物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植上的應(yīng)用＊

姬留杰

?

物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植上的應(yīng)用＊

姬留杰

（河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 450008）

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，其與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，可以實(shí)現(xiàn)信息的即時(shí)通訊和交換，開展智能化管理、監(jiān)控、追蹤、定位以及識(shí)別。隨著我國農(nóng)業(yè)科技化和現(xiàn)代化的發(fā)展，蔬菜大棚種植也逐漸引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)促進(jìn)種植效率和質(zhì)量的提升具有積極意義。主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植上的應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述，希望給予我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以參考和借鑒。

物聯(lián)網(wǎng)；蔬菜大棚；氣體感應(yīng)器；全球定位系統(tǒng)

在我國頒布的“一二五”農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，提出要構(gòu)建信息化以及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)。新時(shí)期下，我國正處于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，信息化建設(shè)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)向信息化、智能化和科技化轉(zhuǎn)型的必要條件和重要基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)現(xiàn)代信息技術(shù)，其應(yīng)用于蔬菜大棚種植中具有重要意義，可以優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)趨于信息化方向發(fā)展。因此，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植上的應(yīng)用進(jìn)行分析和探究，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型具有積極意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是通過氣體感應(yīng)器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器以及射頻識(shí)別等傳感設(shè)備，對(duì)生物、化學(xué)、熱以及光等信息進(jìn)行有效采集，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)智能化管理、監(jiān)控、跟蹤、定位以及識(shí)別的一種網(wǎng)絡(luò)。

2 物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植中的應(yīng)用

2.1 在不同種植階段中的具體應(yīng)用

每種蔬菜的種植規(guī)律和生長特性各不相同，在不同種植階段應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效調(diào)節(jié)蔬菜種植條件，例如水分、光照、濕度以及溫度等，滿足蔬菜的生長條件，并制訂科學(xué)的種植方案，這有助于對(duì)蔬菜種植開展精細(xì)化管理。在準(zhǔn)備階段，農(nóng)戶要在大棚中安置傳感器，并且利用其對(duì)土壤信息進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇最適合種植的品種；在培育階段，通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)幼苗生長環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足其生長所需要的養(yǎng)分和條件，進(jìn)而促進(jìn)其正常生長；在生長階段，通過物聯(lián)網(wǎng)可以完成對(duì)施肥、澆水等工作的智能化控制，保證大棚環(huán)境最適合蔬菜生長；在收獲階段，通過物聯(lián)網(wǎng)能夠采集、分析以及匯總信息，對(duì)蔬菜種植成本進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)算，為后期銷售奠定信息基礎(chǔ)。

2.2 環(huán)境預(yù)警和檢測(cè)

物聯(lián)網(wǎng)利用傳感器可以完成對(duì)蔬菜大棚環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)了解和掌握大棚內(nèi)的光照、濕度以及溫度等環(huán)境條件，并利用數(shù)據(jù)中心對(duì)收集的信息進(jìn)行有效處理，由專業(yè)的數(shù)據(jù)處理人員利用統(tǒng)計(jì)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析等方式，對(duì)大棚環(huán)境的種植條件進(jìn)行分析，進(jìn)而制訂改進(jìn)蔬菜大棚環(huán)境的相關(guān)措施，提升種植效率和質(zhì)量。

2.3 預(yù)報(bào)病蟲害

病蟲害是影響蔬菜種植的重要因素，嚴(yán)重病蟲害會(huì)對(duì)種植戶造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以針對(duì)大棚種植的病蟲害特點(diǎn)，掌握其發(fā)生的規(guī)律和環(huán)境因子，利用傳感器對(duì)蔬菜生長情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，如果有出現(xiàn)病蟲害的可能，則會(huì)及時(shí)預(yù)報(bào)，幫助種植戶提前做好病蟲害預(yù)防工作。同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)還可以及時(shí)拍下病蟲害圖片，在后臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程確定和診斷，制訂科學(xué)的防治措施，減少由于病蟲害而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 遠(yuǎn)程指導(dǎo)和遠(yuǎn)程控制

利用傳感器可以幫助技術(shù)人員隨時(shí)掌握蔬菜大棚內(nèi)種植環(huán)境的變化，并結(jié)合蔬菜的種植條件，調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度、滴灌設(shè)備、通風(fēng)機(jī)、卷簾機(jī)以及加熱器等，實(shí)現(xiàn)蔬菜種植智能化以及遠(yuǎn)程化控制，促使農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少人工作業(yè)量。同時(shí)，技術(shù)人員能夠結(jié)合蔬菜生長模型，對(duì)其在生長各個(gè)階段所需的養(yǎng)分進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)蔬菜成熟情況，以遠(yuǎn)程的方式指導(dǎo)農(nóng)戶及時(shí)收獲。

2.5 視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

在蔬菜大棚的各個(gè)角落中安置攝像頭，可以幫助技術(shù)人員隨時(shí)查看內(nèi)部的具體情況，關(guān)注蔬菜的成長和發(fā)育，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供視頻資料。當(dāng)前，流媒體技術(shù)是視頻監(jiān)控技術(shù)的主要應(yīng)用形式，通過服務(wù)器可以完成視頻的及時(shí)分發(fā)和轉(zhuǎn)發(fā)，完成多路輸出和多路輸入。

