環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在現代農業(yè)中的應用與未來趨勢

裴立威　臧靜

摘 要：經過二十多年的改革與發(fā)展，我國農業(yè)在二十一世紀進入到新的發(fā)展階段。現階段加快農業(yè)科技創(chuàng)新，發(fā)展農業(yè)信息技術，提高農業(yè)生產經營信息化水平，實現農業(yè)產品溯源也就成為了新階段農業(yè)的新的使命。同時運用信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，運用信息服務引導農業(yè)生產和農村經濟發(fā)展，也是適應農業(yè)發(fā)展新階段的要求。本文通過國內外農業(yè)環(huán)境監(jiān)測的對比以及阜新市實施建設的智慧農情系統(tǒng)的介紹淺析了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在現代農業(yè)中的應用以及今后發(fā)展趨勢。

關鍵詞：現代農業(yè)；環(huán)境監(jiān)測

一、國內外農業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的對比

1.國外農業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應用

1949年6月美國著名的植物生理學家、園藝學家溫特（F.W.Went）教授在加利福尼亞建設完成了世界上第一座植物人工氣候室（phytotron），也就預示著農業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)展開了嶄新的一頁。隨后，近20個國家相繼建立了不同規(guī)模、類型的人工氣候室（箱）。其中發(fā)展最快的是日本，人工氣候箱已普及到日本各個府、縣的農技站。現在世界各國的環(huán)境控制技術發(fā)展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。

以計算機為代表的信息技術在監(jiān)測系統(tǒng)的普及應用。例如：日本利用計算機控制農業(yè)環(huán)境因素，主要是將各種作物不同生長發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計算機程序，當某一環(huán)境因素發(fā)生改變時，其余因素自動作出相應修正或調整，使主要環(huán)境因素隨時處于最佳配合狀態(tài)。國外一些溫室還安裝了視頻監(jiān)測系統(tǒng)，管理者或消費者能通過網絡實時監(jiān)測果實的長勢或狀態(tài)，以便決定合適的采摘時間。日本SSE公司開發(fā)的設施栽培計算機控制系統(tǒng)可以較全面的對設施栽培植物所需環(huán)境進行多因素檢測控制。另外，奧地利、美國、日本等國家目前建造了一些世界上最為先進的植物工廠，采取完全封閉生產、人工補充光照，全部采用電腦控制和采用機器人或機械手進行播種、移動作業(yè)、采收等。

2.國內農業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現狀

近年來我國設施農業(yè)面積不斷增加，在提高設施裝備水平的同時也正向逐步實現自動化的方向邁進。尤其在溫室控制技術的發(fā)展表現的尤為突出。我國的近代溫室開始于20世紀30年代，大規(guī)模的溫室生產在20世紀70年代末和80年代初開始。通過第一次大規(guī)模的溫室引進，揭開了我國現代化溫室生產、研究和普及的序幕。在溫室及配套設施的生產、科研和普及方面得到了長足的發(fā)展，形成了現在高、中、低不同檔次、系列化的溫室產品。

我國的農業(yè)環(huán)境監(jiān)控目前尚處于起步階段，整個市場及配套設施建設還并不完善。但是由于近幾年物聯網的迅速發(fā)展，利用無線傳感網絡對農作物生長環(huán)境實時監(jiān)控實現信息采集、資源共享以及產品溯源已經變得越來越成熟。根據黨的十八大精神和《國務院關于推進物聯網有序健康發(fā)展的指導意見》，指出運用物聯網推動農業(yè)現代化建設。農業(yè)部相繼印發(fā) 《農業(yè)物聯網區(qū)域試驗工程工作方案》，選擇天津、上海、安徽開展農業(yè)物聯網應用理論研究，探索農業(yè)物聯網應用主攻方向、重點領域、發(fā)展模式及推進路徑，有了這些實驗區(qū)的經驗對我國積極開展遠程農業(yè)環(huán)境監(jiān)測技術的研究應用，讓高新技術為更好的為農業(yè)服務，全面實施“科教興國戰(zhàn)略”都將具有重大的現實意義。

二、阜新市智慧農情系統(tǒng)的建設

1.項目建設原理

項目利用物聯網技術、三維GIS技術、圖像處理技術、分布式信息處理技術，實現農業(yè)環(huán)境數據的自動采集、遠程無線傳輸、環(huán)境監(jiān)測、控制、數據分析、信息發(fā)布與展示等功能，并為進一步發(fā)展ACMP農業(yè)種植管理計劃（Agricultural Cultivation Management Plan）提供基礎的信息資源及技術保障。

本方案基于移動互聯網網絡，示范基地提供互聯網專線傳輸設備及路由器，使視頻及溫濕度信息實時地傳送到核心監(jiān)控中心；大田、果園基于GPRS網絡將遠端信息傳送到核心監(jiān)控中心。

在核心側配置了IDC機房服務器，溫濕度信息都會實時地上傳到服務器中，管理人員只需使用相應賬號即可通過互聯網電腦訪問服務器，了解示范基地的總體情況。

本方案的視頻監(jiān)控網絡基于移動互聯網專線，是以PTN傳輸技術為傳送網主體承載方式，實現遠程管理大田、果園、大棚、牛羊舍等示范基地。同時，室外LED顯示屏基于移動GPRS網絡，管理人員可以根據不同時節(jié)更新務農信息。

GPRS網絡采用分組交換技術，能夠讓多個用戶共享某些固定的信道資源。如果接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，保障信息實時地更新到示范帶的顯示屏上。

2.項目建設現實意義

本項目的應用和推廣，將有效的節(jié)約勞動成本，使農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)緊密配合，在種植和養(yǎng)殖的過程中可以讓農作物、畜禽等對象的生產全程管理和實用技術等智能服務系統(tǒng)，以極為簡單的、農民樂于接受的方式提供信息服務，引導基層農技人員以及廣大科技示范戶、種養(yǎng)大戶將農業(yè)專家系統(tǒng)應用到溫室大棚、農田以及畜牧飼養(yǎng)場等，實現設施農業(yè)的自動化和智能化，從而達到節(jié)約生產成本和提高產品產量、質量的目的，產生更大的經濟效益。同時也對構建智慧農業(yè)體系，實現農業(yè)集約、高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全的重要支撐，為農業(yè)農村經濟轉型、社會發(fā)展、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展提供“智慧”支撐，有利于促進農業(yè)科研的創(chuàng)新，加速農業(yè)科研成果的轉化，讓現代信息技術逐步滲透到農業(yè)生產的各個領域，促進農業(yè)生產向科學化、持續(xù)化、標準化、國際化發(fā)展。此項目的推廣具有廣闊的市場應用前景，并能產生較好的社會效益。

參考文獻：

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