信息化技術(shù)在溫室蔬菜種植中的應(yīng)用分析

盛晶晶（河北省廊坊市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北 廊坊 065000）

近年來(lái)，中國(guó)積極發(fā)展信息化農(nóng)業(yè)，為此展開(kāi)了一系列嚴(yán)謹(jǐn)深入的研究工作，其中，北京大學(xué)為實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室蔬菜種植環(huán)境的動(dòng)態(tài)化、持續(xù)化監(jiān)控，研發(fā)并構(gòu)建了WJG-1型計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)；重慶柑橘種植地區(qū)運(yùn)用單片機(jī)控制系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)柑橘生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)與分析；農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院對(duì)通風(fēng)降溫、太陽(yáng)能貯存、熱風(fēng)加熱、灌溉等進(jìn)行了廣泛深入地探索性研究，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚蔬菜生長(zhǎng)情況的新型智能化控制。溫室蔬菜種植中引入并應(yīng)用先進(jìn)強(qiáng)大的信息化技術(shù)既有助于實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)溫室蔬菜生長(zhǎng)情況，也能夠及時(shí)蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中存在的各種病蟲害，便于農(nóng)戶采取針對(duì)性措施進(jìn)行防治，促進(jìn)蔬菜提質(zhì)增效，保證蔬菜供應(yīng)充足。

1 廊坊市大棚蔬菜信息化建設(shè)現(xiàn)狀

廊坊市為河北省轄地級(jí)市，位于河北省中部偏東，轄兩個(gè)區(qū)、兩個(gè)縣級(jí)市及六個(gè)縣，總面積6429平方千米。廊坊市屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，光熱資源充足，雨熱同季，為蔬菜等農(nóng)作物健康茁壯地生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境。

經(jīng)過(guò)近十四年的發(fā)展，廊坊市蔬菜產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，生產(chǎn)種類多達(dá)60余種，形成了日光溫室、大棚、中小棚、早春地膜和夏秋露地菜等多種生產(chǎn)模式與多個(gè)種植茬口相互銜接的蔬菜種植格局。與此同時(shí)，廊坊市利用網(wǎng)站、手機(jī)信息等及時(shí)發(fā)布災(zāi)害天氣預(yù)警信息、關(guān)鍵技術(shù)、行業(yè)重大新聞以及行業(yè)重要文件，為蔬菜種植戶和合作社提供蔬菜先進(jìn)種植技術(shù)應(yīng)用、新品種引進(jìn)和蔬菜銷售信息。蔬菜生產(chǎn)信息化水平的日益提升切實(shí)促進(jìn)了廊坊市蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后各個(gè)環(huán)節(jié)信息資源的不斷共享、協(xié)調(diào)發(fā)展，為當(dāng)?shù)卮笈锸卟丝焖俳】档爻砷L(zhǎng)提供了強(qiáng)大支持。接下來(lái)，該文將結(jié)合廊坊市大棚蔬菜信息化建設(shè)情況，對(duì)信息化技術(shù)在溫室蔬菜種植中的應(yīng)用展開(kāi)深入探討[1]。

2 信息化技術(shù)在溫室蔬菜種植中的應(yīng)用分析

關(guān)于信息化技術(shù)在溫室蔬菜種植中的應(yīng)用，最典型的案例當(dāng)屬農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，它主要利用射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，依照特定的協(xié)議將相關(guān)物品與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行安全可靠地連接，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行信息交換、保持穩(wěn)定持續(xù)的通訊關(guān)系，由此形成具有智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)管等一系列功能的綜合網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展為農(nóng)業(yè)信息化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持，反過(guò)來(lái)，農(nóng)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展也為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)“施展才華”提供了廣闊空間。

2.1 應(yīng)用溫度、濕度傳感器技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)溫室大棚的監(jiān)測(cè)和預(yù)警

