基于物聯網技術的“四化型”花卉溫室監控系統研究

郭志中 洪志定 李 鵬

（廣西農業職業技術學院，廣西 南寧 530001）

1 傳統花卉溫室管理存在的問題

隨著經濟的增長和社會的進步，人民群眾的物質文化生活與精神文化生活需求也在逐年增長。花卉能夠帶給人們直觀的美的感受，這使得社會對于各式花卉的需求量快速增加，同時也為花卉種植業的快速發展提供了有利的契機。由于生長習性的差異，不同的花卉對于生長環境的要求也各不相同。種植在自然環境下的花卉，很容易受氣候、季節以及病蟲害等因素的影響。為了營造有利于花卉生長的環境，改善花卉品質，增加種植者的收入，現在人工種植的花卉多在溫室中栽培。

花卉的品質將會直接影響花農的經濟收益。傳統的花卉溫室大棚，大多是花農自己建造的簡易設施。種植者多使用濕度計、溫度計等簡易測量手段，對大棚中的環境條件進行人工測量，來獲取所需要的參數。這種原始的操作方法不但費時費力，而且采集的數據準確程度也無法得到保證。溫室內較低水平的自動化和機械化一直是影響花卉質量與產量的不利因素。因為這些因素導致生產產能比較低，所以無法得到良好的種植效果與期望的經濟收益，導致花農的種植積極性降低。

隨著時代的進步，在溫室大棚技術得到廣泛推廣和應用后，種植戶對溫室的管理方法也在逐年改進，從以前依靠人工的原始管理方式逐漸向智能化管理模式轉型。逐步實現對棚內花卉植株生長環境的自動調控，將提供有利于花卉生長的最優生態環境，最大限度地發掘花卉的生長潛能，以促進生產效率和經濟效益的雙增長。

現階段，較大的連棟花卉溫室群已采用部分智能控制系統，但是仍然存在造價偏高、操作復雜、維護困難等諸多問題。受限于這些問題，目前小型的花卉溫室仍停留在人工管理模式階段。人工管理模式不僅加大了農戶的工作量，而且存在數據采集不夠精準、調控設備不夠及時等問題，很難保證溫室環境一直維持在花卉最優的生長條件下，對花卉的產量和質量都會產生很大的影響。采取有效措施對溫室內環境進行有效、實時的檢測與控制，會直接影響花卉的產量和品質，也是花農降低人力物力支出與增加效益的關鍵。

2 物聯網技術促進智慧農業發展

物聯網技術的出現被譽為信息產業的又一次革命。物聯網是指按照即定協議，通過信息的傳遞，使網絡可以同任何物體之間互相關聯，物體與物體間通過互聯網進行信息溝通與交流，最終達到可以自動識別、主動跟蹤、自動定位、實時監控與遠程管理的目的。也可以將其理解為是在互聯網基礎上建設的，通過感知技術和傳輸設備來實現物與物之間信息溝通和傳遞的網絡聯結［1］。簡單來說，就是物物皆有思想、物物皆可關聯、物物皆可控制。物聯網包括三層架構：首先是感知層，某個物體傳遞的信息能被感知到。其次是傳輸層，能通過傳輸媒介將得到的信息傳送到數據庫。最后是應用層，能對數據庫得到的信息進行加工處理與調控。通過以上這三層架構的配合運作，進而達到對物與物之間的實時調控與精準管理的目的。

隨著通信科技與智能網絡技術的不斷進步，物聯網的發展也在更新迭代。2012年2月國家工業和信息化部頒布《物聯網“十二五”發展規劃》，這標志著物聯網技術的發展被提升到了國家發展的戰略性高度［2］。隨著物聯網技術的進一步推廣應用，互聯網與人們身邊事物的關聯速度也在逐步加快。為了進一步擴大智慧科技在農業產業中的推廣應用，實現科學種植、實時監測、節能環保、增加收益，逐步引導傳統種植方式向現代化科技種植方式轉型升級，物聯網技術正在發揮著前所未有的巨大的作用。

3 物聯網技術下的溫室花卉“四化型”監控系統

物聯網技術下的溫室花卉“四化型”監控系統，是現代社會信息化技術在農業物聯網中的有效運用。農業的科技化和智能化不只是發送服務短信或建立網站這么簡單，而是要把現有的智能技術通過有效的組織，運用到實際農業生產中。溫室花卉“四化型”監控系統主要應用在溫室花卉生長的過程中，通過引入互聯網信息技術，來實現對棚內花卉各個生長環節生長情況的實時感知、實時傳輸、實時處理和實時調控。具體來說，生產環節需要實時掌控的信息包括：棚內的溫度、濕度、光照、水肥量和二氧化碳含量等環境因素［3］。同時，還有另一個層次信息的感知，即對于花卉植株本體信息的感知，包含對植株健康狀況的感知、植株所含營養成分的感知等。通過對這些信息的實時感知和及時處理，以達到對生產環節的科學掌控。所以，物聯網技術下的溫室花卉“四化型”監控系統，是給傳統人工調控的溫室大棚引入現代化的物聯網技術，對花卉的生長過程和生長環境進行實時的監測與調控，通過這種對生產過程的精準化管理，最終達到高產和高效的目的。

“四化型”花卉溫室監控系統中的“四化”分別是指：智能化，即能夠實現實時感知，并且具有自動調溫、調濕、調光、通風功能［4］；節能化，即實現節水、節電，綠色生產；數據化，即實現環境參數能夠即時存儲和查閱功能；可視化，即通過計算機、手機等智能設備來實現實時查閱信息數據，并可進行遠程操作。

利用“四化型”監控系統可以維護花卉的正常生長環境，降低農戶的人工工作量，提高工作效率，精準提升花卉的產量和質量；在對智能控制系統進行故障定位時，也可大幅度減少耗費的人力、物力、財力。基于物聯網的“四化型”智能花卉溫室監控系統相較于以往一般、簡易的溫室監控設備，具有集成度高，采集參數準確、及時，操作使用簡單、易學，管理精細、科學等特點，可以滿足當下溫室花卉種植管理者的生產需要。本研究可助力服務產業扶貧，從技術角度幫助扶貧項目，既可助力科技特派員實現遠程指導、遙控操作，又可助力花卉種植戶提高種植收益，符合國家科技扶貧的要求和倡導。

4 結語

本文分析了傳統花卉溫室管理方法存在的管理方式落后、自動化性能較差等問題，探討了通過物聯網技術的合理使用，運用智能化、節能化、數據化、可視化“四化型”現代花卉溫室監控系統在溫室監控管理方面的優越性。

農業的現代化建設離不開信息科技［5］。物聯網技術在農業領域的應用，首先，可以提高生產效率，節約人力成本；其次，可以提高資源利用率，實現“按需供給”，減少浪費；最后，可以提高社會管理效率。