農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在大棚蔬菜種植中的應(yīng)用

戰(zhàn)向光（內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)上官地鎮(zhèn)綜合保障和技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 赤峰 024049）

近幾年中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易比例逐步上升，為加快農(nóng)業(yè)發(fā)展速度，中國(guó)政府已出臺(tái)相關(guān)政策，在農(nóng)產(chǎn)品種植中融入現(xiàn)代科技，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量?，F(xiàn)今正是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的過渡時(shí)期，相關(guān)人員應(yīng)積極解決物聯(lián)網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋的問題，并大力推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

1.1 定義

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，即在大棚控制系統(tǒng)中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、酸堿性傳感器、光傳感器、二氧化碳傳感器等設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、酸堿度、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、二氧化碳濃度等物理參數(shù)，通過各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境的新技術(shù)。

1.2 意義

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一般是使用大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。

通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。

采用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測(cè)量獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，可以為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1.3 國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)1999年被提出，被世界公認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，隨著世界各國(guó)政府對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的政策傾斜和企業(yè)的大力支持與投入，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)被快速催生，根據(jù)國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)顯示，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到每一個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)不是科技狂想，而是又一場(chǎng)科技革命。

自物聯(lián)網(wǎng)概念被提出，歐美的一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開展了農(nóng)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的研究，經(jīng)過20多年的發(fā)展與研究，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)取得了一定成果，如利用衛(wèi)星對(duì)土地利用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)信息發(fā)送到檢測(cè)人員手中，運(yùn)用信息融合手段做出正確的決策，可以對(duì)大面積土地做出農(nóng)業(yè)規(guī)劃。如法國(guó)使用氣象衛(wèi)星和通信衛(wèi)星對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，對(duì)病蟲害進(jìn)行預(yù)報(bào)，并建立農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，指導(dǎo)施肥、噴藥，解放了農(nóng)民勞動(dòng)力，提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。

中國(guó)政府報(bào)告中多次提到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，2013年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在上海、天津等地選擇建立實(shí)驗(yàn)基地，同時(shí)多省政府部門和企業(yè)展開相關(guān)研究，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)逐漸面世，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用逐漸出現(xiàn)在大眾視野中。如為提高種植效率，蒼山縣在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園引進(jìn)了浙江托普農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在其所建設(shè)的蔬菜大棚中全部安裝農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚蔬菜溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等生長(zhǎng)環(huán)境，根據(jù)產(chǎn)生的智能監(jiān)測(cè)信息對(duì)蔬菜進(jìn)行精確管理，通過無線傳感器對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，溫度高了則自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行降溫，通過土壤濕度傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制灌溉，該澆水的時(shí)候澆水，該施肥的時(shí)候施肥，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化種植，促進(jìn)有機(jī)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在大棚蔬菜種植中的應(yīng)用

2.1 成熟度判斷

在傳統(tǒng)的大棚蔬菜種植工作中，人們常用多年的種植經(jīng)驗(yàn)判斷或推測(cè)蔬菜是否成熟，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，可以各種通過傳感器對(duì)植物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，分析蔬菜現(xiàn)下的葉片形狀、蔬菜長(zhǎng)勢(shì)和熱成像，就可以精確推算出蔬菜接下來的生長(zhǎng)情況和成熟時(shí)間，并設(shè)定一定范圍的最佳采摘時(shí)間，讓農(nóng)民在采摘期到來前做好充足準(zhǔn)備[1]。

2.2 預(yù)防病蟲害

病蟲害對(duì)蔬菜的傷害是不可逆的，而且害蟲存在時(shí)間越長(zhǎng)，蔬菜受到的傷害越大，因此只有及時(shí)消滅害蟲，才能保證蔬菜產(chǎn)量。使用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)，可以對(duì)大棚中的病蟲進(jìn)行監(jiān)控，技術(shù)人員可以通過傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息判斷大棚內(nèi)的環(huán)境是否有利于產(chǎn)生害蟲，再根據(jù)即將爆發(fā)的病蟲害進(jìn)行噴藥預(yù)防，可以預(yù)防病蟲害對(duì)蔬菜的不利影響。

2.3 遠(yuǎn)程控制

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中，最主要的就是進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控，農(nóng)民可以通過傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，然后下正確的決策，可以解放人力、節(jié)約時(shí)間、提高蔬菜產(chǎn)量。

2.4 監(jiān)控及預(yù)警

使用傳感器對(duì)蔬菜大棚進(jìn)行監(jiān)控，不需要人進(jìn)入大棚就可以知道大棚中的情況，可以通過傳感器傳回的數(shù)據(jù)對(duì)溫度、光照、土壤、濕度、氧氣含量、二氧化碳含量等進(jìn)行分析，確定適合蔬菜生長(zhǎng)的環(huán)境，然后再用相關(guān)手段進(jìn)行調(diào)整，可以加快蔬菜生長(zhǎng)速度，提高蔬菜質(zhì)量和產(chǎn)量。當(dāng)大棚中的各項(xiàng)指標(biāo)不利于蔬菜生長(zhǎng)時(shí)，傳感器會(huì)進(jìn)行預(yù)警，使農(nóng)民盡快采取相應(yīng)手段，緩解、改善大棚中的環(huán)境。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋的原因

