基于物聯網的智慧農業大棚系統探究

肖亞男

摘 要：物聯網技術近幾年呈現出快速發展的趨勢，并越來越廣泛地應用于農業大棚中。在使用智慧農業大棚系統時，僅通過一部手機就可以對大棚實現簡單的智慧管理，這種系統結合了計算機和物聯網技術，可以使農業生產效率得到有效的提高。本文集中闡述了智慧農業大棚系統的功能以及硬件、軟件設施，還分析了通過物聯網來操控的智慧農業大棚系統是如何建立并成功地運用于實踐中的。

關鍵詞：物聯網;智慧農業;大棚系統

農業的發展越來越趨向于現代化，目前的市場需求已經不能被局限的傳統農業種植模式所支持，農業的發展離不開物聯網和自動數字化的運用是為了順應當代社會發展的必然結果。傳統的農業大棚確實可以使用戶產生一些收益，但該模式需要投入大量的人力和物力去運作[1]。現如今結合了互聯網和現代技術的農業大棚不僅能夠確保產量，而且不需要人為再去管理、記錄植物的生長情況，使得農業大棚越來越向智能化、自動化的方向發展，而且現在的農業大棚使用了智能感知、識別系統，通過使用監控平臺可以自動檢測和調控大棚內的設施，這不僅使得管理人員不再受束縛，而且確保了大棚內的植物一直處在良好的環境中生長。

1.智慧農業的國內外發展現狀

近幾年，我國雖然開始將人工智能設備大量地運用于農業領域中，但其發展水平依然沒有超過國外，再加上我國對于農業方面使用人工智能的政策并沒有徹底開放，所以導致我國目前的農業技術和機械化水平均與國外產生了較大的差距。

就現在的情況來看，國家政策的發布推動了國內各大企業開始逐漸向發展農業方面著手。百度則結合互聯網智能化更深層次地探索農業機械模式，通過與農機智能化的合作來幫助傳統農企智能化轉型[2]。就比如，不僅國外農業工作者的福利要遠高于我國，而且他們的地位也很高并深受大眾的喜愛與尊敬。基因技術在國外由于農業政策的開放已經被廣泛運用，并嚴禁使用對農作物有害的農藥類產品。另外，發達國家在農業技術領域投入了大量的、遠高于我國的人力物力，并以產業鏈的商業模式去運行農業。

2.智慧農業大棚系統的功能

2.1實時監測功能

之所以將各種傳感器安置在智慧農業大棚系統中，就是為了能夠監測大棚內植物的生長環境，而且可以遠程操控大棚環境的溫濕度、光照、pH值等環境參數。植物生長數據通過傳感器可以被傳輸到PC端信息管理平臺，平臺以圖表的形式將分析整理后的數據進行展示，并將其存檔以供管理人員日后可以管理和查看。

2.2 遠程控制功能

遠程操控是智慧農業大棚系統最先進的功能，能夠隨時隨地通過手機遠程管理大棚中那些不符合要求的數據[3]。例如，如果大棚內濕度的數值隨著中午溫度的升高而開始迅速下跌，這時為了使植物生長環境不被破壞，就可以利用手機通過打開加濕器來實現遠程操控大棚的溫度和濕度。

2.3智能決策功能

智慧大棚系統會以前期數據的分析處理作為參考依據，根據農作物的種類和數據分析建立不同的生長數據庫，并以此給出不同的農作物的種植方法[4]。數據庫中涵蓋了十分詳細的內容，對于作為目前的生長情況以及未來的生長趨勢都記錄在內，能夠在合適的時間點提醒管理者該階段的工作內容，例如何時施肥以及何時防治何種蟲害等，防止管理者錯過最佳時機，管理者在采取措施之前，會觀察作物生長的具體情況以及大棚的整體環境，然后給出更為合適的處理方案，從而為農作物的生長提供保障。

3.智慧農業大棚系統的主要組成部分

智慧農業大棚系統的設備主要包括兩方面，即硬件和軟件設備，在硬件設備中還包含著許多系統，例如農業大棚監控系統、控制器和傳感器等。

3.1農業大棚監控子系統

在智慧農業大棚系統中，配備了很多硬件和軟件功能，例如將高清攝像頭系統安裝在大棚生產區中，確保其能夠進行實時的遠程監控。另外，還將大量的PC端軟件設計運用于大棚生產區，實現其各項數據的收集保存和分析操作，例如風力、濕度和溫度等，從而完成數據的構建。