在溫室蔬菜種植過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可通過(guò)配置溫度傳感器、濕度傳感器等智能設(shè)備的方式對(duì)大棚蔬菜的生長(zhǎng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、持續(xù)化、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，種植人員無(wú)需親自前往溫室大棚檢查棚內(nèi)環(huán)境及蔬菜生長(zhǎng)情況，可根據(jù)傳感器傳輸在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確及時(shí)地了解溫室蔬菜生長(zhǎng)情況，最重要的是計(jì)算機(jī)程序能夠?qū)鬏敾貋?lái)的溫度、濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和分析，便于農(nóng)戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)大棚蔬菜生長(zhǎng)中存在的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)溫室大棚進(jìn)行通風(fēng)、降溫或者升溫、增濕等處理，保證溫室蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境適宜，促進(jìn)蔬菜健康茁壯地快速生長(zhǎng)。

另外，在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，可對(duì)溫室環(huán)境的各個(gè)參數(shù)，比如濕度參數(shù)、土壤PH值參數(shù)等設(shè)定科學(xué)合理的閥值，一旦超出正常范圍，低于或者超過(guò)設(shè)定的安全閥值，系統(tǒng)就會(huì)馬上啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，此時(shí)，用戶可在計(jì)算機(jī)顯示屏或者手機(jī)上獲得報(bào)警信息，根據(jù)報(bào)警信息馬上采取有效措施調(diào)節(jié)溫室大棚環(huán)境參數(shù)，避免溫室蔬菜由于光照度過(guò)高、濕度過(guò)大等原因而生長(zhǎng)緩慢。

2.2 應(yīng)用PH值傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地掌握溫室內(nèi)土壤墑情

溫室蔬菜種植過(guò)程中，及時(shí)合理地調(diào)節(jié)土壤酸堿性是蔬菜健康快速地成長(zhǎng)的重要前提，在農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)中，應(yīng)采取合適手段對(duì)大棚內(nèi)的土壤PH值進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定?，F(xiàn)如今，業(yè)內(nèi)人士主要通過(guò)五種方法測(cè)定PH值的高低，分別是酸堿滴定法、指示劑法、PH值試紙法、PH值電極法以及鋁鎢電極法。不過(guò)從精準(zhǔn)度和成本兩方面來(lái)考慮，大部分農(nóng)戶選擇鋁鎢電極法，其實(shí)現(xiàn)方式是將鋁鎢電極式PH值傳感器看作是一個(gè)小信號(hào)電流源，再利用放大器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，由此獲得清晰的電壓信號(hào)，為采集芯片采樣提供可靠保障[2]。

2.3 應(yīng)用全球眼攝像頭技術(shù)，及時(shí)識(shí)別并有效防控各類病蟲害

在溫室大棚蔬菜種植中引入并應(yīng)用由電信企業(yè)推出的“全球眼攝像頭”，能夠?qū)Υ笈飪?nèi)部環(huán)境進(jìn)行24小時(shí)不間斷的實(shí)時(shí)圖像和聲音信息傳送，支持大量用戶同步訪問(wèn)，提供單畫面或者二、四、八、十六畫面等多種不同的模式；溫室蔬菜種植戶可不受時(shí)空束縛地遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控到的蔬菜生長(zhǎng)形狀、葉片長(zhǎng)勢(shì)等圖像全面準(zhǔn)確地了解大棚內(nèi)蔬菜生長(zhǎng)情況。

與此同時(shí)，種植戶能夠根據(jù)安裝于大棚內(nèi)部的傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息判斷蔬菜是否遭受病蟲害，再通過(guò)對(duì)傳回信息的統(tǒng)計(jì)與分析，準(zhǔn)確識(shí)別蔬菜當(dāng)前罹患的哪一種病蟲害及具體嚴(yán)重程度，及時(shí)采取針對(duì)性措施進(jìn)行防治，將病蟲害對(duì)蔬菜造成的不良影響控制到最低，盡可能地減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 應(yīng)用熱成像技術(shù)，準(zhǔn)確判斷蔬菜成熟度

