溫室智能裝備系列之十 溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)在工廠化育苗生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

馬 偉 王 秀 毛益進(jìn)

在溫室園藝發(fā)展過程中，工廠化育苗是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。工廠化育苗本身有很多顯著的優(yōu)勢和特點，非常適合溫室園藝的發(fā)展要求。孫尚忠(2008)指出，所謂工廠化育苗是指，以不同規(guī)格的專用穴盤作容器，以草炭、蛭石等輕質(zhì)無土材料作基質(zhì)，通過精量播種，覆蓋基質(zhì)澆水，實現(xiàn)一次成苗的現(xiàn)代化育苗技術(shù)。該技術(shù)最大的優(yōu)勢在于其具有節(jié)省種子，生產(chǎn)成本低，機(jī)械化程度高等特點。同時，具有出苗整齊，病蟲少，質(zhì)量好，定植后不緩苗，成活率高。生長快，上市早，產(chǎn)量高，效益好等優(yōu)點。另外，工廠化生產(chǎn)的種苗適于長途運輸，能夠加快新品種、新技術(shù)的推廣速度，使生產(chǎn)效益顯著提高。該項技術(shù)非常適合對標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化作業(yè)需求非常高的溫室園藝領(lǐng)域(見圖1)。該技術(shù)在國際上起步較早，發(fā)展勢頭迅猛。據(jù)陳殿奎(2000)介紹，穴盤育苗技術(shù)起源于美國，歷經(jīng)20余年發(fā)展，現(xiàn)已成熟完善，在歐、美等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度比較高的國家推廣普及較為迅速。目前，美國的商品苗生產(chǎn)量最大，意大利、法國等國家的穴盤育苗也具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。美國的Speedling Transplanting和GreenHeart Farms育苗公司商品苗年產(chǎn)量突破了10億株。

作為一個技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，工廠化育苗技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用也面臨著很多管理上的困難，主要體現(xiàn)在信息技術(shù)管理方面，這些管理信息涉及到諸多環(huán)節(jié)，一環(huán)套一環(huán)，時間性、準(zhǔn)確性、多樣性等特點都比較突出。因此，這些障礙在很大程度上制約了工廠化育苗技術(shù)在我國的大規(guī)?；?、大范圍應(yīng)用，亟需技術(shù)提升。范小剛等指出，工廠化育苗存在管理精細(xì)，定苗、送苗時間嚴(yán)格，苗不等人等管理環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用上的具體困難。陳殿奎(2000)以北京為例，詳細(xì)分析認(rèn)為我國工廠化育苗存在成本偏高的問題。要解決上述發(fā)展問題，基于信息化技術(shù)的管理手段是最重要的解決途徑之一。

溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)通過條形碼技術(shù)對每一個投入工廠化育苗環(huán)節(jié)的苗盤編制一個用于唯一性身份識別的條碼，打印后固定在苗盤上。在工廠化育苗過程的每一個環(huán)節(jié)中，都進(jìn)行生產(chǎn)管理和跟蹤，根據(jù)生產(chǎn)計劃進(jìn)行信息管理，指導(dǎo)育苗生產(chǎn)。丁桂英(2009)指出，TV化育苗設(shè)施包括好幾個場所，并對遮光條件、保溫性能以及面積進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃。溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)使用條碼將苗盤所有信息進(jìn)行集中管理，實現(xiàn)在催芽室、綠化室、分苗室等育苗不同設(shè)施和地點的一條線監(jiān)管。該系統(tǒng)具有便捷、友好的條碼編制系統(tǒng)，系統(tǒng)使用Mic rosoft Visual C++6.0進(jìn)行主程序界面編程，系統(tǒng)操作界面美觀，功能性強(qiáng)，操作簡潔，有利于推廣。

系統(tǒng)整體框架

溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)由育苗信息查詢、條碼打印掃描、育苗信息采集等3個功能模塊組成。系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上包括外圍硬件設(shè)備和軟件兩部分。硬件主要包括便攜式條碼閱讀和顯示模塊、條碼打印機(jī)以及溫室管理的數(shù)據(jù)校核系統(tǒng)等。軟件部分則包括應(yīng)用處理程序和數(shù)據(jù)庫兩大部分。用戶通過人機(jī)交互系統(tǒng)與各功能模塊發(fā)生聯(lián)系，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

人機(jī)交互系統(tǒng)是管理人員根據(jù)不同的權(quán)限等級，與系統(tǒng)進(jìn)行交互的接口，育苗人員可以根據(jù)育苗生產(chǎn)流程中的實際管理以及育苗生產(chǎn)管理的信息需要，通過人機(jī)交互系統(tǒng)，育苗基地的每個不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體管理人員可以對系統(tǒng)的下層的3個基本功能模塊進(jìn)行管理和操作，該層搭建了用戶和系統(tǒng)之間信息轉(zhuǎn)化和交互的橋梁。具體來說，針對工廠化育苗的具體應(yīng)用，系統(tǒng)通過條形碼對苗盤進(jìn)行唯一性區(qū)分后，設(shè)計了涵蓋種子處理、精量播種、催芽、育苗、苗盤周轉(zhuǎn)消毒、種苗銷售等不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的功能。

