物聯網技術對植物生長的監控應用

李燦彬 禤東樺 陸志恩

摘 ? ?要：隨著現代物聯網發展速度越來越快，物聯網技術開始被應用到監控植物生長的領域中。可以用大數據和物聯網技術對農作物的生長狀況進行監控，加強對農作物生長狀況信息的整合，從而實現農作物整個生長過程的自動化。植物在生長的過程中利用物聯網技術加強對其監控，可以及時捕捉植物在生長過程中遇到的問題，并及時提出解決方案和措施。通過物聯網技術收集植物生長的信息，并將植物生長的信息傳輸到后臺，可以根據這些信息，對植物的生長狀況進行分析，提出相應的改革措施，使植物的生長狀況更好。

關鍵詞：物聯網技術;植物生長;監控系統

文章編號：1005-2690（2021）24-0121-02 ? ? ? 中國圖書分類號：TN929.5;S126 ? ? ? 文獻標志碼：A

1 ? 利用傳統裝置對農作物的生長狀況進行監控存在的問題

利用傳統裝置對農作物的生長狀況進行監控，主要是監控農作物在生產過程中的施肥狀況和農作物在生長中光合作用的強弱。

1.1 ? 對農作物生長狀況監控不到位，容易造成損耗

肥料作為農作物生長必需的營養元素，對農作物的產量和質量起到十分重要的作用。在農作物的實際生長過程中，施肥過多會對農作物的生長環境造成一定的污染;施肥不夠會使農作物無法及時補充其生長所需的微量元素。在利用傳統裝置對農作物生長過程中的施肥狀況進行監控時，傳統裝置不能準確掌握農作物在不同季節和不同生長情況下所需的施肥量，在很大程度上會造成成本的損耗。

1.2 ? 對農作物的光合作用強弱進行監控存在一定的誤差

在利用傳統裝置對農作物光合作用的強弱進行監控時，需要人工提取農作物的葉綠素并對農作物進行光合作用，利用試驗的方法進行分析和檢測[1]。在人工測量農作物的光合作用強弱時，會存在一定的誤差，不能準確判斷出農作物在不同天氣、不同季節的生長狀況和光合作用。

1.3 ? 不利于農業生產過程中推廣和應用

在監控的過程中，獲得的信息不夠準確，而且對農作物在生長過程中光合作用強弱進行監控時存在很大的誤差，其人工操作也具有一定的復雜性和不確定性。利用傳統裝置對農作物的生長過程進行監控，很難在實際的農業生產過程中推廣和應用。

2 ? 利用物聯網技術對植物生長過程進行監控設計的原理

物聯網技術和大數據發展越來越快，把物聯網技術和大數據引入到對農作物生長過程的監控中，需要考慮到農作物生長的具體特征，并基于物聯網技術和大數據的框架在農作物生長的農田中建立完整的監控體系。應提升對農作物生長的監控水平，并加強對農作物生長過程的智能化分析。同時在對農作物生產過程中進行監控時，還要借助自動化的手段，把農作物生長過程中采集到的各種信息，通過物聯網和大數據傳輸到后臺，從而實現對農作物生長過程的遠程監控和觀察[2]。

在農作物生長過程中，為了提高對農作物生長的監控水平，應在監控系統中加入對農作物生長過程的識別技術，拍攝農作物在不同生長期間的產量、葉片形狀以及病蟲害的為害程度等。把這些信息及時傳輸到后臺，通過物聯網和大數據技術對農作物實際生長狀況、農作物的產量以及質量進行預測和分析。除此之外，對農作物生長過程的監控技術，應該根據農作物生長的土質條件、自然環境和水熱條件分析出農作物生長的周期，并根據實際情況計算出農作物生長所需肥料的多少，觀察農作物的生長狀況，根據這些信息做好病蟲害防治工作。在利用物聯網技術對農作物生長過程進行監控時，要在保證農作物產量和質量的前提下，減少生長過程中的投入成本，使其用最少的成本，在最大限度上提高農作物的產量和質量。

3 ? 利用物聯網和大數據對植物生長過程進行監控的系統組成

利用物聯網技術和大數據對農作物生產過程進行監控的系統主要包括信息傳輸系統、數據處理器、信息應用系統、后臺管理系統等。利用物聯網和大數據可以把這些監控系統的各個部分連接在一起，并以計算機為媒介對各個部分的信息進行分析和整合。運用物聯網和大數據對農作物的生長過程進行監控，主要通過采集技術對農作物的生長過程進行信息采集，然后再把采集到的信息傳輸給后臺，后臺通過分析為農作物制訂出一套適宜的生長計劃。

