小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)設(shè)計

王蓮花，李 侃，山紅梅

(1.陜西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西 西安710000； 2.西安郵電大學(xué)，陜西 西安710061)

0 引言

我國作為果樹栽培大國，每年的水果產(chǎn)量及果樹種植面積均位于世界前列。但是，我國小規(guī)模果園仍然存在如下問題：果園經(jīng)營者經(jīng)營觀念滯后、跟不上時代潮流；果園經(jīng)營者缺乏對科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的了解，對新型技術(shù)的接收能力弱；果園基礎(chǔ)設(shè)備不完善，機(jī)械化、現(xiàn)代化和智能化程度低；依然采用傳統(tǒng)的經(jīng)營模式和種植方式等。傳統(tǒng)果園受土壤、環(huán)境及氣候的影響較大，果農(nóng)對土壤的含水量和肥力把控不準(zhǔn)。小規(guī)模果園依舊采用大水漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式，不僅耗水量巨大，而且長期的大水漫灌會導(dǎo)致土壤出現(xiàn)鹽漬化和貧瘠現(xiàn)象，也會加重病蟲害。在施肥方面，由于果農(nóng)缺乏對果樹各個生長階段所需營養(yǎng)的研究，無法科學(xué)合理地搭配肥料，也無法把控施肥量，這導(dǎo)致小規(guī)模果園施肥效果不明顯，果園經(jīng)濟(jì)效益無法提高。如何從根本上解決果園經(jīng)濟(jì)效益低、果園產(chǎn)量和水果質(zhì)量難以保證的問題，更新傳統(tǒng)的經(jīng)營模式，推動果園升級已成為果園經(jīng)營者的迫切需求。智慧農(nóng)業(yè)的興起為我國小規(guī)模果園產(chǎn)業(yè)升級提供了契機(jī)，近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)和5G等的高速發(fā)展為推動果園種植和經(jīng)營方式提供了技術(shù)支持。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合可以讓果園經(jīng)營者足不出戶地了解果園種植情況及果樹生長情況，推動人工作業(yè)向機(jī)械化和智能化作業(yè)轉(zhuǎn)變。因此，本文提出了一種小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測、滴灌澆水、智能施肥、蟲害監(jiān)測和遠(yuǎn)程處理，以及智能補充光照及控制等功能，可以有效解決果農(nóng)在種植果樹時遇到的主要管理難題，改善果農(nóng)的經(jīng)營水平。

1 文獻(xiàn)綜述

智慧農(nóng)業(yè)是指以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，是現(xiàn)代信息技術(shù)與第一產(chǎn)業(yè)深度融合的結(jié)果，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇[1]。現(xiàn)階段，學(xué)者對于智慧農(nóng)業(yè)的研究主要集中在畜牧業(yè)應(yīng)用、大棚蔬菜研究等，將智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式運用到小規(guī)模果園的研究較少，且大多集中在智慧果園中的監(jiān)測系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)的研究。在水肥一體化方面，吳航[2]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的果園智能水肥一體化系統(tǒng)，通過傳感器、ZigBee和4G等技術(shù)實現(xiàn)了對果園的實時監(jiān)控和智能控制。駱東松等[3]為了解決農(nóng)業(yè)中水資源和肥料浪費嚴(yán)重問題，開發(fā)了一種由農(nóng)業(yè)信息采集、水肥調(diào)控、Web遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)信息中心組成的水肥一體化系統(tǒng)。在智能灌溉方面，歐志球[4]基于CC2538硬件平臺和Contiki操作系統(tǒng),混合COAP和MQTT協(xié)議提出一種智慧果園灌溉檢測系統(tǒng)，試驗測試表明，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連通性良好,且具有較好的能耗。在智能施肥方面，杜君[5]對ArcGIS進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)科學(xué)施肥。趙鵬飛[6]采用ArcGIS for Android技術(shù)，開發(fā)出小麥、玉米等的移動施肥推介系統(tǒng)。在監(jiān)測系統(tǒng)方面，陳爍等[7]從前端、服務(wù)器端和數(shù)據(jù)庫端3方面，設(shè)計識別蟲害種類、數(shù)目的監(jiān)測系統(tǒng)。李虎等[8]采用自動化遠(yuǎn)程控制、短距離傳輸和圖像處理等技術(shù)，設(shè)計一套基于多源信息融合的糧倉蟲害檢測系統(tǒng)。上述專家學(xué)者對智慧果園的研究僅局限于某一個方面，本文所提出的小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)可以對果園進(jìn)行全面化控制和管理，小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)可對果園內(nèi)果樹生長環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控，保證果樹在適宜的環(huán)境下生長，預(yù)防和監(jiān)測病蟲害，并為果農(nóng)提供解決方案，實現(xiàn)智能水肥一體化、遠(yuǎn)程管理果園和預(yù)測果園產(chǎn)量等。

