基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“四化型”花卉溫室監(jiān)控系統(tǒng)研究

郭志中 洪志定 李 鵬

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530001）

1 傳統(tǒng)花卉溫室管理存在的問題

隨著經(jīng)濟的增長和社會的進步，人民群眾的物質(zhì)文化生活與精神文化生活需求也在逐年增長?；ɑ苣軌驇Ыo人們直觀的美的感受，這使得社會對于各式花卉的需求量快速增加，同時也為花卉種植業(yè)的快速發(fā)展提供了有利的契機。由于生長習性的差異，不同的花卉對于生長環(huán)境的要求也各不相同。種植在自然環(huán)境下的花卉，很容易受氣候、季節(jié)以及病蟲害等因素的影響。為了營造有利于花卉生長的環(huán)境，改善花卉品質(zhì)，增加種植者的收入，現(xiàn)在人工種植的花卉多在溫室中栽培。

花卉的品質(zhì)將會直接影響花農(nóng)的經(jīng)濟收益。傳統(tǒng)的花卉溫室大棚，大多是花農(nóng)自己建造的簡易設(shè)施。種植者多使用濕度計、溫度計等簡易測量手段，對大棚中的環(huán)境條件進行人工測量，來獲取所需要的參數(shù)。這種原始的操作方法不但費時費力，而且采集的數(shù)據(jù)準確程度也無法得到保證。溫室內(nèi)較低水平的自動化和機械化一直是影響花卉質(zhì)量與產(chǎn)量的不利因素。因為這些因素導致生產(chǎn)產(chǎn)能比較低，所以無法得到良好的種植效果與期望的經(jīng)濟收益，導致花農(nóng)的種植積極性降低。

隨著時代的進步，在溫室大棚技術(shù)得到廣泛推廣和應(yīng)用后，種植戶對溫室的管理方法也在逐年改進，從以前依靠人工的原始管理方式逐漸向智能化管理模式轉(zhuǎn)型。逐步實現(xiàn)對棚內(nèi)花卉植株生長環(huán)境的自動調(diào)控，將提供有利于花卉生長的最優(yōu)生態(tài)環(huán)境，最大限度地發(fā)掘花卉的生長潛能，以促進生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的雙增長。

現(xiàn)階段，較大的連棟花卉溫室群已采用部分智能控制系統(tǒng)，但是仍然存在造價偏高、操作復(fù)雜、維護困難等諸多問題。受限于這些問題，目前小型的花卉溫室仍停留在人工管理模式階段。人工管理模式不僅加大了農(nóng)戶的工作量，而且存在數(shù)據(jù)采集不夠精準、調(diào)控設(shè)備不夠及時等問題，很難保證溫室環(huán)境一直維持在花卉最優(yōu)的生長條件下，對花卉的產(chǎn)量和質(zhì)量都會產(chǎn)生很大的影響。采取有效措施對溫室內(nèi)環(huán)境進行有效、實時的檢測與控制，會直接影響花卉的產(chǎn)量和品質(zhì)，也是花農(nóng)降低人力物力支出與增加效益的關(guān)鍵。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)被譽為信息產(chǎn)業(yè)的又一次革命。物聯(lián)網(wǎng)是指按照即定協(xié)議，通過信息的傳遞，使網(wǎng)絡(luò)可以同任何物體之間互相關(guān)聯(lián)，物體與物體間通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息溝通與交流，最終達到可以自動識別、主動跟蹤、自動定位、實時監(jiān)控與遠程管理的目的。也可以將其理解為是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上建設(shè)的，通過感知技術(shù)和傳輸設(shè)備來實現(xiàn)物與物之間信息溝通和傳遞的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)［1］。簡單來說，就是物物皆有思想、物物皆可關(guān)聯(lián)、物物皆可控制。物聯(lián)網(wǎng)包括三層架構(gòu)：首先是感知層，某個物體傳遞的信息能被感知到。其次是傳輸層，能通過傳輸媒介將得到的信息傳送到數(shù)據(jù)庫。最后是應(yīng)用層，能對數(shù)據(jù)庫得到的信息進行加工處理與調(diào)控。通過以上這三層架構(gòu)的配合運作，進而達到對物與物之間的實時調(diào)控與精準管理的目的。

