農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用大棚改造

隨著溫室大棚建設(shè)規(guī)模與數(shù)量的不斷擴(kuò)大，大棚管理上的問題也逐漸凸顯，如管理效率低、溫濕度調(diào)控不及時等等，造成大棚作物管理效率低下。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，或許是破解之道。同時，如何將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，也是一個值得研究的問題。

智慧溫室

智慧溫室是一種集約化、技術(shù)化的農(nóng)業(yè)種植方式。根據(jù)傳統(tǒng)大棚的原有設(shè)備，配合應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將原本需要人工進(jìn)行的檢測、管理等操作，改為系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理，提升大棚管理的精細(xì)化程度與管理的及時性。

在智慧溫室的建設(shè)上，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、管理云平臺、控制系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等部分組成。管理云平臺接收采集來的數(shù)據(jù)，配合預(yù)設(shè)的管理策略，執(zhí)行通風(fēng)補(bǔ)光、水肥灌溉、噴藥施肥、控溫控濕等作業(yè)。不再需要大量人工來管理大棚，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

改造流程

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)支持應(yīng)用的溫室大棚類型廣泛，可在薄膜大棚、玻璃溫室、連棟大棚、陽光板大棚等類型溫室大棚，在蔬果花卉、藥材菌菇等作物的種植生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)科研、觀光游覽等生產(chǎn)目的下應(yīng)用，升級改善多類型的溫室大棚。

改造流程也就是系統(tǒng)硬件設(shè)備安裝與系統(tǒng)軟件的調(diào)試過程，組成系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有：溫濕度傳感器、紫外線傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器等環(huán)境采集設(shè)備，土壤溫濕度傳感器、PH傳感器、EC傳感器等土壤監(jiān)測設(shè)備，及智能控制柜等設(shè)備、環(huán)境采集設(shè)備安裝部署在大棚內(nèi)壁的墻上，與智能控制柜一同壁掛式安裝，土壤類傳感器則需要插入到土壤中。同時將智能控制柜與控制類設(shè)備(遮陽系統(tǒng)、水泵、通風(fēng)系統(tǒng)、電磁閥、加熱系統(tǒng)、卷簾機(jī)、水肥機(jī)、風(fēng)機(jī)、濕簾系統(tǒng)、開窗系統(tǒng)等)連接，并將傳感器等場景設(shè)備也一同接入到云平臺上，組建成檢測-傳輸-處理-傳輸-控制的網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用完成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之后，系統(tǒng)以管理云平臺為核心，采用4G、5G、WIFI、LORA等無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，在線監(jiān)測空氣溫度、土壤溫度、相對濕度、二氧化碳濃度、土壤水分、光強(qiáng)度、水流量、PH值、EC值等參數(shù)。結(jié)合預(yù)設(shè)的大棚管理規(guī)則，智能開關(guān)環(huán)境控制類設(shè)備，實(shí)時對室內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤含水等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，創(chuàng)造植物生長環(huán)境，使溫室環(huán)境接近人工假設(shè)的理想價值，滿足溫室作物生長發(fā)育的需要。

大棚管理員的工作也發(fā)生了變化，不需要東奔西跑，只需要在安卓/IOS手機(jī)、電腦、平板等信息終端，根據(jù)種植作物所需的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)輸入云平臺，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無人自動操作。管理員則根據(jù)是否身在大棚，選擇自動、手動、遠(yuǎn)程三種控制方式，控制柜配動/自動切換開關(guān)，必要時可手動控制。

與傳統(tǒng)蔬菜溫室相比，智慧溫室的種植受自然環(huán)境影響相對小一些，因?yàn)榇祟愋偷臏厥铱梢酝ㄟ^人工干預(yù)創(chuàng)造更適合植物生長的環(huán)境。通過智慧溫室種植，一方面可以增加作物產(chǎn)量，給種植者帶來更高的經(jīng)濟(jì)收入，解放勞動力，提高工作效率。智慧溫室的智能運(yùn)行是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向。

智慧溫室的光照調(diào)整，需要配合光照傳感器接收到的光通量高于設(shè)定范圍時，為避免作物脫水。云平臺將自動執(zhí)行預(yù)設(shè)管理策略，打開遮陽系統(tǒng)、卷簾機(jī)等設(shè)備，降低陽光直射強(qiáng)度。再次檢測到光照量低于預(yù)設(shè)值時，表明溫室內(nèi)光強(qiáng)不足，自動增加光亮度，降低遮陽窗簾的高度。

二氧化碳濃度、溫濕度等環(huán)境要素的調(diào)節(jié)，也是采用相同邏輯。自動靈活調(diào)節(jié)，精準(zhǔn)到0.1℃、1ppm。水肥灌溉的控制原理也是相同的，需要預(yù)設(shè)水肥灌溉模式、灌溉量、灌溉時長等參數(shù)，給云平臺自動執(zhí)行設(shè)定一個規(guī)則。

智慧溫室的建設(shè)對于規(guī)模化應(yīng)用而言，優(yōu)勢頗多。工作效率顯著提高，勞動力成本可以大大降低，設(shè)備投入和運(yùn)行，可以完全節(jié)省勞動力成本，溫室智能控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益長，使用時間越長，勞動力成本越低。

種植作物零損失：與人工檢測相比，智慧溫室的智能種植具有明顯的優(yōu)勢，可以保證溫室內(nèi)恒定的環(huán)境條件，可以避免人為因素造成的生產(chǎn)損失。

提高產(chǎn)量和質(zhì)量：智慧溫室對溫室生產(chǎn)的幫助顯而易見。采用這種智能控制方法后，環(huán)境得到保證，作物的產(chǎn)量和質(zhì)量大大提高。

審核編輯黃宇