基于物聯(lián)網(wǎng)技術的農(nóng)業(yè)大棚的相關研究

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人民的物質生活日益豐富起來，蔬菜大棚種植系統(tǒng)也受到了相應的影響。農(nóng)業(yè)大棚在引進先進的信息技術后，已向智能化方向靠攏，采用物聯(lián)網(wǎng)技術，設計對溫室大棚遠程監(jiān)控的系統(tǒng)。本文主要研究了物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)大棚方面的應用研究。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術;農(nóng)業(yè)大棚;應用研究

1、前言

隨著時代的進步，生活質量的提高。對農(nóng)產(chǎn)品的需求量也越來越大，現(xiàn)在社會溫室種植植物已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了重要的地位，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的溫室種植農(nóng)產(chǎn)品，溫室大棚里面的溫度只能根據(jù)溫室大棚里面懸掛溫度計來測量。光照及濕度這對于植物生長非常重要的因素僅憑借工人的經(jīng)驗。這個不利于大規(guī)模科學化的種植農(nóng)產(chǎn)品，因此智能農(nóng)業(yè)大棚的設計就對農(nóng)作物的生長以及節(jié)省人力物力起到了關鍵性的作用。

2、物聯(lián)網(wǎng)在當今社會中的廣泛應用

2.1生活中的應用

物聯(lián)網(wǎng)相比于互聯(lián)網(wǎng)，主要目的是物質之間的相連網(wǎng)絡。相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡，物聯(lián)網(wǎng)更能讓人們直觀的認識到物質之間的聯(lián)系，而這些物質對于人們的生活都有著重要的作用，很多都屬于生活必需品的層次。通過物聯(lián)網(wǎng)，我們能夠了解到電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，能夠了解到物品何時需要更換和維修，從而保障了人們的生活質量。物聯(lián)網(wǎng)在很多地方都受到人工智能的影響，大多數(shù)自動設備均以物聯(lián)網(wǎng)作為基礎，例如智能販賣機，智能交通系統(tǒng)，智能運動檢測。各種智能化的產(chǎn)品已經(jīng)逐步進入了我們的生活。相比于傳統(tǒng)的非智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)會通過各種外界的因素做出分析和反應，從而制定合理的工作規(guī)劃和工作路徑。如今在我們大部分的生活中，隨時都能看到物聯(lián)網(wǎng)和人工智能應用的影子，從我們最常見的角度分析：很多地方的交通和導航通過物聯(lián)網(wǎng)的操控從而規(guī)劃出最合理的行駛路徑。可以說將來物聯(lián)網(wǎng)的應用將會更加的廣泛。

2.2農(nóng)業(yè)中的作用

智慧大棚種植系統(tǒng)屬于農(nóng)業(yè)的范疇，本文主要是探討這個方面，除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中也應用于園藝業(yè)，畜牧業(yè)，各類肉蛋奶等食物的生產(chǎn)之中。由于物聯(lián)網(wǎng)很多地方都和人工智能有著重要的關系。因此物聯(lián)網(wǎng)的應用在蔬菜大棚的智能種植之中也發(fā)揮了重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)的應用，現(xiàn)代化的大棚種植技術已經(jīng)逐步開始普及。通過物聯(lián)網(wǎng)，人們可以直觀的感受到各種種植和生長時期的土壤狀況，通風情況，環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，光照狀態(tài)等各種外界因素以及作物本身的生長情況。從而進行調(diào)節(jié)，來達到生產(chǎn)更高質量蔬菜的目的。在未來的智能種植當中，人們可以借助物聯(lián)網(wǎng)而通過人工智能對蔬菜的生長進行調(diào)節(jié)，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了工作成本。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術為農(nóng)業(yè)大棚帶來的主要變化

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的轉型升級，提升我國農(nóng)業(yè)的國際競爭力具有十分重要的意義。隨著人們生活水平的不斷提升，反季的蔬菜和水果已經(jīng)成為了人民日常生活中常見的食物，人民對反季蔬菜和水果的需求量也逐步增多。物聯(lián)網(wǎng)技術為農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)帶來了一系列的變化，對輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了更加積極的作用。

3.1農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集更加精細化

通過物聯(lián)網(wǎng)技術將不同的傳感器部署到農(nóng)業(yè)大棚之中，從而實現(xiàn)對大棚內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳的濃度、光照時長、病蟲害、土壤的PH值等進行實時的監(jiān)控，從而對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的預警、決策提供更多的輔助作用。對于農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)來說，室內(nèi)的溫度是十分重要的，在以往的農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)中，大棚內(nèi)溫度的衡量主要依靠溫度計進行顯示，需要人為進行溫度的調(diào)整。在物聯(lián)網(wǎng)技術的影響下，農(nóng)業(yè)大棚可以實現(xiàn)自動恒溫。同時對于農(nóng)作物的各項數(shù)據(jù)指標來說，物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與傳輸，為農(nóng)業(yè)大棚的精細化管理提供了更加精準的數(shù)據(jù)支撐。