隨著通信科技與智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也在更新迭代。2012年2月國家工業(yè)和信息化部頒布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，這標志著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展被提升到了國家發(fā)展的戰(zhàn)略性高度［2］。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)與人們身邊事物的關(guān)聯(lián)速度也在逐步加快。為了進一步擴大智慧科技在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用，實現(xiàn)科學種植、實時監(jiān)測、節(jié)能環(huán)保、增加收益，逐步引導傳統(tǒng)種植方式向現(xiàn)代化科技種植方式轉(zhuǎn)型升級，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在發(fā)揮著前所未有的巨大的作用。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的溫室花卉“四化型”監(jiān)控系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的溫室花卉“四化型”監(jiān)控系統(tǒng)，是現(xiàn)代社會信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的有效運用。農(nóng)業(yè)的科技化和智能化不只是發(fā)送服務(wù)短信或建立網(wǎng)站這么簡單，而是要把現(xiàn)有的智能技術(shù)通過有效的組織，運用到實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。溫室花卉“四化型”監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在溫室花卉生長的過程中，通過引入互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，來實現(xiàn)對棚內(nèi)花卉各個生長環(huán)節(jié)生長情況的實時感知、實時傳輸、實時處理和實時調(diào)控。具體來說，生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要實時掌控的信息包括：棚內(nèi)的溫度、濕度、光照、水肥量和二氧化碳含量等環(huán)境因素［3］。同時，還有另一個層次信息的感知，即對于花卉植株本體信息的感知，包含對植株健康狀況的感知、植株所含營養(yǎng)成分的感知等。通過對這些信息的實時感知和及時處理，以達到對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的科學掌控。所以，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的溫室花卉“四化型”監(jiān)控系統(tǒng)，是給傳統(tǒng)人工調(diào)控的溫室大棚引入現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對花卉的生長過程和生長環(huán)境進行實時的監(jiān)測與調(diào)控，通過這種對生產(chǎn)過程的精準化管理，最終達到高產(chǎn)和高效的目的。

“四化型”花卉溫室監(jiān)控系統(tǒng)中的“四化”分別是指：智能化，即能夠?qū)崿F(xiàn)實時感知，并且具有自動調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)光、通風功能［4］；節(jié)能化，即實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電，綠色生產(chǎn)；數(shù)據(jù)化，即實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)能夠即時存儲和查閱功能；可視化，即通過計算機、手機等智能設(shè)備來實現(xiàn)實時查閱信息數(shù)據(jù)，并可進行遠程操作。

利用“四化型”監(jiān)控系統(tǒng)可以維護花卉的正常生長環(huán)境，降低農(nóng)戶的人工工作量，提高工作效率，精準提升花卉的產(chǎn)量和質(zhì)量；在對智能控制系統(tǒng)進行故障定位時，也可大幅度減少耗費的人力、物力、財力。基于物聯(lián)網(wǎng)的“四化型”智能花卉溫室監(jiān)控系統(tǒng)相較于以往一般、簡易的溫室監(jiān)控設(shè)備，具有集成度高，采集參數(shù)準確、及時，操作使用簡單、易學，管理精細、科學等特點，可以滿足當下溫室花卉種植管理者的生產(chǎn)需要。本研究可助力服務(wù)產(chǎn)業(yè)扶貧，從技術(shù)角度幫助扶貧項目，既可助力科技特派員實現(xiàn)遠程指導、遙控操作，又可助力花卉種植戶提高種植收益，符合國家科技扶貧的要求和倡導。

4 結(jié)語

本文分析了傳統(tǒng)花卉溫室管理方法存在的管理方式落后、自動化性能較差等問題，探討了通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理使用，運用智能化、節(jié)能化、數(shù)據(jù)化、可視化“四化型”現(xiàn)代花卉溫室監(jiān)控系統(tǒng)在溫室監(jiān)控管理方面的優(yōu)越性。

農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)離不開信息科技［5］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，首先，可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力成本；其次，可以提高資源利用率，實現(xiàn)“按需供給”，減少浪費；最后，可以提高社會管理效率。