2 系統(tǒng)需求

2.1 數(shù)據(jù)需求

實現(xiàn)小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)，主要是果園所在區(qū)域的行政區(qū)劃分、河流和化肥指導(dǎo)單元等；果園所在位置的土壤類型、氣候類型及未來降雨量等；果園所種植的果樹對土壤的要求，各個生長環(huán)節(jié)所需營養(yǎng)水分等。

2.2 功能需求

小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)根據(jù)無線傳感器或者無人機(jī)等設(shè)備采集果園內(nèi)果樹的實時生長狀況，可以通過視頻、圖片和表格等形式傳輸?shù)揭苿咏K端上，果農(nóng)可以實時觀察果園內(nèi)的雜草生長情況、病蟲害情況、土壤含水量及營養(yǎng)成分、空氣溫濕度等，根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程精準(zhǔn)管理，確保果樹在最適宜的環(huán)境下生長，提高果園產(chǎn)量。同時，系統(tǒng)可實現(xiàn)智能灌溉和施肥一體化，根據(jù)傳感器采集的果樹數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩魧樱嵝延脩暨x擇灌溉模式和施肥方案，智能控制水肥適時適量的供給到每一顆果樹。

3 系統(tǒng)設(shè)計

智慧果園系統(tǒng)主要是利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動傳感和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，對果園中果樹的生長情況進(jìn)行監(jiān)控和分析，實現(xiàn)農(nóng)作物的科學(xué)管理，增加果園產(chǎn)量。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)，小規(guī)模果園總體架構(gòu)主要由信息采集層、信息傳輸層、信息處理層及用戶功能層4層架構(gòu)設(shè)計組成。信息感知技術(shù)是小規(guī)模智慧果園的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)果園智慧化的重要信息來源，采用傳感器技術(shù)對空氣、土壤的溫濕度信息進(jìn)行采集。信息傳輸是智慧果園的紐帶，也是智慧果園傳輸信息的通道，主要包括4G、Zigbee和Wifi等。信息處理是實現(xiàn)果園自動控制的基礎(chǔ)，主要采用數(shù)據(jù)庫分析、服務(wù)器處理和人工智能等技術(shù)。用戶功能主要是負(fù)責(zé)指揮的中樞系統(tǒng)，可以根據(jù)信息采集層、信息傳輸層和信息處理層所處理的信息，實現(xiàn)資源整合、信息交換和共享，全面掌握果樹的生長情況，實現(xiàn)遠(yuǎn)程溫濕度檢測、滴灌澆水、智能施肥和病蟲害防護(hù)等功能。小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)主要實現(xiàn)從果園中通過相關(guān)傳感器技術(shù)采集信息，通過傳輸技術(shù)傳輸?shù)椒?wù)器中，再由服務(wù)器反饋到App或網(wǎng)頁終端，果農(nóng)可通過App或網(wǎng)頁終端實時了解到果園中的相關(guān)信息，然后對小規(guī)模果園進(jìn)行操作。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Small-scale intelligent orchard system architecture based on IoT

3.1 感知層

果園信息采集主要是對果園中空氣溫濕度、土壤溫濕度、土壤肥力和二氧化碳等要素進(jìn)行采集。

3.1.1空氣溫濕度傳感器

本系統(tǒng)采用的溫濕度傳感器為DHT11型數(shù)字溫濕度傳感器，通過在果園中布置DHT11型數(shù)字溫濕度傳感器對果園中空氣的溫度、濕度實時采集，將采集后的溫度、濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ySQL數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過服務(wù)器處理后，反饋到APP上，用戶根據(jù)相關(guān)信息決策是否需要對果園進(jìn)行相應(yīng)的操作。DHT11較其他傳感器，具有反應(yīng)速度迅速、抗干擾能力強和性價比較高等優(yōu)勢。

3.1.2土壤溫濕度

土壤溫濕度是一個很重要的指標(biāo)，可以反映出土壤狀態(tài)，通過土壤溫濕度傳感器采集土壤溫濕度后，將數(shù)據(jù)通過傳輸模塊傳輸?shù)椒?wù)器端，服務(wù)器通過傳輸?shù)接脩舳耍褂脩舾尤娴亓私鈭@區(qū)的相關(guān)信息。土壤溫濕度傳感器采用HSTL-102STRWS型傳感器，可以長時間檢測土壤的溫濕度，具有防潮、防蛀等功能。該傳感器采用5V電源電壓，濕度檢測范圍是0～100%。當(dāng)土壤濕度傳感器檢測到果樹附近的土壤濕度低于設(shè)定值時，便會快速地將所測數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸PP中，果農(nóng)可通過控制水泵將水以滴灌的方式澆灌到缺水區(qū)域，使種植區(qū)域土壤在合適的濕度范圍內(nèi)。