3.2農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎母?/p>

在物聯(lián)網(wǎng)技術中，數(shù)據(jù)的采集與傳輸依靠的是無線網(wǎng)絡與無線傳感器，更適合在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)進行數(shù)據(jù)的傳輸，避免了網(wǎng)路布線影響到正常的農(nóng)作物生產(chǎn)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術可以使得數(shù)據(jù)的傳輸更加便捷，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎模瑥亩鴾p少農(nóng)業(yè)大棚種植的綜合成本。在物聯(lián)網(wǎng)技術的應用中，以往收集起來比較困難的數(shù)據(jù)能夠使用耗能更少、成本更低的方式進行收集，從而將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)帶入了發(fā)展的快車道。

3.3農(nóng)業(yè)預警更加及時

在物聯(lián)網(wǎng)技術的影響下，農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預警能夠更加及時，可以做到提前防范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險。在以往的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚中，無法對農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的各類環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)實時的監(jiān)控，大多數(shù)依靠的是農(nóng)戶的經(jīng)驗，缺乏科學化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)能夠實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)收集與處理，當大棚內(nèi)的農(nóng)作物狀態(tài)出現(xiàn)異常或者環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常變動的時候，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，做到早發(fā)現(xiàn)早預防。

4、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)大棚管理上的應用

4.1建設農(nóng)業(yè)氣象物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的空氣、光照、土壤溫濕度、土壤肥力等都影響著植物的生長，要將這些因素都控制在適宜植物生長的范圍內(nèi)就必須建設農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以操縱水肥一體化灌溉設備，在通過監(jiān)測獲得的各項（如pH值等）數(shù)據(jù)的基礎上決定水肥配比和灌溉量，它還可以自動收集大棚所處自然區(qū)域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，并據(jù)此制定相應的大棚物聯(lián)網(wǎng)技術管理方案。該系統(tǒng)功能的實現(xiàn)需要依靠三個子系統(tǒng)的運轉，具體建設方式如下。

4.1.1氣象環(huán)境監(jiān)測、遠程監(jiān)控子系統(tǒng)

首先要在大棚區(qū)內(nèi)打造一個適宜植物生長的穩(wěn)定安全的大環(huán)境。可以在棚區(qū)內(nèi)安裝紅外線高清攝像頭，在后方連一個控制臺，接收攝像頭傳回的實時觀測畫面，以此實現(xiàn)對棚區(qū)的遠程監(jiān)控。該系統(tǒng)復雜程度不高，科學技術方面只涉及無線局域網(wǎng)和視頻壓縮技術，硬件方面攝像頭、控制臺等的安裝都比較容易，設備維護方面技術含量不大，是一種實用性極大、使用起來也很簡便的棚區(qū)監(jiān)視系統(tǒng)。

4.1.2精細化種植子系統(tǒng)

精細化種植子系統(tǒng)，即通過系統(tǒng)智能調(diào)控使植物的栽種、生長都能得到精細的照管，以確保在收獲期得到優(yōu)質的農(nóng)產(chǎn)品。該系統(tǒng)中安置有感知大棚內(nèi)光照、濕度、溫度等的無線傳感器，用于檢測棚內(nèi)的光照強度、土壤溫度、土壤濕度等環(huán)境參數(shù)。這個系統(tǒng)建立在氣象環(huán)境監(jiān)測、遠程監(jiān)控子系統(tǒng)的基礎上，它需要借助監(jiān)控系統(tǒng)的紅外線高清攝像頭設備，技術方面除自身的無線傳感、智能傳感技術外，還需要結合監(jiān)控系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)及視頻壓縮技術，從而實現(xiàn)整個大棚區(qū)的無線網(wǎng)絡覆蓋，使農(nóng)業(yè)大棚所有者無論身處何方都能通過電子終端設備監(jiān)測棚區(qū)實時狀況、查看棚區(qū)各項環(huán)境參數(shù)、遠程遙控棚區(qū)的運轉。

5、結語

在智能溫室大棚設計中，設計人員需要考慮農(nóng)業(yè)種植需求，需要考慮到當?shù)丨h(huán)境變化情況，還要基于資源優(yōu)化配置及作物科學管理等目的，來保證大棚的作用價值。智能溫室大棚需要滿足的功能有很多，設計人員要逐一設計相關的功能模塊，使大棚內(nèi)部環(huán)境得到有效調(diào)節(jié)和改善，使相關異常問題得到有效預警，如此其大棚智能化控制意義才能得到體現(xiàn)。

【參考文獻】

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作者簡介：孫悅（1998-），女，漢族，吉林省白山市人，大連東軟信息學院計算機與軟件學院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。