農業物聯網在大棚蔬菜種植中的應用

戰向光（內蒙古赤峰市松山區上官地鎮綜合保障和技術推廣中心，內蒙古 赤峰 024049）

近幾年中國農產品出口貿易比例逐步上升，為加快農業發展速度，中國政府已出臺相關政策，在農產品種植中融入現代科技，提高農產品質量和產量。現今正是傳統農業轉變為現代化農業的過渡時期，相關人員應積極解決物聯網不能實現全面覆蓋的問題，并大力推廣農業物聯網。

1 農業物聯網

1.1 定義

農業物聯網，即在大棚控制系統中，運用物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、酸堿性傳感器、光傳感器、二氧化碳傳感器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、酸堿度、光照強度、土壤養分、二氧化碳濃度等物理參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境的新技術。

1.2 意義

農業物聯網一般是使用大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息，以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。

通過農業物聯網遠程控制技術，可以使技術人員在辦公室就能對多個大棚的環境進行監測控制。

采用農業物聯網無線網絡技術測量獲得作物生長的最佳條件，可以為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。

1.3 國內外物聯網現狀

物聯網1999年被提出，被世界公認為是繼計算機、互聯網與移動通信之后的世界信息產業第三次浪潮，隨著世界各國政府對互聯網行業的政策傾斜和企業的大力支持與投入，物聯網產業被快速催生，根據國內外數據顯示，物聯網已經滲透到每一個行業領域，物聯網不是科技狂想，而是又一場科技革命。

自物聯網概念被提出，歐美的一些發達國家就開展了農業與物聯網技術相融合的研究，經過20多年的發展與研究，歐美發達國家已經取得了一定成果，如利用衛星對土地利用情況進行實時監測，將監測信息發送到檢測人員手中，運用信息融合手段做出正確的決策，可以對大面積土地做出農業規劃。如法國使用氣象衛星和通信衛星對自然災害進行提前預測，對病蟲害進行預報，并建立農業監測系統，指導施肥、噴藥，解放了農民勞動力，提高了農產品產量。

中國政府報告中多次提到物聯網技術的應用，2013年農業農村部在上海、天津等地選擇建立實驗基地，同時多省政府部門和企業展開相關研究，物聯網相關技術逐漸面世，農業物聯網的應用逐漸出現在大眾視野中。如為提高種植效率，蒼山縣在現代農業示范園引進了浙江托普農業物聯網技術，在其所建設的蔬菜大棚中全部安裝農業物聯網監測設備，通過農業物聯網技術實時監測大棚蔬菜溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等生長環境，根據產生的智能監測信息對蔬菜進行精確管理，通過無線傳感器對溫室環境進行自動調節，溫度高了則自動開啟風機等設備進行降溫，通過土壤濕度傳感器實現自動控制灌溉，該澆水的時候澆水，該施肥的時候施肥，完全實現自動化種植，促進有機高效農業發展。

2 農業物聯網在大棚蔬菜種植中的應用

2.1 成熟度判斷

在傳統的大棚蔬菜種植工作中，人們常用多年的種植經驗判斷或推測蔬菜是否成熟，運用物聯網技術后，可以各種通過傳感器對植物進行實時監管，分析蔬菜現下的葉片形狀、蔬菜長勢和熱成像，就可以精確推算出蔬菜接下來的生長情況和成熟時間，并設定一定范圍的最佳采摘時間，讓農民在采摘期到來前做好充足準備[1]。

2.2 預防病蟲害

病蟲害對蔬菜的傷害是不可逆的，而且害蟲存在時間越長，蔬菜受到的傷害越大，因此只有及時消滅害蟲，才能保證蔬菜產量。使用物聯網的傳感器技術，可以對大棚中的病蟲進行監控，技術人員可以通過傳感器傳回的數據信息判斷大棚內的環境是否有利于產生害蟲，再根據即將爆發的病蟲害進行噴藥預防，可以預防病蟲害對蔬菜的不利影響。

