植物生长箱的核心原理是：通过人工精确控制一个密闭空间内的环境因子，来模拟甚至优化植物在自然界中所需的生长条件，从而实现不受季节、地理和天气限制的植物培育。

它可以被理解为一个“微型的、智能化的人造温室”。其工作系统主要围绕以下几个核心部分展开：

一、 核心系统与工作原理
一个标准的植物生长箱通常由箱体、照明系统、环境控制系统（温、湿、气）、灌溉/营养系统以及中央控制系统组成。
1. 照明系统 - 替代太阳光
这是生长箱最核心、最具技术含量的部分。自然光的光合有效辐射光谱（400-700nm）是植物生长的能量来源。
光源类型：
LED灯：目前的主流和最佳选择。其优点是：
光谱可定制：可以精确配置红光、蓝光、远红光等不同波长的LED芯片组合，形成最适合特定植物（如叶菜、果蔬、花卉）生长的“光配方”。例如，红光促进光合作用和开花，蓝光促进叶片生长和形态建成。
低热量：发光时产生的热量少，避免灼伤植物，也减轻了降温系统的负担。
高能效：光电转换效率高，更节能。
荧光灯管：较早期的技术，光谱较宽但不可精细调控，效率低于LED，现在已较少用于高端生长箱。
光周期控制：控制系统可以根据植物的需要，精确设定“白天”（开灯）和“黑夜”（关灯）的时间，模拟不同的日照长度，从而控制植物的开花周期。
2. 温度控制系统 - 创造适宜的温度环境
植物体内的酶活性等生理活动对温度非常敏感。
加热：通常通过内置的电热丝或PTC加热器实现，在环境温度过低时启动。
制冷：通常采用压缩机制冷（类似冰箱和空调）或半导体制冷片（帕尔贴效应）来降低箱内温度。
工作原理：温度传感器实时监测箱内温度，并将数据反馈给控制系统。控制系统将实测温度与用户设定温度进行比较，通过算法自动启动加热或制冷设备，使温度稳定在设定范围内。
3. 湿度控制系统 - 维持最佳水分蒸腾条件
空气湿度影响植物的蒸腾作用和水分吸收。
加湿：通过超声波雾化器产生细密水雾，或通过加热式蒸发器来增加空气湿度。
除湿：压缩机制冷的系统在降温过程中会自然凝结水分，起到除湿作用；有时也会配备独立的除湿装置。
工作原理：与温控类似，通过湿度传感器监测，由控制系统自动调节加湿或除湿设备的工作状态。
4. 通风与气体循环系统 - 模拟自然风与补充CO₂
通风：箱体内部装有小型风扇，实现空气的内循环。其作用包括：
使箱内温度、湿度均匀分布，避免局部过热或过湿。
强化植物叶片周围的气体流动，促进光合作用所需的二氧化碳交换，并模拟自然风，使植物茎干更粗壮。
防止霉菌和病菌的滋生。
新风与CO₂补充：一些高级生长箱会有进排气口，与外界空气交换（新风），或直接配备CO₂释放装置，在光照阶段补充二氧化碳，极大提升光合作用效率。
5. 灌溉与营养系统（进阶功能）
基础生长箱可能依赖人工浇水。
智能化程度高的生长箱会集成自动灌溉系统，通过水泵、定时器和滴灌/喷淋装置，定期、定量地为植物提供水分和营养液（水培或基质培）。
6. 中央控制系统 - 智能大脑
这是生长箱的“指挥中心”，通常是一个可编程的微处理器或触摸屏。
功能：用户通过控制系统设定所有环境参数的目标值（光照强度、光谱、时间、温度、湿度等）。
反馈调节：系统接收来自各个传感器的数据，与设定值进行比较，然后自动发出指令，控制各个执行部件（灯、加热器、压缩机、加湿器、风扇等）协同工作，使环境稳定在预设的“理想状态”。
二、 工作流程总结
用户设定：用户根据所种植的植物品种，在控制面板上设定最佳的光照方案、温度、湿度等参数。
自动运行：
照明系统按设定时间开启和关闭，提供特定光谱的光线。
温、湿度传感器持续监测环境。
控制系统根据传感器数据，实时调节加热/制冷/加湿/除湿设备的工作状态。
通风风扇持续或间歇运行，保持空气流通。
稳定维持：整个系统形成一个闭环控制，不断进行微调，确保箱内环境始终处于植物生长的最佳区间。
三、 优势与应用
环境可控：完全不受外界气候影响，可进行周年、反季节生产。
生长加速：通过优化环境因子（如24小时最佳光照和CO₂补充），可以大幅缩短植物生长周期。
空间高效：可多层立体栽培，极大提高单位面积产量，适合城市农业（垂直农业）。
科研价值：是植物学、遗传学、园艺学等领域重要的研究工具，可用于研究单一环境因子对植物生长的影响。
应用场景：家庭园艺（种植香草、蔬菜）、科研实验、植物育苗、珍稀植物保护、太空农业研究等。