3.1.3土壤肥力

土壤肥力對果樹的生長起著至關(guān)重要的作用，智能系統(tǒng)和人工操作的顯著區(qū)別在于通過土壤肥力傳感器測定土壤所含的營養(yǎng)成分后，可以精確地對果樹進(jìn)行施肥，所以土壤肥力傳感器通過對土壤中肥力情況進(jìn)行測定后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。土壤的酸堿度傳感器采用HSTL-TRPH型傳感器，土壤pH值檢測范圍是0～14，pH值分辨率是0.01，響應(yīng)速度<5 s，采用12 V的供電電壓，該傳感器具有精度高、誤差小、反應(yīng)速度快且穩(wěn)定的優(yōu)點。

3.1.4二氧化碳

二氧化碳是果園中果樹進(jìn)行光合作用的主要原料，果園內(nèi)二氧化碳的濃度會直接影響果樹生長，所以二氧化碳的濃度必須保持在合理的范圍內(nèi)。智慧果園的二氧化碳傳感器采用LM393芯片和二氧化碳?xì)怏w探頭，該傳感器檢測靈敏度高，響應(yīng)速度快，使用壽命長，檢測范圍是0～10 000 mg/kg。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層

信息傳輸?shù)恼_性對用戶最終決策的正確性起著很大的作用，本系統(tǒng)主要采用ZigBee、WiFi和4G進(jìn)行信息傳輸。在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信，ZigBee是一種新興的短距離、低速率和復(fù)雜率低的無線通信技術(shù)，其具有傳輸功率低和成本低等優(yōu)勢。Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要包括3個部分，即協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點，Zigbee技術(shù)適合數(shù)據(jù)采集節(jié)點多，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量有限。它的工作頻率是2.4 GHz，傳輸距離在0～75 m[9]。

4G、WiFi在傳輸數(shù)據(jù)方面，具有傳輸速率高、通信方式多樣、價格低、兼容性高和網(wǎng)絡(luò)頻譜高等優(yōu)點，主要是將ZigBee收集到的信息傳輸?shù)椒?wù)器，并將服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端。在ZigBee和4G信號轉(zhuǎn)換之間，選用的是德州儀器公司的CC2530協(xié)調(diào)器搭載中興的ME3760網(wǎng)關(guān)模塊，通過ME3760網(wǎng)關(guān)把協(xié)調(diào)器傳輸過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成4G信號發(fā)送手機(jī)App端[10]。

3.3 應(yīng)用層

3.3.1服務(wù)器功能設(shè)計

服務(wù)器層對智能控制和數(shù)據(jù)分析的多個場景進(jìn)行分析，采用面向?qū)ο蟮乃枷雽χ悄芸刂坪蛿?shù)據(jù)分析功能進(jìn)行合理的分層設(shè)計，以保證系統(tǒng)的安全性和可擴(kuò)展性[8]。服務(wù)器主要有3個功能：數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲和報警。數(shù)據(jù)分析是將采集來的信息，如土壤水分信息、土壤肥力信息、空氣溫度信息、光照條件、病蟲害和二氧化碳等，根據(jù)這些信息建立相關(guān)的數(shù)據(jù)表，并通過相關(guān)的分析算法將是否需要灌溉、是否需要施肥、是否需要調(diào)節(jié)果園氣候環(huán)境、是否需要滅蟲等反饋到APP，用戶根據(jù)這些信息對果園進(jìn)行管理。

3.3.2數(shù)據(jù)庫

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要有兩個表：用戶基本信息表和傳感器信息表。用戶基本信息表中主要記錄用戶名、用戶身份、園地面積、登錄密碼和登錄權(quán)限等。傳感器信息表主要保存各個傳感器的信息、傳感器類型和傳感器中信息的采集時間等。本智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以使用sql語句來對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查。MySQL是一種關(guān)系模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是當(dāng)前中小型應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)所使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其具備優(yōu)異的數(shù)據(jù)存儲性能，能夠?qū)⒐麍@的土壤溫濕度、空氣溫濕度、土壤肥力和用戶信息等保存到數(shù)據(jù)庫中，方便果農(nóng)隨時查看和調(diào)用[11]。