2.3 遠程控制

物聯網應用到農業中，最主要的就是進行遠程控制與監控，農民可以通過傳感器傳回的數據信息進行分析，然后下正確的決策，可以解放人力、節約時間、提高蔬菜產量。

2.4 監控及預警

使用傳感器對蔬菜大棚進行監控，不需要人進入大棚就可以知道大棚中的情況，可以通過傳感器傳回的數據對溫度、光照、土壤、濕度、氧氣含量、二氧化碳含量等進行分析，確定適合蔬菜生長的環境，然后再用相關手段進行調整，可以加快蔬菜生長速度，提高蔬菜質量和產量。當大棚中的各項指標不利于蔬菜生長時，傳感器會進行預警，使農民盡快采取相應手段，緩解、改善大棚中的環境。

3 農業物聯網不能實現全面覆蓋的原因

3.1 成本較高，投入與收入不成正比

農業物聯網主要使用設備是傳感器，但土壤傳感器、溫度傳感器等設備的價格昂貴，且需要各類傳感器以實現對大棚中的各項因素實時把控，并需要經常維護保養，而維修人員服務費用較高，因此想要引進物聯網，就需要投入大量資金，但蔬菜走的是薄利多銷的銷售路線，銷售所得利潤較低，利潤和投入明顯不成正比，致使很多農民不愿意使用物聯網，使物聯網不能實現全面覆蓋[2]。

3.2 缺少系統的應用標準

蔬菜的品種多種多樣，每種蔬菜對環境的需求都不一樣，傳感器只能傳回數據信息，卻缺乏系統的對比標準，且不同品牌的傳感器傳回的數據信息存在差異，導致物聯網不能被大棚種植戶廣泛使用，影響中國物聯網的發展。

3.3 產品技術有限

現在中國物聯網產品不夠靈敏、自動化程度較低，且售賣價格昂貴、缺乏系統的應用標準，設備經常故障，維修人員不能及時解決，影響農民使用物聯網的積極性。

3.4 物聯網體系不完善

物聯網體系尚不完善，如果產品出現問題，將影響整個物聯網系統的功能，不及時維修會導致巨大損失。中國物聯網體系還不夠完善，缺少物聯網人才，產品廠家的維修人員有限，不能及時解決產品問題，且因缺少維修人員，服務費用高，導致物聯網不能實現全面覆蓋[3]。

3.5 缺少技術人才

中國有物聯網專業的大學不足所有大學的4%，農業物聯網對學生的要求很高，不僅要求其掌握農業知識，還要對電子信息技術和傳感技術等熟練掌握，而且大多數學校缺少專業的師資力量，缺少足夠的財力建造專業的教學基地，限制了學校對農業物聯網技術人才的培養，使物聯網人才短缺，無法解決農業物聯網的相關問題。

4 解決措施

4.1 政府推廣

一方面政府應該出臺相關政策，并對使用農業物聯網設備的種植戶進行成本資金補助，降低農民的投入成本；另一方面，設備的廠家應該合理降低銷售價格和維修價格，讓農民的收入提高，進而積極引進使用農業物聯網技術。

4.2 建立完善的物聯網標準體系

現有的農業物聯網標準體系還不能滿足農民對農業物聯網的要求，因此物聯網標準應與國際蔬菜種植標準相接軌，完善中國的物聯網標準體系。其次應統一各廠家生產傳感器的標準，實現各家傳感器的數據相統一，使傳感數據更加精準，才能得到農民的信任，從而推廣農業物聯網傳感器技術。

4.3 探索成熟的商業模式

農業物聯網項目是民生項目，關乎著人民群眾的利益，因此應該積極改善農業物聯網中存在的問題，探索成熟的商業模式，才能使物聯網行業快速發展。

4.4 傳授相關技術，搭建網絡溝通平臺

政府可以聯合企業、有農業物聯網專業的學校和研究機構做農業物聯網技術線上、線下推廣，組織農民學習相關技術，提高農民的認知，培養現代化新型農民；搭建QQ群、微信群等網絡溝通平臺，使農民有關農業物聯網的問題可以得到快速解決。

4.5 人才培養

應加強各院校的農業物聯網人才培養，提高基層宣傳工作，增強技術人才培訓，推動農業物聯網技術快速發展。

5 結語

農業物聯網的發展影響中國農業發展速度，而且物聯網作為誕生不到二十二年的新興產業，無論是技術還是體系尚不完善，中國對物聯網的研究還有待提高，為使農業物聯網可以盡快普及到蔬菜大棚種植中，應進行政府推廣、減少農民的投入成本、建立完善的物聯網標準體系、加快人才培養，才能從根本上解決問題，全面提高農業物聯網的覆蓋率。