餐厅所用有机农产品的质量和供应。”

然而，要创建一个受控的生长环境，仅仅搭建一个空间是远远不够的。这正是技术发挥作用的地方。尽管技术无法完全复现自然环境，但通过控制影响植物健康与生长的环境条件，它可以达到足够接近的效果。温度、湿度和二氧化碳是主要关注因素之一。“这就是为什么传感器在这一应用领域如此关键，”塔克说道。

温度传感器

室内种植需要严格控制温度，既要避免极端温度，又要像室外种植一样随时间动态调节，早晨及白天升温，傍晚至夜间降温。此外，不同植物的生长需求各异。耐寒性强的蔬菜和水果可在较宽的温度范围内良好生长，而娇嫩品种则不然。在室内种植系统中，温度传感器被安装在多个关键位置。

* 在植物冠层附近进行监测，温度传感器可以直接观察影响植物的微气候条件。

* 在生长培养基中测定根区温度，该温度会影响养分吸收和根系发育。

* 温度传感器在进风口和出风口处调节室内空气温度。

* 温度传感器采用近光照明系统，防止人工光源造成的热应激。

* 在水库中控制灌溉用水的温度，该温度会影响植物的水分保持及养分吸收。

RTD温度传感器与NTC热敏电阻是两种具备此功能的先进农业传感器方案。

RTD温度传感器能在宽广温度范围内提供稳定且精确的温度读数。它们利用某些金属（如铂）在受不同温度影响时电阻值会发生可预测变化的特性，因此非常适合用于维持室内农业所需的环境条件。

NTC热敏电阻是由半导体材料制成的电阻器，能够响应温度变化。其电阻值会随温度升高而降低。由于对温度变化具有极高的敏感性，这类电阻器被广泛应用于需要精确测量和即时响应的温度控制领域。温度传感器能够准确监测温度的微小变化，因此在室内农业中维持植物生长所需的精确环境条件方面具有不可替代的价值。

NTC热敏电阻相较于RTD温度传感器具有显著优势。更高的温度灵敏度可实现对生长环境的精准调控，这不仅适用于室内农业多变的环境条件，更是促进植物生长与健康的关键因素。温度传感器小巧的体积和多功能封装设计使其能更便捷地集成于多种应用场景（如空气与土壤温度监测）。此外，其成本通常也低于RTD温度传感器。

Amphenol的Telaire T9602 IP67传感器

Amphenol Sensors生产的Telaire T9602 IP67是一款经过全面校准且具备温度补偿功能的综合湿度与温度传感器，采用防水IP67防护等级封装。RTD温度传感器可输出线性化的数字信号（I2C接口）或脉冲密度调制（PDM）信号，这些信号均可转换为模拟信号。

湿度传感器

维持适宜的湿度水平对于防止植物脱水、促进根系生长以及预防真菌病害至关重要。当湿度过高（超过80%）时，霉菌及其它病原体会大量繁殖。而当湿度过低（低于30%）时，植物难以通过根系吸收水分，从而导致植株处于应激状态。湿度传感器在室内农业系统中发挥着多种关键作用。

* 在植物冠层上方监测直接影响蒸腾作用和光合作用的湿度水平。

* 配备近旁通风系统，用于评估和控制进出空气的湿度。

* 在生长培养基内部测量土壤湿度水平，该参数直接影响水分吸收及根系健康状况。

* 在繁殖区域，需维持种子萌发和扦插繁殖所需的高湿度环境。

* 在储存和加工区域，需维持适宜的湿度水平以保持收获蔬菜的新鲜度和品质。

室内农业系统中使用的两种主要湿度传感器分别为电容式传感器和电阻式传感器。电阻式传感器通过测量吸湿材料在受潮后电阻值的变化来确定湿度。而电容式传感器则通过监测因吸湿作用引起的电容值变化来检测湿度水平。

