物聯網技術在柑桔種植過程中的應用

文/ 何世平，李子強，葉愛華，羅朝玉，彭 賓

【導讀】 物聯網作為新一代信息技術的集成運用，具有滲透性強、帶動作用大、綜合效益好的特點，推動了傳統產業升級和經濟發展方式轉變，日益成為未來經濟發展的增長點。因而物聯網技術在今后我國柑桔產業的發展中，必將展現出廣闊的應用前景和強大的生命力。

柑桔是我國的重要水果種類，深受人們喜愛。經過多年發展，我國已經成為世界第一柑桔生產大國。我國柑桔生產遍及近20個?。▍^、直轄市），其中廣西、湖北、湖南、江西、廣東、四川、浙江、福建及重慶等主產區柑桔產量占全國柑桔總產量的9 成以上。從調研情況看，這些省份的柑桔生產數量巨大，生產過程中的各種技術要素需要人工監測，投入大量的人力物力，卻難以獲得精準和全面的監測數據，難以實現現代農業生產體系下的精細掌控，不利于提高柑桔的市場競爭力[1]。要改變這一狀況，必須強化農業物聯網技術，特別是實現自動化灌溉和溫濕度監控，實時獲取相關的環境信息和數據，并及時傳遞到管理者手中[2]，提高柑桔生產的自動化水平，確保柑桔生產的高效性、綠色性和生態性。

一、物聯網技術在農業及柑桔種植中的應用現狀

美國是信息技術的發源地，也是物聯網技術的起源地，因此擁有相對成熟的技術和比較廣泛的應用。西方發達國家對互聯網技術的應用也進行了廣泛而深入的探索，農業領域也不例外。P.T.Kidd[3]從農業可持續發展視角，研究和探索了物聯網技術在農業發展領域的應用價值，并構建了一套相對完善的果園農業物聯網系統，將生產過程中的各種要素納入系統化管理，實現了國家生產的精準化、標準化和智能化，為現代農業的發展提供了重要的理論和實踐基礎。NanLin 等[4]深入探索了番茄園管理過程中的物聯網技術應用，該系統通過在番茄管理中農業技術和信息技術的有效整合，實現了對番茄生長過程中的智能化監控。Mohanraj 等[5]探索了物聯網技術通過在國家檢測方面的應用，可以提升果園管理自動化水平，降低果園管理成本投入，促進增產增收。Maione 等[6]通過研究現代蘋果園管理過程中的物聯網技術應用，將各種傳感器應用到蘋果園日常管理中，實現了對蘋果生產過程中各種環境要素的有效監控，并通過監控數據整合和管理，提高了蘋果園的管理質量，提升了蘋果品質。

進入新世紀以來，我國信息技術得到長足發展。以信息技術為支持，互聯網技術也逐漸開始普及。特別是在中國制造2025 計劃背景下，互聯網技術的發展和應用，將為產業發展注入強大活力。物聯網管理平臺在農業領域的應用，有了一定的探索和研究。李中良[7]綜合運用各種網絡信息技術，構建起一套科學完善的柑桔土壤水分養分實時監測系統，該系統可以對本地種植園的環境溫度和土壤的水分養分等情況的變化進行及時的監測，使果農能夠針對果園的實際情況進行施肥和灌溉，在降低投入水平情況下，不斷提高柑桔生產質量，提高果農收入。姚強等[8]以NET 平臺為基礎，構建起一套涵蓋柑桔栽培和生產全過程的信息管理平臺，從而為柑桔種植園的栽培管理提供科學有效的信息支持。馬偉等[9]結合果園日常管理實際需求，以Web 為基礎建立起一套科學完善的物聯網控制系統，所有的外部監測數據可以通過物聯網技術及時傳輸到Web，可以為果園的管理者對果園進行日常管理提供有效支持。曾祥久[10]針對果園環境信息監測的實際需求，以物聯網技術為基礎搭建了信息監測系統，實現對果園中果樹生長依賴的各種外部環境要素的實時監測。

針對我國柑桔產業發展實際情況，特別是在種植技術相對落后背景下，如何規避柑桔生產過程中的化肥、農藥濫用，降低勞務成本，構建起現代化的管理理念，促進柑桔產業的現代化發展，就必須探索以物聯網技術為基礎的新型柑桔種植果園建設。通過該系統實現對柑桔種植園的各種環境數據的實時監測，并根據監測數據進行精準化管理[11]。因此，要進一步提高柑桔產業現代化水平和農民收入水平，必須應用互聯網技術，結合種植技術，構建起科學完善的種植生產服務和質量管理系統，提高柑桔生產管理的智能化水平。

二、柑桔產業應用物聯網技術的意義與難點

農業是人類社會賴以生存和發展的重要基礎，同時也是受自然環境因素影響最大的產業門類。我國農業生產一直受到較為嚴重的自然災害影響，同時我國農業科技水平相對比較落后。因此，要促進新時期農業產業的跨越式發展，必須強化農業科技的研發和投入力度，促進農業生產的信息化和智能化。柑桔產業從傳統生產形式向現代農業發展的過程中，農業物聯網技術的應用具有重要意義。

