基于物聯網的智能中藥種植系統設計

奚夢嬌

摘 要：隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，社會民眾健康意識的不斷提升為中藥行業的現代化發展帶來重大契機。采用互聯網技術為載體，設計智能中藥種植系統，可以實現對中藥生長環境的動態監測，進而根據外界環境變化對其生長所需進行遠程管控，利用技術支撐保證中藥生長環境的穩定性，真正實現精耕細作，保證產品質量。本文就基于物聯網的智能中藥種植系統設計展開探討。

關鍵詞：物聯網；智能中藥種植系統；設計

引言

傳統的種植藥材浪費了大量的人力、物力，隨著天氣等環境的變化，對藥材的生長有這具體的影響，為了能夠科學地管理和種植中藥材，采用物聯網技術應用到中藥材種植上，提高中藥材種植的產量和質量。

一、生長環境改變引起藥效變化

中藥的產地、生長環境非常重要，極大的影響中藥的療效。生態環境要素作為影響中藥材品質的一個主要因素，并作為道地藥材形成的源頭，一直以來是研究的重點，但基于生態環境要素的多樣性，它也是研究的一個難點。生態環境要素包括很多方面，如土壤、氣候條件、灌溉水源、空氣質量等。北魏時期賈思勰在《齊民要術》中寫道，山東的大蒜種到山西，就小如桔核；山東的谷子種在山西，就只長莖葉而不開花結實，這說明生活環境的變化會引起生物特性的變化，進而影響其功用的發揮。即如其言“一木之性，寒暑易容，若朱藍之染，能不易質”？這說明品種以及產地決定了單味中藥的不同偏性，即質不同則性不同，從而影響其“體”，則其“用”必然受到影響，進而影響其功效的發揮。現代種植的中藥多是依靠農藥、化肥催生處理，其有效性與既往野生草藥相差甚大，也可能存在藥物以外的毒性。因此在藥材種植方面，目前急需依據《中華人民共和國種子法》《中華人民共和國藥品管理法》制定具體的行政監管措施，把中藥材種子培育納入監管范圍，制定和推行符合實際情況的種子資源評價體系和種質資源庫。也有學者提出了中藥原生態種植是模擬野生的環境，比如區域、氣候等特點，開展中藥原生態種植，以確保中藥的品質。也有稱其為中藥的仿生種植、生態種植等，對于提高栽培藥材的質量和產量，實現中藥材的穩定持續發展有重要的意義。

二、物聯網技術在智能中藥種植領域的應用優勢

應用物聯網技術設計智能中藥種植系統，可以有效提升中藥種植技術應用水平，數據庫平臺中收錄優質種植經驗，農戶可以在客戶端中進行相關種植信息的查詢，相關專業技術人員還能夠與農戶進行問答互動，回答農戶在種植活動中遇到的問題，后臺管理人員定期對數據信息平臺進行更新，將農戶的常見問題形成統一的種植學習材料，提升農戶的種植技術。同時農戶還可以在智能終端監控中藥材生產環境的相關指標，種植地中應用物聯網技術形成有關溫度、濕度、關照、氧飽和度、二氧化碳含量的信息集采系統，農戶可以根據相關數據確定相應的種植技術應用，以保證外界環境能夠持續滿足中藥材的生長需要，減少農戶在種植監管中的精力投入，同時保證藥材種植質量。

三、基于物聯網的智能中藥種植系統設計

（一）智能中藥種植系統設計需要應用的技術

（1）嵌入式系統

嵌入式系統（EmbeddedSystem），根據英國電機工程師協會（U.K.InstitutionofElectricalEngineer）的定義，嵌入式系統是一種完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統，為控制、監視、輔助各種設備、機器、工廠運作的裝置，是為特定功能所設計的計算機系統。與個人計算機這樣的通用計算機系統不同，嵌入式系統通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務。由于針對特定功能進行開發，整合需要的硬件資源進行設計，能降低所需要硬件成本，并且在軟件開發過程能針對硬件調整以獲得系統的優化，讓系統能更加穩定、可靠。

（2）Android系統

Android系統是能夠應用于行動設備、基于Linux核心的基礎的開放原始碼軟件操作系統，Andriod操作系統上能夠開發和應用第三方應用程序。

（3）傳感器

傳感器（Sensor）是用來接收信息或外界刺激、將其信息反應的組件，并且能將所接收到的外界信息轉換，以數值形式后輸出，現今傳感器已廣泛用在自動化工業、3C產業等作為信息接收。本論文所使用的傳感器為Phidgets公司推出的感知組件，使用的感測器種類分別為亮度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器，用以感測自然環境中的亮度、溫度、濕度等模擬信息傳換為數字信號傳輸給電子裝置進行應用。

（4）繼電器

繼電器屬于電子控制組件，其主要應用原理為利用較小電源去控制較大電源裝置的控制開關，能夠在電子回路中負責電源控制、電路轉換以及安全保護等功能。

（二）基于物聯網的智能中藥種植系統設計

（1）種植環境感測

種植環境感測功能是利用傳感器進行環境數據監控，將亮度傳感器、溫度感測器、濕度傳感器部屬在溫室種植環境收集溫室環境的亮度、溫度與濕度。實體感知端所有傳感器皆由Arduino開發板進行信息收集與控制，Arduino開發板的DigitalI/O與傳感器連接將環境參數轉換成數字信號，整理過的參數由WiFi無線網絡模塊所收集到信息可作為環境監控并依據環境信息調解種植環境，調整出適合植物生長的環境。

（2）調節種植環境

智能操控端需要體現對種植環境的遠程操控功能，在系統中設計調節裝置，應用繼電器實現對LED燈、供水閥、加熱器的遠程管控，以實現對亮度、濕度與溫度的人為調節。

（3）手持裝置端

手持裝置端主要是在Android操作系統的手持裝置，通過AndroidApplication開發設計出與實體感控端互動的功能，另將數據接收、裝置控制方法整合入Android系統框架中提供開發者開發AndroidApplication的API，以增強Android操作系統功能并讓開發者能以整合的框架設計AndroidApplication。

結語

現代中藥種植領域需要重視智能化技術、物聯網技術的應用，以不斷提升產品質量，降低產品種植成本，促進行業的科學發展。

參考文獻：

[1]李光濤.基于北斗和物聯網的中藥材種植監測平臺的設計與實現[J].物聯網技術，2017，7（11）：67-69.

[2]馬健.基于物聯網技術的智能中藥種植系統的設計[J].無線互聯科技，2016（09）.