種植戶能夠據(jù)安裝于大棚內(nèi)部的傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息了解蔬菜生長(zhǎng)情況，也可以通過(guò)先進(jìn)強(qiáng)大的熱成像技術(shù)對(duì)溫室蔬菜進(jìn)行熱成像，以此推測(cè)植物后期的生長(zhǎng)狀況以及成熟的時(shí)期，便于用戶提前做好采摘蔬菜準(zhǔn)備工作，打破以往農(nóng)戶只能夠通過(guò)肉眼觀察和積累經(jīng)驗(yàn)推測(cè)蔬菜成熟度的模式，保證蔬菜采摘的及時(shí)性和適時(shí)性，促進(jìn)蔬菜增值提效，增加溫室蔬菜種植戶的經(jīng)濟(jì)收益。

2.5 應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，安全可靠地存儲(chǔ)采集信息

在溫室蔬菜信息化發(fā)展中，各類傳感器肩負(fù)著監(jiān)測(cè)和采集信息的重任，而數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)則承擔(dān)著保存信息、更新信息、統(tǒng)計(jì)信息的重大使命，龐大可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)⒏黝悅鞲衅鞑杉降臄?shù)據(jù)信息按照特定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一地存儲(chǔ)，為計(jì)算機(jī)軟件調(diào)取數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)提供了極大便利，也為農(nóng)戶精準(zhǔn)高效地檢索某日蔬菜生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供了極大便利。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)中清晰準(zhǔn)確地記錄了大量關(guān)于蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，能夠比較快速準(zhǔn)確地了解蔬菜生長(zhǎng)規(guī)律并獲得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于此對(duì)溫室環(huán)境的相關(guān)物理參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理地調(diào)整，促進(jìn)蔬菜健康快速成長(zhǎng)，由此獲得更高的農(nóng)作物種植效益?？梢哉f(shuō)，在溫室蔬菜信息化建設(shè)中，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)尤為重要。

2.6 應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)時(shí)高效地調(diào)控溫室環(huán)境參數(shù)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)是溫室蔬菜信息化發(fā)展的重點(diǎn)，在構(gòu)建好的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，溫室蔬菜種植戶可根據(jù)獲取到的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、土壤PH值等實(shí)時(shí)掌握大棚環(huán)境，若溫度、濕度等相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)異常，不利于蔬菜正常生長(zhǎng)，農(nóng)戶可直接通過(guò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)進(jìn)行調(diào)控，促進(jìn)各項(xiàng)指數(shù)正常，為蔬菜健康茁壯地成長(zhǎng)構(gòu)建良好環(huán)境，促進(jìn)溫室蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量同步升高，推動(dòng)大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2.7 應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室蔬菜的高效溯源

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是目前比較先進(jìn)且應(yīng)用較為廣泛的一種非接觸識(shí)別技術(shù)，可通過(guò)附著于可跟蹤物品的方式對(duì)其來(lái)源信息進(jìn)行實(shí)時(shí)讀取。RFID電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，利用無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將各類信息集中保存至中央信息系統(tǒng)，在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下即可通過(guò)掃描的方式對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行識(shí)別。在溫室蔬菜種植過(guò)程中，在蔬菜采摘并包裝時(shí)，可在其包裝袋上貼上RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一批蔬菜的高效溯源、精準(zhǔn)識(shí)別，保障蔬菜的安全性與時(shí)效性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，信息化溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)目前正處于探索發(fā)展時(shí)期，技術(shù)、設(shè)備等方面均有待進(jìn)一步探討和提升，國(guó)家農(nóng)業(yè)部門、各級(jí)政府以及蔬菜種植戶應(yīng)正確認(rèn)識(shí)到推進(jìn)溫室蔬菜信息化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必要性，各自發(fā)揮積極力量構(gòu)建智能化大棚系統(tǒng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)區(qū)域溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健持續(xù)發(fā)展。