随着我国经济的高速发展,国民人均收入不断上升,对美好生活的追求也不断提高,但我国的环境、人口和粮食问题日益突出,使得传统农业无法完全满足人们对高品质生活的需求。微型植物工厂作为一项高新技术,具有污染小、空间利用率高、产出品质高和易推广的优点,能很好得解决上述问题。本文以微型植物工厂为核心,构建了营养液离子浓度检测模型和草莓植株环境调控模型,设计了一套集环境监测、环境控制和营养液成分检测与一体的微型植物工厂环境调控系统。并以“章姬”草莓幼苗为试验对象,在家庭植物工厂柜中进行测试试验,验证系统的调控效果,试验结果表明该系统具有一定的实用性,能应用于植物工厂中的环境控制和营养液检测中,为营养液环境调控提供有效指导。具体研究工作如下:（1）微型植物工厂营养液离子检测模型研究。针对目前营养液管理缺乏理论指导,营养液成分检测无法脱离离子选择电极的难题,本文借助前人软测量的思想,研究了营养液中K+、NO3-、PO43-浓度变化与PH、电导率值之间的关系,构建了基于BP神经网络的营养液离子检测模型,实现通过PH和电导率对营养液中K+、NO3-、PO43-浓度的实时预测。模型决定系数可达0.928,均方误差为0.0019,具有一定的实用性,能为微型植物工厂中营养液的管理提供有效指导。（2）基于光合速率的草莓环境调控模型研究。使用控制变量法采集了“章姬”草莓幼苗在不同温度、光照强度和二氧化碳浓度条件下的528组光合速率值,分析了草莓光合速率值与温度、光照强度和二氧化碳浓度之间的关系;并使用遗传算法（GA）探究草莓在不同温度下最大光合速率对应的最适生长环境,构建了基于GA-XGBoost的草莓环境调控模型,为调控试验奠定了理论基础。（3）微型植物工厂环境调控系统软硬件设计。本文以奥玛生产的家庭植物工厂柜为基础,结合光合仪、营养液环境检测传感器和环境调控设备搭建了一个微型植物工厂,并使用java语言开发了远程调控软件,可以实时监测微型植物工厂中的环境和营养液状况,根据环境信息和环境调控模型自动向环境调控设备下达调控指令。（4）微型植物工厂环境调控系统测试试验。使用与光合速率采集试验中相同的三株“章姬”草莓幼苗和家庭植物工厂柜,一株置于自然环境条件下生长,一株在工厂柜的环境调控下生长、最后一株受环境调控并使用营养液循环培养。测试系统软硬件的工作状态和控制效果,并于20天后比较幼苗的生长状况,试验结果表明该系统能长时间监测和控制微型植物工厂内部环境,有效加速作物生长,具有一定的实用性。本文设计的微型植物工厂环境调控系统能实时监测作物生长过程中的光合生理环境和营养液离子浓度,并以最大光合速率为目标远程调控内部环境加速作物生长,具有一定的实用性和应用前景,对推动我国微型植物工厂的发展有重要意义。