3 物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚應(yīng)用中的問題

3.1 設(shè)施成本高

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最主要設(shè)施，例如溫度檢測(cè)器、濕度檢測(cè)器以及土壤檢測(cè)器等，其價(jià)格高昂、維護(hù)成本高，蔬菜種植利潤較低，會(huì)導(dǎo)致投入和產(chǎn)出比例不對(duì)稱，農(nóng)戶對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的意愿不強(qiáng)，難以在蔬菜種植中實(shí)行推廣。

3.2 缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

由于蔬菜大棚中的農(nóng)作物種類繁雜，如果傳感器標(biāo)準(zhǔn)不一致，則會(huì)導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用出現(xiàn)偏差。當(dāng)前，我國物聯(lián)網(wǎng)缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)需要和標(biāo)準(zhǔn)制訂沒有充分結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)出現(xiàn)服務(wù)費(fèi)用高以及分割等情況，對(duì)其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展形成了阻礙和制約。

3.3 缺少技術(shù)人才

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅需要設(shè)備作為硬件支撐，更需要相關(guān)方面的專業(yè)人才作為技術(shù)支撐，其對(duì)技術(shù)人員的要求較高，需要掌握傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及農(nóng)業(yè)知識(shí)，但當(dāng)前我國市場(chǎng)缺乏相關(guān)方面的技術(shù)人才，在高等教育中，無論是教學(xué)基地和師資力量都難以滿足行業(yè)需要，而正是由于缺少相關(guān)人才，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)難以在農(nóng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)大范圍應(yīng)用。

4 優(yōu)化措施分析

4.1 政府加強(qiáng)推廣

地方政府要充分認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化以及信息化發(fā)展的重要性，并通過有效措施加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推廣。政府要積極成立領(lǐng)導(dǎo)小組，完善各個(gè)主管部門與研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，組織信息企業(yè)、農(nóng)業(yè)高校和科研機(jī)構(gòu)共同參與到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型創(chuàng)設(shè)條件；政府要積極推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用課程，舉辦培訓(xùn)班對(duì)農(nóng)民進(jìn)行專業(yè)知識(shí)教育，提升農(nóng)民的信息化素質(zhì)和對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)知；政府要給予物聯(lián)網(wǎng)推廣以資金和政策支持，確保物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚中的快速發(fā)展。

4.2 完善商業(yè)模式

我國作為世界農(nóng)業(yè)大國，蔬菜種植在我國擁有悠久的歷史，其關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定和糧食安全，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，解決農(nóng)業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的問題。物聯(lián)網(wǎng)作為我國政府提倡的示范項(xiàng)目，為了滿足農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求，需要積極探索一條科學(xué)的商業(yè)模式，讓廣大農(nóng)民朋友掌握更多的物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)，降低其應(yīng)用成本，以成熟健全的商業(yè)模式為支撐，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的全面應(yīng)用。

4.3 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系

由于物聯(lián)網(wǎng)在我國農(nóng)業(yè)應(yīng)用中尚處于起步階段，對(duì)當(dāng)前的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，還沒有形成健全的體制，無法為物聯(lián)網(wǎng)的有效應(yīng)用提供支撐，更沒有做到與國際接軌。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國際化以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展全球化的趨勢(shì)下，我國需要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，加速與國際接軌的速度。蔬菜大棚種植信息需要以傳感器作為支撐，因此，我國要對(duì)傳感器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，包括產(chǎn)品測(cè)試、產(chǎn)品使用以及產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)；針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的編碼、數(shù)據(jù)格式、標(biāo)識(shí)以及分類進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的可信度，為蔬菜大棚種植提供技術(shù)服務(wù)。

4.4 注重人才培養(yǎng)

物聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)全新技術(shù)，要想在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛而深入的應(yīng)用，需要以人才作為支撐，因此，我國政府需要注重人才培養(yǎng)，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展源源不斷地提供現(xiàn)代化人才。要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科研院所與各大高校的合作，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用進(jìn)行深入研究；當(dāng)?shù)卣獦?gòu)建物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)人才教育機(jī)構(gòu)，組織廣大農(nóng)戶開展系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，加強(qiáng)基層的學(xué)習(xí)和宣傳工作；要聯(lián)合農(nóng)業(yè)基層推廣站，形成教育合力、重視人才培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施蔬菜大棚種植中更加廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用轉(zhuǎn)變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、智能化以及信息化發(fā)展起到了關(guān)鍵的推動(dòng)作用。但是由于物聯(lián)網(wǎng)在蔬菜大棚種植中的應(yīng)用剛剛起步，其中尚存諸多缺點(diǎn)和不足，因此，當(dāng)?shù)卣枰o予高度重視，認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展?jié)摿?，在未來的工作中做到統(tǒng)籌兼顧、循序漸進(jìn)，攻克相關(guān)技術(shù)難題，促使物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及規(guī)?；?，推動(dòng)農(nóng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］張海峰，鄭妍妍，張宇，等.Arduino物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在連棟大棚中的選型與設(shè)計(jì)［J］.北方園藝，2018（05）：184-187.

［2］徐德華，唐娟，張俊.農(nóng)業(yè)氣象物聯(lián)網(wǎng)在蔬菜大棚中的應(yīng)用［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，22（20）：80-82.

［3］韓慧，謝楠，鞏秀鋼，等.基于ARM和Qt的蔬菜大棚監(jiān)控系統(tǒng)［J］.山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，29（03）：53-55.

［4］趙麗麗，劉成忠.基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，49（01）：151-155.

河南省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目“基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：172102110283）

2095－6835（2018）20－0144－02

S626

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.144

〔編輯：張思楠〕