3.2云服務子系統

云服務需要借助互聯網技術完成數據的相關處理和分析，將云服務作為操作平臺，大數據技術對傳感器和攝像機收集到的數據進行處理的過程中，還能同時完成數據的分析，從而建立起植物生長的數據庫，溫室監控系統負責對數據資料進行收集，然后上傳提交到云服務子系統中，這樣就能夠將植物所有階段的生長數據完整的保存下來。另外，引入圖像識別和處理技術作為輔助，確保大棚管理者在系統軟件中看到數據形式具備綜合性的特征。

3.3農產品溯源子系統

將物聯網、互聯網、云計算技術和傳統農業生產技術結合，在此基礎上，完成農業溯源平臺的構建。在該平臺中，一共包括了三個模塊的內容——溯源中心、質量安全中心和任務中心。對農產品的生產信息進行整理和總結，然后形成二維碼的形式，便于消費者自主查詢相關信息，從而了解到農作物各個方面的數據內容，包括農事過程信息、農藥化肥用量、關鍵期生長照片、環境數據、遠程視頻監控數據以及生產企業信息等。建立農產品溯源平臺為消費者帶來了很大的便利和優勢，對于農業生產現場和過程，消費者能夠通過更加直觀的方式進行了解，推動農業生產的發展朝著智能化的方向發展，同時也促進了經營的網絡化以及管理的數據化水平提升。

3.5智慧農業溫室大棚軟件

軟件系統與硬件系統之間進行搭配使用，能夠更好地對數據進行處理，例如收集、匯總、展示和對比等。在無線傳感技術的基礎上，智能大棚系統的工作能夠保證耗電量處于較低的狀態，并且PC端、手機端和電腦端都能對其進行監控，在數據采集的過程中，也能實現范圍廣以及準確度高的要求，為系統的穩定運行提供了保障。

4.智慧農業大棚中存在的問題

關于智慧大棚的實際操作過程中，部分問題依然比較突出。比如，在建設大棚時，應當確保以地形寬窄為參考依據，從而確定是建設單拱還是多拱棚，如果隨意的將縱間距或橫間距擴大，那么大棚的質量就會大打折扣，無論是抗風力、抗壓力還是使用年限方面都會受到影響。關于大棚建設過程中出現的水泥柱腳，必須要將其埋好，然后再開展后續的建棚工作，并且在確定大棚弧度方面也要十分嚴謹，要挑選出最佳的弧度，確保棚面坡度具備一致性。另外，關于智能大棚的通訊系統方面也提出了更高的要求和標準，但是智能大棚所處的地區通常不具備良好的通信環節。因此，溫室測量和控制功能無法正常使用。盡管智能大棚在測量和控制方面的功能非常全面且便捷，但如果農業專家沒有及時的給予相關指導，許多種植難題依然無法得到有效處理。而上述提到的這些問題對于智慧農業大棚而言都會產生負面影響，導致其管理效率降低，因此，未來的大棚建設管理要特別關注并盡快給出處理方案。

結語

現如今，智慧農業大棚系統已經變為了農業發展的大趨勢，有利于推動農業行業的不斷發展和進步。盡管我國智慧農業大棚體系的發展并不完善，在政策和技術方面還存在很多問題，但研究者始終不會停下研究的腳步，在互聯網和物聯網技術不斷更新的大環境中，智慧農業大棚也會不斷的吸收新的技術，從而推動其管理和生產的優化和完善，在未來的發展中，智慧農業還會獲得越來越多的新活力和動力。

參考文獻：

[1]李學輝，劉三榮，張貴顯.基于物聯網的智慧農業大棚控制系統的研究[J].微納電子與智能制造，2020，2（03）：16-22.

[2]王昆，賀海育.基于物聯網技術的智慧農業大棚監控系統研究[J].粘接，2019，40（08）：183-186.

[3]馬佳力，謝婭婭.基于物聯網的智慧農業大棚系統的研究與實現[J].信息通信，2019（01）：134-135.

[4]張海蘭，雷桂平.基于物聯網的智慧農業大棚系統架構設計[J].信息記錄材料，2018，19（02）：63-64.

（湖北第二師范學院，湖北 武漢 430205）