平度市溫室蔬菜種植中物聯網技術的應用

姜秀欣（山東省平度市南村鎮人民政府，山東 平度 266736）

山東省平度市處于膠東半島西部，全市耕地面積為277萬畝，蔬菜種植面積可達70萬畝左右，產量290 t左右，蔬菜種植面積與產量均居青島第一。隨著社會經濟的快速發展，人們的生活水平得到大幅度提升，對溫室蔬菜的品質提出了更高要求。對此，平度市在溫室蔬菜種植過程中引入物聯網技術，科學把控蔬菜生長的各個環節，提升產量與質量水平，進一步滿足消費者需求。

1 物聯網溫室蔬菜大棚設計方案

智慧溫室蔬菜大棚的建立應有效引入物聯網技術，充分應用自動化與智能化裝備，充分保證蔬菜種植質量與產量水平。

首先，種植人員應在溫室大棚中的不同位置設置監測點，實時采集蔬菜生長環境中的溫度、濕度、土壤養分、二氧化碳濃度等數據信息，確保用戶及時了解蔬菜的生長環境。比如為全面采集智慧溫室蔬菜大棚的數據，種植人員可以設置監測系統，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、二氧化碳傳感器等。同時，采集數據時還應引入控制系統，包括通風裝置、警報裝置、照明裝置等，共同管理溫室蔬菜大棚，確保種植人員在實時監測的基礎上，達到遠程控制的目的。

其次，應為每個環境監測點設置穩定的供電裝置，由于環境監測點的功率消耗較低，供電裝置可以具備更長的使用壽命。

最后，自動傳輸環境監測點采集的數據信息，確保用戶通過上位機分析控制數據。且設置數據分析系統，在保證溫室大棚穩定性的前提下，提升蔬菜種植產量與品質水平。

2 基于物聯網的溫室蔬菜大棚功能設計

2.1 安全防護功能

進入智慧溫室大棚的人員應進行身份識別與檢測，以免破壞大棚與蔬菜。安全防護系統可以通過射頻識別技術實現，利用指紋、卡片、人臉識別等方式登記進入溫室大棚的人員，成功識別身份之后，才可以被允許進入大棚[1]。

2.2 自動報警功能

為保證蔬菜種植的安全性，有效去除雜草，還應設置自動報警裝置。應用物聯網的溫室大棚自動報警裝置，可以通過煙霧傳感器檢測大棚內情況，一旦發生火災，會立刻發出警報，并通過GPRS系統向用戶發出警報，確保工作人員及時搶救大棚，避免經濟損失。同時，自動報警系統還可以識別農作物種類。蔬菜種植期間不可避免的受到雜草影響，此時監測系統可以獲取農作物圖像，利用學習目標檢測算法提取圖像的顏色、形狀、紋理等信息，完成種類識別。之后利用機器視覺技術獲取蔬菜的生長狀態視頻，通過視頻不同幀分析確定蔬菜生長變化情況，及時檢測雜草并發出預警，反饋至種植人員及時去除。

2.3 遠程監控功能

通過遠程監控功能，可以確保種植人員實時查看蔬菜的生長情況，合理控制溫室大棚中的溫度、光照、濕度、空氣質量等參數，針對問題合理調整。種植人員利用手機、電腦等智能設備登錄網頁端，實時監控蔬菜生長情況。期間系統獲取定量數值，結合機器視覺確定圖片信息，得到定性與定量數據。之后引入云計算技術分析蔬菜生長與溫度、濕度、二氧化碳等環境參數之間的關系，確定最利于蔬菜生長的控制模式。

2.4 病蟲害防治功能

溫室蔬菜種植期間，可以引入物聯網技術及時預測病蟲害發生情況，并使用多樣化的防治方法。在蔬菜種植方面，應使用物聯網的監測數據，選擇抗病蟲害與適應能力更強的品種，選擇毒性較低的農藥，并交替使用不同類型的農藥。之后利用物聯網技術測算指標，定期深度消毒土壤，尤其根據種植周期節點進行深耕，減少病蟲卵的滋生空間。除此之外，還可以利用物聯網技術測定區域內土壤元素，科學施肥，在避免土壤板結的基礎上，減少肥料浪費，提升土壤內微生物的多樣性。

2.5 溫室蔬菜品質監測

種植人員可以利用機器視覺與智能識別技術，篩選與定位成熟蔬菜與不同品質等級的蔬菜，以分批次、分等級的定位采摘蔬菜?；谖锫摼W技術的蔬菜識別系統主要指的是通過機器視覺技術獲取溫室蔬菜圖像，引入圖像分割處理、機器學習、注意力機制自行識別蔬菜。蔬菜識別系統引入了多種設備共同識別，圖像清晰度更高，且結果更具客觀性，只要有電，機器就可以持續工作，不會因重復識別出現視覺疲勞問題，效率更高。

