環境監控系統在現代農業中的應用與未來趨勢

裴立威　臧靜

摘 要：經過二十多年的改革與發展，我國農業在二十一世紀進入到新的發展階段。現階段加快農業科技創新，發展農業信息技術，提高農業生產經營信息化水平，實現農業產品溯源也就成為了新階段農業的新的使命。同時運用信息技術改造傳統產業，運用信息服務引導農業生產和農村經濟發展，也是適應農業發展新階段的要求。本文通過國內外農業環境監測的對比以及阜新市實施建設的智慧農情系統的介紹淺析了環境監控系統在現代農業中的應用以及今后發展趨勢。

關鍵詞：現代農業；環境監測

一、國內外農業環境監控系統的對比

1.國外農業環境監控系統的應用

1949年6月美國著名的植物生理學家、園藝學家溫特（F.W.Went）教授在加利福尼亞建設完成了世界上第一座植物人工氣候室（phytotron），也就預示著農業環境監控系統展開了嶄新的一頁。隨后，近20個國家相繼建立了不同規模、類型的人工氣候室（箱）。其中發展最快的是日本，人工氣候箱已普及到日本各個府、縣的農技站。現在世界各國的環境控制技術發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。

以計算機為代表的信息技術在監測系統的普及應用。例如：日本利用計算機控制農業環境因素，主要是將各種作物不同生長發育階段所需要的環境條件輸入計算機程序，當某一環境因素發生改變時，其余因素自動作出相應修正或調整，使主要環境因素隨時處于最佳配合狀態。國外一些溫室還安裝了視頻監測系統，管理者或消費者能通過網絡實時監測果實的長勢或狀態，以便決定合適的采摘時間。日本SSE公司開發的設施栽培計算機控制系統可以較全面的對設施栽培植物所需環境進行多因素檢測控制。另外，奧地利、美國、日本等國家目前建造了一些世界上最為先進的植物工廠，采取完全封閉生產、人工補充光照，全部采用電腦控制和采用機器人或機械手進行播種、移動作業、采收等。

2.國內農業環境監控系統的發展現狀

近年來我國設施農業面積不斷增加，在提高設施裝備水平的同時也正向逐步實現自動化的方向邁進。尤其在溫室控制技術的發展表現的尤為突出。我國的近代溫室開始于20世紀30年代，大規模的溫室生產在20世紀70年代末和80年代初開始。通過第一次大規模的溫室引進，揭開了我國現代化溫室生產、研究和普及的序幕。在溫室及配套設施的生產、科研和普及方面得到了長足的發展，形成了現在高、中、低不同檔次、系列化的溫室產品。

我國的農業環境監控目前尚處于起步階段，整個市場及配套設施建設還并不完善。但是由于近幾年物聯網的迅速發展，利用無線傳感網絡對農作物生長環境實時監控實現信息采集、資源共享以及產品溯源已經變得越來越成熟。根據黨的十八大精神和《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》，指出運用物聯網推動農業現代化建設。農業部相繼印發 《農業物聯網區域試驗工程工作方案》，選擇天津、上海、安徽開展農業物聯網應用理論研究，探索農業物聯網應用主攻方向、重點領域、發展模式及推進路徑，有了這些實驗區的經驗對我國積極開展遠程農業環境監測技術的研究應用，讓高新技術為更好的為農業服務，全面實施“科教興國戰略”都將具有重大的現實意義。

二、阜新市智慧農情系統的建設

1.項目建設原理

項目利用物聯網技術、三維GIS技術、圖像處理技術、分布式信息處理技術，實現農業環境數據的自動采集、遠程無線傳輸、環境監測、控制、數據分析、信息發布與展示等功能，并為進一步發展ACMP農業種植管理計劃（Agricultural Cultivation Management Plan）提供基礎的信息資源及技術保障。

本方案基于移動互聯網網絡，示范基地提供互聯網專線傳輸設備及路由器，使視頻及溫濕度信息實時地傳送到核心監控中心；大田、果園基于GPRS網絡將遠端信息傳送到核心監控中心。

在核心側配置了IDC機房服務器，溫濕度信息都會實時地上傳到服務器中，管理人員只需使用相應賬號即可通過互聯網電腦訪問服務器，了解示范基地的總體情況。

本方案的視頻監控網絡基于移動互聯網專線，是以PTN傳輸技術為傳送網主體承載方式，實現遠程管理大田、果園、大棚、牛羊舍等示范基地。同時，室外LED顯示屏基于移動GPRS網絡，管理人員可以根據不同時節更新務農信息。

GPRS網絡采用分組交換技術，能夠讓多個用戶共享某些固定的信道資源。如果接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，保障信息實時地更新到示范帶的顯示屏上。

2.項目建設現實意義

本項目的應用和推廣，將有效的節約勞動成本，使農業生產的各個環節緊密配合，在種植和養殖的過程中可以讓農作物、畜禽等對象的生產全程管理和實用技術等智能服務系統，以極為簡單的、農民樂于接受的方式提供信息服務，引導基層農技人員以及廣大科技示范戶、種養大戶將農業專家系統應用到溫室大棚、農田以及畜牧飼養場等，實現設施農業的自動化和智能化，從而達到節約生產成本和提高產品產量、質量的目的，產生更大的經濟效益。同時也對構建智慧農業體系，實現農業集約、高產、優質、高效、生態、安全的重要支撐，為農業農村經濟轉型、社會發展、統籌城鄉發展提供“智慧”支撐，有利于促進農業科研的創新，加速農業科研成果的轉化，讓現代信息技術逐步滲透到農業生產的各個領域，促進農業生產向科學化、持續化、標準化、國際化發展。此項目的推廣具有廣闊的市場應用前景，并能產生較好的社會效益。

參考文獻：

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