以物聯網技術為基礎的柑桔園自動管理系統，可以實現生產過程各種環境因素的實時監控，并通過傳感器和網絡將監測數據進行實時傳輸，使果農可以根據數據信息進行精準化的種植管理。比如，可以保證節水灌溉的穩定性，可以實現農藥化肥的按時按量使用。通過對柑桔生產過程的數據記錄，實現柑桔產品質量安全溯源，保證柑桔生產的綠色化和生態化。和傳統的生產模式相比，以農業物聯網技術為基礎的柑桔生產更具有競爭力。

物聯網技術在農業產業領域的應用，雖然打破了原有的管理格局，顯示出強大的技術優勢，但在推廣和應用方面也存在著諸多制約因素。在柑桔生產領域推廣農業物聯網技術，還存在的諸多難點。首先，互聯網技術在農業生產領域的應用需要較高的成本投入，比如需要在果園中設置大量的傳感器和監測器。其次，核心技術的穩定性和有效性還有待驗證，這必然會影響到企業和農戶的投入意愿。其三，農技人員是否能夠根據獲得的信息，及時準確地調整種植和管理技術，從而充分發揮物聯網技術的優勢。此外，受到傳統觀念影響，農戶對新興技術的應用也持觀望態度，這必然會影響到企業研發和投入的積極性。這就需要政府發揮引導作用，制定科學合理的區域發展政策，促進農業物聯網的未來發展。

三、柑桔產業應用物聯網技術的前景

實時監控，實現智能化的精準高效田間管理。通過物聯網技術的應用，構建和配置全套的智慧農業裝備，實現對柑桔種植園的環境信息的動態化監控，確保對柑桔生產過程中各項參數的精確記錄，并建立相應的數據庫，使果農能夠及時掌握生產過程中的實際情況。依托物聯網技術，可以實現數字農場的構建，從而為廣大果農營造全新的種植和管理體驗。在柑桔種植到采摘環節，實現全天候、無死角攝像頭跟蹤，實現對柑桔掛果和開花的“零距離”管控。特別是利用移動互聯網技術，果農可以通過手機實時掌握種植農場的各種數據，并通過手機發出各種操作指令。這不僅僅限于柑桔種植的生產管理，還可以應用到種植園日常管理和檔案建設，實現從柑桔的種植到采摘的全過程跟蹤，生成相應的追溯檔案。當柑桔產品到達消費者手中時，消費者可以通過掃描專屬二維碼的方式，了解產品本身的生長周期和詳細情況。

精準分析，為農民的增產增收提供決策建議。為了有效解決傳統農業生產方式的諸多問題，必須以現代科技為基礎，構建以農業物聯網為技術核心的解決方案，實現柑桔種植和生產的智能化。隨著大數據和云計算技術的發展，為農業監測數據的傳輸和處理提供了必要的技術基礎。在未來的智慧化農業發展過程中，互聯網系統將得到更為廣泛的應用。該系統可以根據監測數據，對適合當地種植的柑桔品種進行分析，特別是針對區域氣候和土壤特征，選擇合適的種植品種和種植模式，主動選擇適合自己果園的智能化管理系統，使廣大果農能夠以最少的成本投入，獲得最大的經濟效益，提高柑桔產品質量，從而獲得更高的經濟收益。通過柑桔產業的長期穩定發展，使當地農民能夠脫貧致富。

視頻監控系統，實時監測生產基地的環境和病蟲害情況。隨著社會的不斷發展和進步，消費者對農產品的品質有了更高的要求，綠色、有機柑桔將成為未來柑桔產業發展的趨勢。對此，一方面，必須充分利用以現代科技為基礎的農業新技術，實現對環境和土壤特征的采集和分析，實現農業生產的精準管理，保障柑桔生產的綠色化和智能化，滿足廣大消費者對食品安全的需求。另一方面，通過物聯網技術在農業領域的深度整合和有效應用，不僅可以實現農業生產的精準管理，還可以有效實現農產品的質量追溯。對生產者而言，依靠移動網絡可以在任何時間和區域，實現對農田的精準控制和管理，查看農作物生長態勢。對消費者而言，可以通過以網絡技術為基礎的質量追蹤系統，查看所購買的農產品生產情況，為農產品的質量安全提供必要的保障。

田間智能滴灌系統，助力柑桔產業的可持續發展。通過新技術的應用，可以讓每一株桔樹都獲得充足的光照和水分供應，從而結出優質的果實。在物聯網技術的支持下，可以通過建立滴灌系統，實現對水肥的嚴格控制。比如，可以在柑桔園內遍布滴灌管網，在管網關鍵節點部位裝上傳感器，實現果樹生長季節的水肥需求的實時監測，指導合理灌溉和施肥，實現精細化的管理。在保證農作物需求的前提下，盡量保護好土壤和水資源，實現農業生產的可持續發展。