尽管电阻式传感器结构更简单，初期成本也可能较低，但电容式传感器因其耐用且维护需求极低，长期使用更具成本效益，因此通常成为首选方案。电容式传感器能提供更精确、更稳定的湿度读数。其使用寿命更长，性能与精度始终稳定，从而减少了重新校准的需求。此外，电容式传感器对灰尘和化学物质等污染物的敏感度较低，有助于确保测量结果的一致性。

Amphenol的Telaire T3000系列二氧化碳传感器

Amphenol Sensors的Telaire T3000系列二氧化碳传感器专为恶劣及严苛环境下的二氧化碳监测而设计。该二氧化碳传感器系列采用Telaire的非色散红外（NDIR）传感器及电子信号调理技术，提供多种测量范围、供电电压和输出信号配置的坚固封装方案。

CO2传感器

二氧化碳是实现光合作用的关键要素，对植物生长至关重要。植物在环境二氧化碳浓度约为400ppm的条件下生长良好。当二氧化碳浓度达到约1000ppm及以上时，光合作用会相应增强，从而为植物生长提供更多糖类和碳水化合物。通风不良或密闭结构导致的低于环境浓度的二氧化碳氛围会抑制植物的活力与发育。

利用烃类燃料燃烧副产物或液化/压缩二氧化碳储罐的二氧化碳收集系统，二氧化碳传感器常被用于提升低于最佳水平的二氧化碳浓度。准确可靠的二氧化碳测量对于这些系统的经济高效运行至关重要。通过合理配置二氧化碳传感器的数量与位置，先进的有线或无线室内农业气候控制系统能够监测并维持二氧化碳的最佳设定值，同时二氧化碳传感器与温度、湿度及PAR（光合有效辐射）等其它环境参数保持协调。

NDIR（非色散红外）二氧化碳传感器通过检测穿过气体样本的红外光量来工作。由于二氧化碳分子会吸收特定波长的红外光，二氧化碳传感器可通过观察光吸收的变化精确测量空气中二氧化碳的浓度。 NDIR二氧化碳传感器分为单通道和双通道两种类型。双通道传感器专为温室等环境设计，这些环境中的条件及二氧化碳浓度相对稳定。

压力传感器

另一个需要监测的领域是压力。塔克说：“必须保持的压力值略高于周围大气压或环境压力，这样才能实现空气从建筑外部排出而非流入。这些温室或仓库并非完全密封，总会存在一些微小裂缝。如果与周围环境形成负压，所有物质包括昆虫、灰尘、湿气等无法有效控制的物质都会试图通过这些裂缝进入。因此，需要在空间内维持略高于环境的压力，从而实现空气排出效应，即空气不会通过建筑内的微小开口进入，而是被强制排出。”

IoT农业传感器

物联网（IoT）传感器能够全天候（24/7）监测作物和环境，且几乎无需人工干预。它们实时追踪并收集温度、湿度、光照强度、土壤湿度及二氧化碳浓度等数据。这些数据使传感器能够自动调整参数以优化生长条件，从而提高作物产量和品质。智能温室传感器使农民能够以极高的精度精细调控气候控制系统和种植系统。物联网技术消除了人为误差，并提供准确信息以支持更明智的决策。

选择合适的传感器

传感器在室内农业运营的成功中发挥着至关重要的作用。选择传感器时，请考虑以下因素：

* 高精度与精确的读数对于实现最佳生长条件至关重要。

* 在动态变化的室内农业环境中，对生长环境变化的快速响应至关重要。

* 耐用材料与经过验证的可靠性是确保产品长期耐受潮湿、高温及化学物质侵蚀的必要条件。

* 封装与集成方案各不相同，根据自身需求选择最合适的方案。

* 互联互通是现代室内农业的关键要素。物联网农业传感器可与控制系统实现远程监控与控制功能，从而确保及时调整并基于数据做出决策。

* 成本效益对于所有规模的室内农业经营都至关重要。