關于設施園藝農業物聯網智能控制

陳樾　顧利娟

物聯網技術具有多種優勢和作用，如高效性、精準性以及便捷性，運用各種不同的傳感設備實時監測環境，同時運用智能化的管理系統調節和控制環境，保證所有的農作物能夠始終處于良好的栽培環境中，最終實現產量和質量的同步提高，真正實現精準化種植。基于此，本文先介紹了設施園藝與物聯網技術的概念，并分析了物聯網智能控制在設施園藝農業中的應用。

如今，我國的設施重視面積和規模都在不斷擴大中，并且設施園藝也逐漸具有不同的特色與類型。要想實現農作物產量和質量的提高，那么就需要重視物聯網技術的應用，靈活運用多樣化的設備，實現栽培環境的智能化控制，及時進行預警和調控，保證設施園林農業的可持續發展。

一、物聯網與設施園藝的概念

1、物聯網

隨著信息技術的發展，物聯網應運而生，并且發揮著至關重要的作用。物聯網指的就是物物相連的物聯網，其信息的承載體主要有三個，分別是傳統電信網、互聯網以及傳感網等，借助互聯網以及信息傳感設備將普通的物理對象聯系起來，借助處理、計算以及知識挖掘，構建出一個智能化的網絡，實現智能化控制、識別、決策以及管理功能。從本質上來說，物聯網可以將互聯網、通信網、移動互聯網以及傳感技術等融合起來，實現多種技術的綜合應用和融合應用。快速發展的物聯網技術逐漸被應用到農業領域中，并逐漸發展出農業物聯網。

農業物聯網就是運用各種各樣的感知技術、傳感器設備等，收集各種與農產品流通、農業生產以及農作物相關的數據與信息，運用移動通信、無線傳感器網絡、互聯網等實現信息的床底，加工、處理、清晰以及融合海量的農業信息，最終借助智能化的操作終端，實現全過程的監控，提供更加科學合理的決策，真正實現實時服務。

2、設施園藝

設施園藝還有一個稱呼，即設施栽培，其指的是在一些露地不適合種植園藝作物的地區或季節，借助一些特定的設施，如日光溫室、小拱棚、連棟溫室、養殖棚、塑料大棚等，人為創造出一個適合作物生長的良好環境，保證花卉、蔬菜、水果的高產與穩產，提高園藝產物的質量，屬于環境可控制的農業。

設施園藝是從產業鏈的基礎上出發的，提高園藝產品的使用價值。從廣義上來說，設施園藝能夠為各種農產品生產的過程提供最合適的條件與環境，使其能夠擺脫傳統生產條件以及自然環境的束縛，提高農業經營活動的生產效率和質量，具有較為明顯的特征，即高產出、高投入以及高效益。

設施園藝種植作物往往具有較高的附加價值，需要控制其種植環境，完成物聯網的閉環過程。因此，在很多的地區都開始運用物聯網技術，將智能化系統與信息技術融合起來，實現多種不同的功能，如肥水澆灌決策與控制、綜合環境控制、信息的靈活處理、緊急狀態處理等，借助無線傳感器實現光照、溫度、通風、濕度以及CO2補給等，自動化控制設施園藝的施肥、供水和環境，保證農作物能夠始終處于良好的生長環境中，可以根據實際情況智能化分配肥水，保證栽培條件足夠合理，最終實現產量和質量的同步提高。

二、物聯網技術在設施園藝農業中的智能化控制

1、設施監控系統

在設施園藝農業中，設施監控系統主要包括四個方面的內容，即裝備管理、傳感網絡建設、環境實時感知、通信終端等。第一，裝備管理終端。在設施監控系統中智能化的溫濕度調控裝備，其由多個不同的設備組成，即風機、遮陽、頂部通風、水泵、外遮陽以及電磁閥、水肥管理設備等，同時還包括變量施肥機、灌溉機組等，擁有電磁閥、測控模塊、安裝附件以及配電控制柜，運用總線的方式，將這些設備連接到管理監控中心，也可以運用OPC技術連接其他的裝備管理系統。

第二，傳感器網絡建設與通信終端。在設施園藝中需要運用到無線傳感器通信網絡，其主要是運用大棚內部的不同感知節點，組合而成相應的網絡，運用各種設備完成實時數據的采集。利用大棚中的現場管理系統實時監控大棚的環境，并將相關訊息傳遞到實時監控中心。

第三，環境實時感知。在大棚中，所有的環境信息都是運用不同的環境信息傳感器、無線采集終端等收集而來。環境信息傳感器能夠實時監測多種環境參數，如光照強度、CO2、空氣溫濕度、土壤的ph值以及其溫度等，運用無線采集終端將收集到的數據和信息上傳到監控中心。

2、設施現場管理系統

該系統主要分為兩個部分，分別是管理策略以及數據的處理融合部分。第一，數據處理融合指的是，運用設施監控系統，有序儲存收集到的各種設備的工作狀態信息以及環境感知信息，同時還需要進行初步的邏輯處理，便于相關人員進行查詢;第二，管理策略指的是結合不同農作物的不同生產數據，對比和分析當前的環境調控策略，研究水肥調控策略，結合傳感器收集的各種數據和參數，根據系統的預警信息，確定好最佳的水肥供給策略，靈活調整水肥系統，實現水肥的合理化、智能化管理。針對現場出現的各種人為干預行為，能夠進行及時的系統感知，并將相關操作與關聯信息及時記錄下來，遠程傳輸修改的部分，并將數據轉發到安全生產的管理部門。此外，該系統還需要承擔著信息變更的工作，不斷完善和調整管理策略，真正實現自主更新。

總而言之，設施園藝農業具有較強的集約型，并且具有較為明顯的特征，即高投入、高效益、高品質、高技術含量以及高產量等，充滿活力與升級。將物聯網智能控制技術運用到設施園藝中，可以實現智能化、自動化以及可視化的農作物生產，大大降低了勞動成本，進一步提高了農作物產量，是農業未來的主要發展方向。

（作者單位：1.223311江蘇省淮安市淮陰區淮高鎮農業技術綜合服務站;2.223311江蘇省淮安市淮陰區淮高鎮農業技術綜合服務站）