溫室大棚的物聯網發展趨勢分析

朱登文

成都鐵路中學

溫室大棚的物聯網發展趨勢分析

朱登文

成都鐵路中學

我國作為世界上的農業大國，在網絡技術蓬勃發展的當下，信息化農業成為發展的主潮流。物聯網技術運用于農業溫室大棚中，能夠精準采集溫室內的溫濕度等數據，實時分析農作物生長情況，檢測作物生長環境變化，克服傳統管理模式效率低、消耗大的不足，提高農作物管理水平。本文將就物聯網技術在農業溫室大棚中的應用等方面加以探討。

物聯網技術 農業溫室大棚 農業信息化

物聯網是通過將短距離的移動收發器內嵌到各種配件和日常用品中，使人與人、人與物、物與物之間形成了一種新的交流方式。我國是一個農業大國，農作物溫室面積居世界首位，但是在管理模式上，我國多數溫室大棚都應用的粗放式管理模式，不僅浪費了大量的人力、物力和財力，且農作物產量與品質也不理想。將物聯網技術應用在農業溫室大棚中即可有效解決這一問題。

1 物聯網技術應用的系統組成與作用

物聯網技術在農業溫室大棚中的應用簡稱為智能溫室大棚，主要包括三層結構，即信息感知層、信息應用層與信息網絡層。在這一體系中，信息感知層處于底層位置，其作用就是在系統中布置攝像頭、RFID發射端、RFID接收端、傳感器等，可以實施采集農業大棚中的各類參數信息，監測農作物的生長情況。信息網絡層能夠傳遞相關信息，實現了無線網絡與有線網絡之間的有機結合，可以實現監測數據與視頻數據的有效傳輸，為農業物聯網提供信息支撐。其核心系統包括以下幾個內容：

1.1 傳感采集系統

通過智能傳感器可以實時收集溫室內光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤含水量等數據，對所采集的數據進行管理與整合，并將參數經由網絡傳遞給數據分析系統進行進一步處理。

1.2 視頻監控系統

利用高精度高像素攝像機等監控器材能夠對作物生長情況及作物生長環境進行監測，通過網絡上傳至智能系統，用戶可不受時間地域等因素影響，利用智能設備對農作物進行監控與管理。在智能溫室大棚的入口處和溫室兩側的中央安裝攝像機，采集農業溫室大棚現場的視頻圖像，隨時隨地進行遠程視頻監控，查看農作物的長勢情況，為生產科研提供資料，同時也實現溫室大棚內的安防監控。視頻監控主要采用流媒體技術，通過架設流媒體服務器實現視頻的轉發和分發功能，完成視頻的多路輸入、多路輸出。

1.3 數據分析系統

在接收到傳感采集系統所上傳的數據后，即可對所獲得的信息進行統一存儲和分類處理，使之轉化為更為直觀形象的圖表（如折線圖、柱狀圖）等形式，為使用者提供提供精確、及時的空間場圖、時間曲線，方便使用者查詢、分析、控制。

1.4 控制操作系統

控制操作系統由負責不同功能的控制器與傳感器、控制電路組成，通過網絡連接，在數據超過參數指標時，可以遠程下達指令自動開啟控制器，如開關噴水裝置、調節滴灌裝置水量大小、收放遮光卷簾等。

2 物聯網技術在溫室大棚中的應用優勢

2.1 環境狀況實時監測與預警

物聯網技術應用于溫室大棚，可實時采集棚內的環境數據，時刻監測空氣濕度、光照強度、土壤含水量等數據的變化情況，結合監控器材所采集的視頻資料，通過一系列分析模擬、智能計算，建立數學模型，在環境狀況不利于作物生長，如缺水、溫度過高、可能發生病蟲害時發出預警，并給出相應的問題解決指導方案，改善作物生長條件減少因管理不及時造成的損失。

2.2 調節相關數據，增加作物產量

由于作物對于生長環境有著嚴格的要求，在建立智能溫室大棚后，系統將對數據信息進行分析，計算出最適宜作物的生長條件，通過改變棚內溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照等條件，使作物的產量和質量提升，并可進行跨季節、跨地域的作物種植。據相關資料顯示，在智能溫室大棚中種植的瓜果蔬菜，畝產量平均為露天栽培作物的5-10倍，產量增加明顯。

2.3 有效減少資源浪費

物聯網系統中的數據分析系統可以準確采集分析數據，以此數據對照作物生長模擬模型，預測作物在生長期的成熟度，將地表溫濕度、空氣溫濕度、光照強度、風力大小、土壤營養含量等諸多因素控制在最合適的狀態，有效高效的減少人工判斷失誤所造成的過度灌溉、施肥過量等資源浪費，從根本上節約水資源、肥料、農藥和人力資源。

2.4 可遠程操控，不受時間空間影響

相關管理人員可通過移動終端，如智能手機、電腦等設備，隨時檢查作物生長的實時數據，查詢過往數據，與視頻監控系統相輔相成，并可切換自動和手動的操作模式，根據諸項指標變化，下達操作指令遠程控制設備。如在臺風天氣，可遠程控制卷簾、通氣口的關閉，或在陰雨天氣開啟日光燈，增強光照。

2.5 作物統一管理，監、控、管為一體

通過網絡連接，大棚與大棚形成統一的整體，即可分棚逐個管理，又能統一監測控制管理，方便快捷，不受外界因素影響，操作靈活性高，極大的提高農業精細化管理程度，為科學、環保、高效的管理提供有力支持，極大提高作物的經濟效益，使農業生產數據化、智能化、標準化、科學化。

3 結語

物聯網技術應用于農業溫室大棚中，從農作物的播種階段到成熟階段，都可以進行全方位、全時段的覆蓋性監測管理，能在很大程度上提高農業工作者的工作效率，推動我國農業生產走向“高效、有效、綠色、安全”，在農作物增產增收、優化質量、研發新品種等方面有廣闊的發展應用前景，對增加我國農作物經濟收益有明顯的作用。農產業智能化定將成為我國農業管理模式轉型的強力催化劑，隨著科技進步，物聯網技術的成本也將逐漸降低，定會有更廣泛的推廣和應用。

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