基于物聯網的植物生理生態及病蟲害監測系統研究

汪磊 劉志洋 陳曦 金榮榮

摘 要：作物生長與作物生理生態有著密切的的關系病蟲害直接威脅著農作物的產量和品質。病蟲害監測系統對于提高農業病蟲害預測防控的準確率，減少農作物損失，指導農業生產具有重大意義。農業物聯網應用領域有作物栽培，畜禽飼養，水產養殖，植物保護，排水灌溉和生態環境監控等，對發展現代農業起到了積極促進作用。

關鍵詞：農業網物聯網;生理生態;病蟲害監測

Abstract：Crop? growth? is? closely? related? to? crop? physiology? and? ecology.Diseases? and? insect? pests? directly? threaten? the? yield? and? quality? of? crops.The? monitoring system? of? plant? diseases? and? insect? pests? is? of? great? significance? in? improving? the? accuracy? of? agricultural? plant? diseases? and? insect? pests? prevention? and? control， reducing? crop? losses? and? guiding? agricultural? production.The? application? fields? of? the? Internet? of? Things? in? agriculture? include? crop? cultivation，livestock? and poultry? breeding，aquaculture，plant? protection，drainage? irrigation? and? ecological? environment? monitoring，etc.，which? have? played? a? positive? role? in? promoting? the development? of? modern? agriculture.

Key? words：internet? of? things? of? agricultural? network;Physiological? ecology;Pest? monitoring

植物生理對提高農產品質量也具有重要意義。傳統農業生產抵御自然災害能力較差，農業病害和蟲害長期困擾農業生產，威脅農作物的產量和品質。通過調查國內外最新研究動態，建立一套完整病蟲害防控監測系統，用于指導農業生產具有現實意義。

1 基于物聯網的植物生理生態監測系統研究

農業物聯網是指通過網絡技術實現遠程指導農作物生產栽培，畜禽飼養，水產養殖，植物保護，排水灌溉，農業培訓等實現人與人，人與物，物與物之間的互聯互通，實現精準農業。

1.1 國外行業

90年代國內外陸續開始研究農業物聯網，美國以色列等已經有一定規模的農業物聯網基地。國外的農業物聯網應用較為廣泛各種領域都有涉獵。作物栽培，水產養殖，畜禽飼養等。

1.2 國內行業現狀、發展趨勢及市場需求

我國農業栽培歷史悠久但我國農業物聯網屬于發展階段，由于各地區發展不平衡存在一定的差異，導致有的地區處于小規模實驗階段，只是單方面或單層技術應用，例如只是打藥或灌溉一個環節，還有的是單純監控溫度，自動調節溫度等，沒有實現全智能化，有的地區已經用于推廣生產，可以把各種數據收集并應用，雖然經過多年的研究，我國農業物聯網環境監控技術水平正在日新月異地提高和變化，但是技術水平和調控能力等方面與國外發達國家的發展水平相比還存在一定差距，很難同時對多個溫室進行監控，難以滿足我國農業產業化的發展要求。從對溫室環境參數的控制來說，多以單因子和以往的經驗來進行調控。

2 基于物聯網的農業病蟲害智能監控系統研究

上世紀九十年代開始，世界發達國家如美國、加拿大、澳大利亞及歐洲國家，在其農業蟲害預報領域較早使用了各類采集設備和電子信息技術，在實踐中完成具備衛星定位、信息采集、土壤采樣、農機導航和各種農用傳感器信息采集等功能的產品研發，并由經濟技術實力強勁的公司進行商業化推廣，已經形成較為成熟的系列產品。

2.1 國外行業現狀、發展趨勢及市場需求

著名的Trimble公司推出了三款用于農業信息管理的手持終端設備。Cuber? ?Tracker公司研發了蟲害綜合管理系統。美國Campbell? ?Scienific公司開發了CR系列數據記錄儀，成本低，配置靈活。美國的Jay? ?B等（1990）針對棉花生態系統的害蟲自動檢測進行了研究，并且詳細的論述了害蟲檢測系統的建模、仿真和操作過程，為圖像識別技術在害蟲的自動檢測中的應用提供了一定的理論指導。

2.2 國內行業現狀、發展趨勢及市場需求

我國在糧食作物病蟲害預測預報研究方面開展的工作較早，1956年農業部頒布了《農作物病蟲預測預報方案》。20世紀80年代開始在蔬菜病蟲害發生流行規律及其模擬方面開展研究。

中國農業大學馬浚誠等（2015）構建了一種面向葉類蔬菜病害識別的溫室監控視頻采集系統。該系統實現了監控視頻的智能采集;同時還提供了實時數據顯示、實時視頻監控功能。

目前我國農業物聯網應用總體上處于試驗示范推廣階段，規模化應用較少，物聯網對農業發展的整體作用沒有得到充分發揮;部分實施的農業物聯網項目，具有較強的觀光展示效果，但在實際生產上還有待于進一步優化改良，導致物聯網技術投入沒有很好的發揮實際作用;重投入，輕運維，農業物聯網工程實施后缺乏后續運維資金，技術支撐不到位，系統不能穩定運行，嚴重影響了系統的功效持續發揮。

由此可見一套完整的集遠程農作物環境監控、病蟲害監控、專家數據庫智能分析數據和設備參數智能設置為一體的農業蟲害監控系統，對于指導農業生產，提高農業病蟲害預測防控的準確率和減少農作物損害，指導科學生產具有重大意義。

參考文獻

[1] 程城遠（導師：趙文宏，趙萍）.支持農業蟲害自動監測的數據采集與遠程控制技術的研究.浙江工業大學碩士論文，2012（05）：01.

[2] 牛茹（導師：黃林）.基于嵌入式系統的農業數據采集傳輸關鍵技術研究.西北農林科技大學碩士論文，2008（04）：01.

[3] 荊曉冉（導師：鮑一丹）.基于圖像的害蟲自動計數與識別系統的研究.浙江大學碩士論文，2014（05）：01.