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析和云計算等技術(shù)對接各類農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)信息交換和共享，上傳到專家數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)，通過移動終端、瀏覽器等形式提供給用戶，實現(xiàn)果園的智慧生產(chǎn)、智慧澆灌、智慧施肥和智慧防蟲除害等。

3.3.3終端設(shè)計

小規(guī)模智能果園系統(tǒng)的最后一步就是實現(xiàn)用戶手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁APP管理，需要對系統(tǒng)的APP終端進(jìn)行設(shè)計。采用APP可以很大程度降低用戶操作的復(fù)雜性，也可以顯著提高用戶操作的便捷性，本系統(tǒng)的終端管理APP主要包括以下7大模塊：用戶管理模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、視頻監(jiān)控模塊、查詢模塊、遠(yuǎn)程控制模塊、預(yù)測分析模塊和幫助模塊。

圖2 小規(guī)模智慧果園系統(tǒng)功能設(shè)計Fig.2 Functional design of small-scale smart orchard system

(1)用戶管理模塊。

用戶必須注冊登錄后才能使用具體功能。每個用戶可申請一個自己的個人賬號，用戶賬號和密碼保存到數(shù)據(jù)庫表中，系統(tǒng)管理員對用戶的使用權(quán)限和基本信息進(jìn)行管理。

(2)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊。

服務(wù)器端所傳輸?shù)目諝鉁貪穸取⑼寥罍貪穸取⑼寥婪柿η闆r，以及光照、二氧化碳含量等果園數(shù)據(jù)可實時顯示在APP界面，用戶可隨時登錄查看果園中植物的生長環(huán)境質(zhì)量。

(3)視頻監(jiān)控模塊。

傳感器只是傳輸果園內(nèi)果樹的生長數(shù)據(jù)，僅僅依靠數(shù)據(jù)不能全面了解果樹的生長狀況，所以在果園內(nèi)安裝視頻監(jiān)控，或者采用無人機(jī)等對果樹的生長環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控來了解果樹的生長狀況、病蟲害等，根據(jù)所錄制的視頻或者圖片，可以傳輸給專家進(jìn)行決策。

(4)查詢模塊。

施肥方面，系統(tǒng)可以根據(jù)土壤中磷、鉀、氮等含量，結(jié)合果樹特性，查詢智能施肥方案。作物具有一定的生長規(guī)律，精準(zhǔn)施肥可通過分析作物生長過程中所需的營養(yǎng)物質(zhì)，合理地預(yù)測施肥量。通過對傳感器收集到的土壤肥力信息，服務(wù)器端通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的施肥模型來預(yù)測出施肥量，通過運用多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析模型對肥力進(jìn)行分析后，將施肥相關(guān)的信息傳輸?shù)紸PP后，用戶根據(jù)土壤肥力情況來決策是否需要施肥。

澆灌方面，系統(tǒng)可根據(jù)果園中水源的分布狀況、果樹種類、土壤濕度，以及在果園中布好的抽水所用管道層的厚度，計劃澆灌時間和澆灌量，并在水源附近設(shè)立抽水機(jī)。

果樹病蟲害方面，系統(tǒng)可根據(jù)監(jiān)控采集的害蟲圖片、果樹生長階段、果樹種類及果樹內(nèi)外部狀況，判斷害蟲類型，系統(tǒng)給果農(nóng)推薦滅蟲方法和農(nóng)藥等。

(5)遠(yuǎn)程控制模塊。

系統(tǒng)可根據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)庫等信息，控制布置在果園內(nèi)的水閥、通風(fēng)設(shè)備、溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備及燈具，如通過信息傳輸層將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器，同時推送至用戶處，使得用戶可以利用手機(jī)APP對環(huán)境的具體情況進(jìn)行監(jiān)測并做出適當(dāng)調(diào)整，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測的功能。通過安置在土地中的土壤干濕度傳感器實時采集土壤干濕數(shù)據(jù)，當(dāng)土地干度達(dá)到土壤閾值最小值時，系統(tǒng)會通過通訊系統(tǒng)推送到用戶處，用戶可以通過APP決定是否需要開啟設(shè)備自動澆灌。當(dāng)通過傳感器測的土壤干濕度達(dá)到閾值最大值時，系統(tǒng)會再次發(fā)送推送，提醒用戶關(guān)閉抽水機(jī)。

(6)預(yù)測分析模塊。

果農(nóng)可直接在APP上查看系統(tǒng)所預(yù)測的近期降雨量、風(fēng)力大小、太陽光照強度及溫度等，果農(nóng)可提前做好防范措施。同時系統(tǒng)采用ARMA模型的時間序列法，對果園產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測分析。