3.1 ? 數據處理器

數據處理器在農作物的生長過程中發揮了十分重要的作用，數據處理器可以對田間農作物的生長狀況進行實時拍攝，針對農作物在生產過程中遇到的各種突發情況以及病蟲害情況建立屬于農作物生長的信息庫，然后利用信息傳輸裝置傳遞給后臺進行分析。

3.2 ? 信息傳播系統

信息傳播系統在農作物的生長過程中發揮著十分重要的作用，利用信息傳播系統可以把數據處理器采集的信息傳播給后臺。如果沒有信息傳播系統，這一步驟就難以實現。因此，信息傳播系統是連接農作物數據處理器和后臺分析裝置的紐帶。

3.3 ? 后臺分析和管理系統

后臺分析和監控系統在農作物的生長過程中發揮著十分重要的作用。在后臺分析和管理系統中，通過信息傳輸系統傳回來的信息進行分析，并根據這些信息預測出農作物在下一個周期的生長狀況，以及農作物的產量和質量，為農作物制訂一套合適的生長計劃以及農作物的施肥量。

在制訂后臺分析和管理系統計劃時，可以根據農作物的實際生長過程，為農作物的生長提供其所需的肥料[3]。

3.4 ? 信息應用技術

信息應用技術可以執行對后臺處理的結果和指令，使農作物的施肥量更加準確，進而在最大程度上提高農作物的產量和質量。

合理使用肥料和農藥幫助農作物健康生長，最大程度上降低外界因素對農作物生長和農作物產量以及質量的影響，降低對農作物施肥和噴灑農藥的工作難度，減少農作物在實際生產過程中所需的勞動力，進而提高農作物的產量和質量。

4 ? 在田間對監控農作物生長系統的效果進行試驗

在田間對農作物監控系統的效果進行試驗分析時，首先要基于物聯網和大數據技術構建適合農作物生長的動態信息監控系統。通過計算機技術計算出農作物的生長狀況，利用數字管理器和網絡傳輸技術對農作物的生長狀況進行實時監控[4]，并計算出農作物在實際生產過程中所需的肥料和農藥，最大程度上提高農作物的產量和質量。

在試驗時，要選擇合適植物生長的種植地以及土壤，土壤的有機物含量和土壤pH值都要較為均衡。在市場中購買農作物種子，對農作物進行分區種植，分別觀察農作物的生長狀況[5]。

根據不同農作物的生長周期，對農作物進行不同時間的播種。在農作物生長時，要使用正確的方式監控農作物生長過程，這樣才能了解農作物從播種到結果的整個生長過程。在此次試驗中，要收集農作物在生長過程中能進行光合作用的情況以及實際所需肥料情況，并把信息傳遞給后臺，通過后臺的管理和監控系統對其進行分析，制訂出適合農作物生長的計劃[6]。

在實際的試驗過程中，根據試驗的數據發現人工測量農作物之間的距離以及農作物在實際生長過程中所需肥料和農藥的用量都不夠準確。通過物聯網和大數據對農作物生產過程中所需的肥料和農藥進行計算和監控，可以達到十分準確的效果，使農作物的整個生產過程達到智能化和標準化。通過物聯網和大數據對農作物的生產過程進行監控，在最大程度上節約農作物種植成本和人力成本，從而提高農作物的產量和質量。

5 ? 結束語

物聯網和大數據在不斷發展和進步，因此利用物聯網技術和大數據以及計算機信息系統對植物的生長過程進行監控發揮了十分重要的作用。農業是中國的主要經濟產業，也是人類社會發展的基礎，農作物的生長狀況決定了農作物的產量和質量。因此，利用物聯網和大數據對農作物的生長狀況進行監控是一種較好的方式，可以在最大程度上節約農業生產的資源，降低農業生產的損耗成本，提高農作物的產量和質量。除此之外，利用物聯網和大數據可以對農作物的生長狀況進行監控，還可以保護農業生長環境。由此看來，利用物聯網和大數據對農作物的生長情況進行監控，不僅是時代發展的需求，也是現代化農業的發展方向。

參考文獻：

[1]郭明明.地空交互多感融合植物生長狀況監測系統[D].淮南：安徽理工大學，2019.

[2]梁帆，代鳳輝，孫更強，等.基于Android平臺的智能植物生長柜測控系統設計[J].湖北農業科學，2016，55（2）：473-477.

[3]關蓓蓓，李猛，黃斌，等.基于LabVIEW的植物生長狀態監控系統研究[J].科技創新與應用，2020（3）：41-42.

[4]丁宜周，靳鵬，閆志遠，等.基于廣電5G網絡的智能視頻監控云平臺開發與應用[J].中國有線電視，2020（11）：1259-1262.

[5]盧文景.基于物聯網技術的智能種植系統設計與實現[D].青島：中國海洋大學，2015.

[6]楊常捷.基于物聯網的花卉種植智能監控系統研究[D].湘潭：湘潭大學，2018.