3 物聯網技術在溫室蔬菜種植中存在的問題

一是物聯網的基礎設施成本較高，比如土壤檢測器、溫度傳感器、濕度傳感器等設備價格昂貴，后期需要投入更多資金維護。而蔬菜的利潤較低，產出與投入失衡，降低了種植人員的積極性，以致溫室蔬菜種植過程中無法全面普及物聯網技術。二是缺乏統一的應用標準體系，溫室蔬菜種植類型繁雜，但卻沒有針對傳感器制定統一的運行標準，與物聯網市場出現切割，限制了自身發展。三是缺乏專業的物聯網技術人才，農業物聯網對技術人員的要求較高，應系統具備計算機、傳感以及電子等方面的知識。但當前大多高校無法達到人才培養要求，專業物聯網人才稀缺，不利于物聯網技術的廣泛推廣。四是沒有針對農業物聯網建立長效運行機制，設備的維修費用較高，一旦出現問題，無法及時處理，限制了物聯網技術的長遠應用。五是物聯網技術產品并不成熟，隨著農業的信息化發展，種植人員應科學引入自動化、高度靈敏的產品設備。但當前物聯網產品的價格較高，靈敏度較低，無法實現綜合智能化分析，影響了蔬菜種植人員的積極性。

4 物聯網技術在溫室蔬菜種植中的應用對策

4.1 加大政府支持力度

作為新興的科學技術，物聯網在發展與完善過程中，政府機構應在資金、人力、物力等方面給予更多支持，并擴大推廣范圍。尤其當前農業物聯網基礎設施并不完善，需要較高的建設成本，后期維護難度較大。而蔬菜在銷售階段的利潤較低，以致收入與支出并不平衡，影響了種植人員的參與積極性。對此，相關政府部門應發揮自身主導作用，在溫室蔬菜種植區域建設專門的項目小組，與高等院校、農科研機構以及相關企業合作，全面促進物聯網建設工作的順利開展。同時，還應在稅收、融資方面出臺優惠政策，開展良性引導，設立專項資金，并監督使用過程，為農業物聯網的科學化應用提供政策、資金基礎[2]。

4.2 制定完善的運營模式

溫室蔬菜種植期間引入物聯網技術，可以促進整個農業領域的現代化發展。但實際建設過程中，卻缺乏完善的運營機制。對此，相關工作人員應融合多種社會資源，建設更為完善的商業運營模式，發展家庭農場、種植大戶、新型農民合作組織等，并支持當地龍頭企業重組合并，建設大型的蔬菜企業集團。除此之外，還應創建基于物聯網技術的溫室蔬菜種植示范基地，利用股份分紅、保底收購、利潤返還等形式，使農民享受更多銷售效益，調動參與積極性。通過農業種植大戶、農民合作組織、家庭農場的形成，加快推廣物聯網技術。

4.3 健全物聯網標準體系

為最大程度的發揮物聯網技術在溫室蔬菜種植中的作用，相關部門應健全物聯網標準體系。蔬菜種植期間會涉及較多種類的植物，增大了物聯網應用難度。且當前并未針對信息傳感器制定統一的傳輸標準，無法發揮物聯網優勢。對此，相關工作人員應借鑒國際經驗，完善物聯網應用標準體系，重視統一傳感器的傳輸標準，包括產品的生產、運用與測試等工作，在分類蔬菜的基礎上，科學設定相關標識。數據傳輸格式等標準，統一應用指標體系。

4.4 培養專業技術人才

為了促進物聯網的快速發展，應針對性培育更多的技術人才。期間應強化科研院所與各高校的合作力度，建設專門的物聯網人才培訓機構，對現有人員進行專門培訓，掌握更多的物聯網使用技術。同時，還應對當地農民進行培訓，積極開展物聯網推廣課程，結合實際生產項目，引導農民熟練使用物聯網技術。為了達到預期的培訓效果，政府部門可以綜合開設線上與線下培訓課程，搭建qq群、微信群等網絡溝通平臺，邀請專家實時指導農民應用物聯網存在的問題，保證推廣普及效果。

4.5 優化物聯網硬件配置

蔬菜種植人員在應用物聯網時應反復驗算各個操作環節，并整合數據信息，確保系統的自動化、智能化效果。同時，還應根據溫室蔬菜種植的實際需求合理配置硬件設施，最大程度的發揮物聯網編碼控制器性能。種植人員結合蔬菜種植規模、氣候環境、土壤性質等因素設計物聯網應用模塊，以此為依據選擇硬件操作系統，并預留接口，確保業務拓展。除此之外，還應優化溫室蔬菜物聯網的各個操作細節，做好后期的維護工作，確保硬件系統有效支持軟件技術的平穩運行，提升物聯網智能化水準[3]。

5 結語

溫室蔬菜種植中引入物聯網技術，實現了傳統農業向現代農業的轉變。但作為新興的信息技術，農業物聯網依然存在較多不足，還應逐步攻克各個難題，確保溫室蔬菜的商業化、規?；?、標準化生產，有效助力現代農業的長遠進步。