(7)幫助模塊。

幫助模塊主要是為了在使用這款A(yù)PP時遇到困難的果園經(jīng)營者，這個模塊會對系統(tǒng)功能進(jìn)行詳細(xì)介紹，告訴果農(nóng)如何使用APP。

4 系統(tǒng)測試

此款小規(guī)模果園智慧系統(tǒng)測試應(yīng)用于陜西省咸陽市禮泉縣的漢唐智慧果園，禮泉縣的土壤以褐土為主，年降水量在534 mm左右，禮泉果園種植以蘋果、葡萄為主。系統(tǒng)軟硬件調(diào)試成功后，用戶可登錄漢唐小規(guī)模果園智慧APP系統(tǒng)，如圖3所示，登錄界面會顯示用戶登陸賬號和密碼，果農(nóng)輸入賬號密碼即可進(jìn)入系統(tǒng)。

圖3 漢唐智慧果園用戶登錄界面Fig.3 User login interface of HANTANG smart orchard

進(jìn)入APP主界面后，系統(tǒng)分為4大模塊，分別是首頁、生產(chǎn)作業(yè)、報警預(yù)警和個人中心。首頁中系統(tǒng)會顯示禮泉園區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)測情況，如圖4所示。為了讓果園工作者更好地、更直接地了解果園的種植情況，APP中也可實時觀看果園的監(jiān)測視頻，如圖5所示。另外，傳感器會將數(shù)據(jù)輸送到APP中，果園工作者也可隨時了解土壤pH值，葡萄土壤溫度、葡萄土壤水分、葡萄土壤鹽分、蘋果土壤溫度、蘋果葡萄土壤水分、蘋果葡萄土壤鹽分、空氣溫濕度、二氧化碳濃度、光照度、風(fēng)向、當(dāng)前降雨量及累計降雨量、電磁閥和水泵的工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖6所示。

圖4 禮泉園區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測情況Fig.4 Data monitoring in Liquan smart orchard

圖5 數(shù)據(jù)監(jiān)測視頻Fig.5 Data monitoring video

圖6 監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.6 Data monitoring

在APP中，果園工作者可直接查詢農(nóng)事記錄、灌溉施肥管理、設(shè)備管理和植保方案，在農(nóng)事記錄中，工作者可了解果園的田間記錄(圖7)、病蟲防治(圖8)及田間施肥記錄；在灌溉施肥管理中，可查詢?nèi)蝿?wù)執(zhí)行狀況、周期計劃設(shè)置及施肥灌溉等(圖9～10)。根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，果園工作者可根據(jù)實際情況，發(fā)送任務(wù)指令，灌溉時間與施肥時間均可遠(yuǎn)程控制。若果園的土壤水分或肥力不適合果樹生長時，APP中將會出現(xiàn)報警預(yù)警，提示果園工作者，如圖11～12所示。

圖7 田間記錄Fig.7 Orchard records

圖8 病蟲害防治Fig.8 Pest control

圖9 施肥灌溉設(shè)置Fig.9 Settings of fertilization and irrigation

圖10 灌溉執(zhí)行Fig.10 Irrigation execution

圖11 報警預(yù)警信息Fig.11 Alarm warning information

圖12 預(yù)警報警設(shè)置Fig.12 Alarm setting

此外，果園工作者可通過APP查看由專家提供的植保方案，解決果園現(xiàn)存的實際問題，也可對接找農(nóng)場網(wǎng)B2B銷售平臺，幫助果農(nóng)銷售果品。通過調(diào)研，禮泉縣的小規(guī)模果園經(jīng)營者使用該系統(tǒng)后，綜合效益提高了126.62%，其中，經(jīng)濟(jì)效益增長146.82%。

5 結(jié)束語

本文針對我國小規(guī)模果園采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器和現(xiàn)代通信技術(shù)設(shè)計了經(jīng)濟(jì)方便快捷的智慧果園APP管理系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)測試應(yīng)用，客戶端界面簡潔，操作方便，可實時采集果園溫濕度、滴灌澆水、智能施肥和蟲害監(jiān)測等信息并傳輸?shù)接脩羰謾C(jī)終端，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能管理和實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，幫助果農(nóng)解決灌溉、施肥和病蟲害等難題，大量節(jié)約水資源，合理使用肥料保持土壤肥力，減少污染，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，系統(tǒng)設(shè)計擴(kuò)展性良好，順暢對接找農(nóng)場B2B銷售平臺，幫助果農(nóng)銷售果品，大大提高果園的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。