園藝生境 指間掌控

王歡

設施園藝，是利用特定設施，人為創造適于作物生長環境的一種環境可控制農業。要人為創造作物所需的光溫等環境，現代科技的力量就顯得愈加重要，設施園藝與物聯網應用相結合也是必然趨勢。

國外早在20世紀后期就開始研發網絡化、分布式的溫室環境控制系統，并在設施農業方面開展了廣泛應用。英國無線系統公司開發了基于無線設備的花園溫室霜凍和入侵警報系統、遠程通風加熱控制系統、無線灑水系統等。日本的四國電力集團利用基于以太網的嵌入式網絡技術開發了雙向遠程監控系統，能夠實時動態獲得溫室的環境參數和視頻圖像，從而實現更大范圍的溫室遠程自動化管理。

我國設施園藝物聯網應用主要包括溫室二氧化碳濃度、空氣溫濕度、土壤溫度與含水量、光照強度等環境參數與作物長勢等現場視頻圖像信息的遠程實時精確采集、數據的可靠傳輸、系統分析決策與卷簾機、自動灌溉與施肥等現場設施的自動控制等環節。這些應用多集中在大型農業企業或專業生產合作社，大幅度提高了勞動生產率，減少了用工量，提高了管理水平。記者列舉了在設施園藝領域里，兩個具有代表性的物聯網綜合應用系統。

棚室環境綜合監控

該系統將不同功能的設施環境監測傳感器以ZigBee（一種短距離、低功耗的無線通信技術）組網，然后采用3G/4G網絡與互聯網連接，設置專門數據服務器采集與存儲數據（或云存儲），在一個統一的運行控制平臺基礎上運行，可實現溫室環境自動監測、災害報警、智能卷簾加溫與補光等環境調控功能，適用于設施種植業日常生產精細化管理需求，實現智能化監控、人工輔助管理溫室的目的，有效解決現代農業園區大面積環境監控，提高生產管理自動化和精細化水平，并對出現的氣象災害及時預警，有效減少災害損失，提高生產效益。主要功能包括：

一是實時監測功能。通過傳感設備實時采集溫室（大棚）內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強度、土壤水分含量、土壤溫度、土壤溶液電導度，以及棚外氣溫、光照強度、風速、風向、雨（雪）量氣象等數據；將數據通過移動通訊網絡傳輸給服務管理平臺，服務管理平臺對數據進行分析處理。

二是遠程智能控制功能。安裝有電動卷簾，排風機、電動灌溉系統等機電設備的溫室設施，可實現遠程控制功能。用戶可通過手機或電腦登錄系統，控制溫室內的水閥、排風機、卷簾機的開關；也可設定好控制邏輯，系統會根據內外情況自動開啟或關閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設備。

三是查詢功能。手機或電腦登錄系統后，可以實時查詢溫室設施內的各項環境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息；登錄系統后，還可以查詢當地農業部門或企業提供的農業政策、市場行情、供求信息、專家通告等，實現有針對性的綜合信息服務。

四是報警功能。報警功能需預先設定適合條件的上限值和下限值，設定值可根據農作物種類、生長周期和季節的變化進行修改。當某個數據超出限值時，系統立即進行現場聲光報警，或將報警信息通過網絡發至用戶控制平臺或用戶手機，提示用戶及時采取措施或進行自動調整。

農場管理系統

農場管理系統集成人力資源管理、生產管理系統、物資管理、農產品倉儲、物流系統、銷售系統、溯源系統和財務系統等幾大核心模塊。旨在以設施園藝企業運營為中心，協調生產園區所有資源為根本，減輕管理難度，優化信息綜合處理能力，提高現代化管理水平。

目前，我國已經研制開發出上述單一模塊的專用軟件和相配套的硬件裝備，并形成了很好的商業軟件市場。主要模塊功能具體如下：

一是人力資源管理。可對園區管理、生產、經營的人力資源獲取、整合、開發、利用等方面所進行的計劃、組織、領導、控制，充分發揮各類人員的潛力和積極性，提高工作效率，達成計劃目標。

二是生產管理系統。制定品種、生產、加工、貯運等系列成套標準，形成涵蓋產前、產中、產后全過程的農業標準體系。實現用標準化組織生產、評價質量、規范流通、指導消費、促進出口的目標。

三是物資管理。建立在整個生產園區生產資料統購、統管、統用的物資管理制度基礎上，實現采購、集中管理、發放、盤點等功能。

四是農產品倉儲。具體包括：標準化管理。出入庫使用無線射頻識別技術（RFID電子標簽），實時采集存儲品名、產地、生產者、采收期、產品質量等級、產品執行標準編號等信息。倉庫環境管理。實時監控倉庫溫度、濕度等環境信息。預警查詢管理。錯誤操作告警、倉庫環境告警、過期食品告警、庫存超量/不足告警等預警管理。

五是物流系統。具體包括：智能化訂單與采收管理。采收管理系統調取并分析交易中心訂單，自動生成采收計劃，工作人員根據訂單采收，提高采收工作效率；避免盲目采收造成的農產品損耗與存儲消耗。最大保證消費者訂購農產品新鮮程度。運輸過程管理。采用RFID溫度標簽，對物品運輸過程中的溫度和時間變化進行監控，結合GPS、GPRS技術實現車、物、地點、溫度環境的信息化統一，同時實現實時的監管，并可形成有效的追溯信息。車輛管理。采用電子標簽和GPS系統對每輛運輸車輛進行記錄和管理。

六是銷售管理系統。由基于手機APP和網頁的農產品電子商務平臺、基于社區智能終端一體化點購系統、以及消費者體驗和物流配送服務三部分組成?？蓪崿F消費者通過服務門戶了解到農場的環境、特色、服務、產品等信息，可通過遠程監控視頻看到農場實時風景與農作物種植情況，可以追蹤物流配送過程，實現從田間到餐桌的一體化管理與服務。

七是產品溯源系統。利用射頻識別（RFID）技術或二維碼技術，并依托網絡技術及數據庫技術，實現信息融合、查詢、監控，實現農產品安全預警機制。消費者可通過零售的終端機、互聯網或手機APP等方式進行查詢農產品從基地到餐桌的全過程，讓農產品安全有保障。

八是財務管理系統。為用戶提供符合我國財務的多種格式的憑證和賬簿；銀行、現金日記賬，數量賬，往來賬、多欄賬，總賬，明細賬等。

目前，這些物聯網技術在全國多地得到應用，效果顯著。例如北京市在8個區縣23家生產規模大、基礎條件好、輻射帶動作用強的園區（基地），建設了5000畝設施農業物聯網技術核心應用示范區，各園區（基地）大幅減少了勞動用工，工作效率平均提高50%以上；減少了黃瓜靶斑病、西紅柿葉霉病等病害的發生，與溫室相比，減少水肥藥的使用以及挽回病害造成的損失達到20%；種植的黃瓜、西紅柿的產量和品質顯著改善，商品率提高到85%左右。

在青海省樂都縣的5個項目點共安裝了50套溫室環境監控設備，每個溫室面積約為850平方米，使用溫室環境監控及自動化灌溉系統后，可及時調整溫室的溫度、濕度、光照、灌溉條件等，每個溫室可增產增收15%以上。

隨著越來越多的人了解物聯網技術帶來的好處，物聯網在設施園藝中的應用也一定會越來越廣泛，并不斷發展進步，讓人們在設施園林中擁有更強大的“操控自然”的能力。