3.1 成本較高，投入與收入不成正比

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要使用設(shè)備是傳感器，但土壤傳感器、溫度傳感器等設(shè)備的價(jià)格昂貴，且需要各類傳感器以實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚中的各項(xiàng)因素實(shí)時(shí)把控，并需要經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，而維修人員服務(wù)費(fèi)用較高，因此想要引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)，就需要投入大量資金，但蔬菜走的是薄利多銷的銷售路線，銷售所得利潤(rùn)較低，利潤(rùn)和投入明顯不成正比，致使很多農(nóng)民不愿意使用物聯(lián)網(wǎng)，使物聯(lián)網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋[2]。

3.2 缺少系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

蔬菜的品種多種多樣，每種蔬菜對(duì)環(huán)境的需求都不一樣，傳感器只能傳回?cái)?shù)據(jù)信息，卻缺乏系統(tǒng)的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，且不同品牌的傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息存在差異，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)不能被大棚種植戶廣泛使用，影響中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

3.3 產(chǎn)品技術(shù)有限

現(xiàn)在中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品不夠靈敏、自動(dòng)化程度較低，且售賣價(jià)格昂貴、缺乏系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備經(jīng)常故障，維修人員不能及時(shí)解決，影響農(nóng)民使用物聯(lián)網(wǎng)的積極性。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)體系不完善

物聯(lián)網(wǎng)體系尚不完善，如果產(chǎn)品出現(xiàn)問題，將影響整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能，不及時(shí)維修會(huì)導(dǎo)致巨大損失。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)體系還不夠完善，缺少物聯(lián)網(wǎng)人才，產(chǎn)品廠家的維修人員有限，不能及時(shí)解決產(chǎn)品問題，且因缺少維修人員，服務(wù)費(fèi)用高，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)不能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋[3]。

3.5 缺少技術(shù)人才

中國(guó)有物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的大學(xué)不足所有大學(xué)的4%，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)生的要求很高，不僅要求其掌握農(nóng)業(yè)知識(shí)，還要對(duì)電子信息技術(shù)和傳感技術(shù)等熟練掌握，而且大多數(shù)學(xué)校缺少專業(yè)的師資力量，缺少足夠的財(cái)力建造專業(yè)的教學(xué)基地，限制了學(xué)校對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的培養(yǎng)，使物聯(lián)網(wǎng)人才短缺，無法解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)問題。

4 解決措施

4.1 政府推廣

一方面政府應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策，并對(duì)使用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的種植戶進(jìn)行成本資金補(bǔ)助，降低農(nóng)民的投入成本；另一方面，設(shè)備的廠家應(yīng)該合理降低銷售價(jià)格和維修價(jià)格，讓農(nóng)民的收入提高，進(jìn)而積極引進(jìn)使用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

4.2 建立完善的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系

現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系還不能滿足農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的要求，因此物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與國(guó)際蔬菜種植標(biāo)準(zhǔn)相接軌，完善中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。其次應(yīng)統(tǒng)一各廠家生產(chǎn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)各家傳感器的數(shù)據(jù)相統(tǒng)一，使傳感數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，才能得到農(nóng)民的信任，從而推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)。

4.3 探索成熟的商業(yè)模式

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目是民生項(xiàng)目，關(guān)乎著人民群眾的利益，因此應(yīng)該積極改善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中存在的問題，探索成熟的商業(yè)模式，才能使物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展。

4.4 傳授相關(guān)技術(shù)，搭建網(wǎng)絡(luò)溝通平臺(tái)

政府可以聯(lián)合企業(yè)、有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)做農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)線上、線下推廣，組織農(nóng)民學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，提高農(nóng)民的認(rèn)知，培養(yǎng)現(xiàn)代化新型農(nóng)民；搭建QQ群、微信群等網(wǎng)絡(luò)溝通平臺(tái)，使農(nóng)民有關(guān)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的問題可以得到快速解決。

4.5 人才培養(yǎng)

應(yīng)加強(qiáng)各院校的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)，提高基層宣傳工作，增強(qiáng)技術(shù)人才培訓(xùn)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展影響中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展速度，而且物聯(lián)網(wǎng)作為誕生不到二十二年的新興產(chǎn)業(yè)，無論是技術(shù)還是體系尚不完善，中國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究還有待提高，為使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以盡快普及到蔬菜大棚種植中，應(yīng)進(jìn)行政府推廣、減少農(nóng)民的投入成本、建立完善的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系、加快人才培養(yǎng)，才能從根本上解決問題，全面提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率。