◇育苗信息采集模塊：通過相關(guān)農(nóng)藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)經(jīng)驗、技術(shù)要求等作為參考信息，根據(jù)供應(yīng)合同和計劃，制定相關(guān)的育苗指導(dǎo)信息。并利用條碼不斷更新苗盤的位置和生長、管理信息。實際生產(chǎn)中，通過條碼閱讀器讀取條碼，并將進(jìn)度等信息輸入數(shù)據(jù)庫中保存。

◇條碼打印掃描模塊：通過采用特設(shè)的編碼制度，系統(tǒng)生成可用于區(qū)分的唯一性的條碼，使得每一個苗盤的相關(guān)數(shù)據(jù)具有唯一性、永久性。通過條碼可以快速、準(zhǔn)確地找到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，使得數(shù)量眾多的苗盤數(shù)據(jù)能夠有效地管理起來。

◇育苗信息查詢模塊：在實際應(yīng)用過程中，可以使用便攜式條碼閱讀和顯示模塊隨時讀取苗盤上的條形碼，從而獲取苗盤里的種苗從播種品種、時間、責(zé)任人到銷售計劃等所有的相關(guān)信息，根據(jù)用戶名和密碼識別權(quán)限等級，從而確定信息的可公開程度，最大限度地保證所有信息的查詢可靠以及育苗查詢對象的針對性。通過數(shù)據(jù)校驗系統(tǒng)可以實時地對系統(tǒng)提供的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行抽查校準(zhǔn)，防止數(shù)據(jù)輸入錯誤引起不必要的損失，根據(jù)生產(chǎn)實際做到信息的“質(zhì)量監(jiān)督”。

系統(tǒng)軟件設(shè)計數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)使用Access作為后臺數(shù)據(jù)庫。按照育苗計劃的浸種時間和育苗交貨時間，以及序列號創(chuàng)建一個表。表中包括：序號、種子精選責(zé)任人、品種、供應(yīng)商、前處理責(zé)任人，精量播種基質(zhì)處理責(zé)任人、審核人，播種時間、裝料、壓穴、精播、覆蓋、噴水、噴藥七個環(huán)節(jié)的責(zé)任人，催芽時間、責(zé)任人，育苗責(zé)任人、時間、肥水使用記錄和責(zé)任人、病蟲害防治記錄和責(zé)任人i周轉(zhuǎn)穴盤的清洗、干燥、消毒的責(zé)任人和時間：銷售流程的裝防潮箱時間、責(zé)任人、裝車責(zé)任人以及樣品條碼等許多分類字段。其中，苗盤唯一性條碼為主鍵，且不能為空。通過Access相應(yīng)的功能可以隨時對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、刪除、修改、查找操作。

條碼打印掃描

條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的表達(dá)一定信息的標(biāo)記。它是迄今為止最經(jīng)濟(jì)實用的一種自動識別技術(shù)，具有輸入速度快、可靠性高、采集信息量大和靈活實用的優(yōu)點。條碼的編碼規(guī)則，叫做碼制。一維條碼的碼制很多，大概有20多種。本系統(tǒng)所使用的條碼如圖3所示。其采用的編碼規(guī)則流程如圖4所示。

取出條形碼中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，用漢字形式直觀顯示。這樣做的目的是可以使人比較直觀地了解到基本的信息，對種苗的狀況有一個大致的了解。這種針對工廠化育苗的苗盤編碼方式，能夠很好地保證所使用的區(qū)別編碼的獨立性與唯一性。通過這種編碼方式，以及條碼打印以及條碼掃描，我們能夠快速、連續(xù)的對大批量的種苗苗盤進(jìn)行科學(xué)管理，使得種苗的相關(guān)生理數(shù)據(jù)的適用性和一致性得到提高。

育苗信息采集

除了將種苗播種等管理信息輸入數(shù)據(jù)庫外，溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)還需要將相關(guān)的注意事項通過采集模塊存入系統(tǒng)中，在查詢同時，為使用者提供輔助參考的功能。例如，穴盤選擇的注意事項，如繁育標(biāo)準(zhǔn)苗有6片～7片葉的茄子、番茄等應(yīng)選擇72孔穴盤：種子處理時的浸泡、包衣、丸粒化環(huán)節(jié)等藥劑選擇的注意事項：苗期管理的溫度、光照、水分等使用參數(shù)相關(guān)的注意事項。

結(jié)束語

超大規(guī)模的工廠化育苗基地需要很多因素才能成功，如穴盤配套廠商、下游種苗消費種植基地鏈、溫暖濕潤的氣候、國家的政策優(yōu)惠等。只有超大規(guī)模的工廠化育苗才能明顯地降低成本，提升國際市場的競爭能力，形成產(chǎn)業(yè)鏈，帶動相關(guān)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。要發(fā)展超大規(guī)模的工廠化育苗基地，精準(zhǔn)的信息管理手段是必不可少的。溫室苗盤條碼管理系統(tǒng)是基于這樣的需求理論設(shè)計的，具有實用性和針對性。通過該技術(shù)的引進(jìn)，使得針對苗盤作為單元進(jìn)行育苗管理過程更為簡單合理，有效地消除了人工管理過程中可能出現(xiàn)的失誤，使工廠化育苗朝著規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向不斷邁進(jìn)。