“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統創新創業項目的探索與實踐

閆興瑞

（酒泉職業技術學院，甘肅 酒泉 735000）

1 產業發展現狀

1.1 區域產業規劃

東西長約680 km的酒泉，占絲綢之路總長的十分之一，面積接近兩個江蘇省大小，因擁有極好的光熱水土條件，是中國重要的商品糧棉基地、瓜果蔬菜基地。當地已形成了酒泉洋蔥、敦煌葡萄、瓜州蜜瓜、玉門人參果等特色品牌，蔬菜制種產量和出口量占到中國一半左右。

近年來，酒泉市積極探索在戈壁上發展現代設施農業、未利用土地上實施農業綜合開發、人工設施內打造中高端農產品，跳出傳統耕地實現農民增收的新路子，取得了農業產業提升、農村生態改善、農民增收致富、化解糧菜爭地等多效并舉的成果。目前，酒泉市高效蔬菜、現代制種、優質林果、特色中藥材等優勢特色產業面積達到221萬畝，占耕地面積的84.2%，建成以肅州區、玉門市為主的兩個萬畝戈壁農業蔬菜生產基地，戈壁有機蔬菜成功銷往北京、上海、廣州、重慶等地的大型蔬菜市場。酒泉已經與上海蔬菜集團簽訂了“酒菜入滬”協議，與廣州江南市場簽訂了蔬菜供銷協議，在北京新發地市場建立了酒泉農產品倉儲基地。敦煌種業通過了粵港澳大灣區“菜籃子”生產基地認證，建立了蔬菜進入北上廣等市場的通道。

截至2018 年底，酒泉市累計建成日光溫室25 914 畝，鋼架大棚12 822畝，其中萬畝園區7個，千畝園區19個，酒泉市戈壁農業面積達到3.8萬畝，規劃到2022年全市新建高標準戈壁設施農業20萬畝，改造升級戈壁日光溫室5萬畝，建設戈壁農業產業園區50個[1]。

1.2 行業痛點

在酒泉市大力發展綠色戈壁農業的政策大背景下，有大量的人工溫室大棚正在新建，同時各產業園區已建成的大部分溫室大棚正在向集約化、合作社的方向發展。現在大量使用的人工溫室大棚保溫棉簾簡易控制系統通過倒順開關控制，具有多種弊端：首先，耗費大量人力成本，安全可靠性低，操作人員必須在現場才能進行操作，如果想要同時操作5～7個溫室大棚的保溫棉簾卷簾機進行棉簾的升降，需要經驗豐富的操作人員非常專注地進行操作，否則非常容易發生事故，造成不必要的經濟損失；其次，在突遇大風等惡劣情況時，操作人員無法及時地操作多個卷簾機下放棉簾保護塑料棚膜，可能造成不必要的損失；其三，簡易控制系統對溫度和濕度的調節過度依賴種植戶的經驗，隨意性較大，不能精準地調節農作物生長環境，也不能滿足用戶遠程化、智能化控制需求。因此，人工溫室大棚保溫棉簾簡易控制系統急需更新換代[2]。

2 特色與創新

為滿足酒泉市大力發展的戈壁農業溫室大棚智能控制需求，酒泉職業技術學院機電工程學院瑞福電氣咨詢服務創新創業教師工作室響應國家“大眾創業、萬眾創新”的號召，由學校專業課教師和企業技術骨干擔任指導老師，積極探索實踐電氣自動化技術和機電一體化技術等專業的創新創業教育人才培養模式和具有專業特色的“產教融合”途徑，立足于高校科研服務地方經濟發展的戰略，結合酒泉當地戈壁農業產業發展的需求挖掘創業項目，帶領電氣自動化技術和機電一體化技術等專業的在校學生和退伍擴招學生，參與戈壁農業自動化產品的自主研發、生產、營銷推廣、安裝調試、售后技術服務全過程，在多次實地調研的基礎上，自主研發了“物聯網+”高寒地區戈壁農業日光溫室大棚智能卷簾系統。

“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統設計有保溫棉簾的下放到底、風口閉合、風口半開、風口全開、極限保護5 個檢測位置，具有手機移動平臺遠程控制、遙控控制、現場控制、緊急狀態控制4 種工作模式，具有大風保護、定時控制、溫濕度控制和極限反轉保護功能，可拓展補光、灌溉和視覺感知功能，各系統功能可根據用戶意愿模塊化訂制。同時，組建以電氣自動化技術專業學生為主的生產、運維技術團隊，提供本地化技術服務支持，旨在幫助溫室大棚用戶節省人力成本，及時有效地應對大風等惡劣天氣，滿足溫室大棚種植戶對卷簾機控制系統安全性、便捷性等方面的使用需求，為農作物調節出更好的生長環境，使產品的利益最大化。“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統填補了當地同類產品空白，具有廣闊的市場需求和應用前景。現已在中國最大的戈壁生態農業示范區甘肅省酒泉市“中以（酒泉）綠色生態產業園”安裝3套體驗試用系統，進入推廣試用階段[3]。

“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統創新創業實踐項目的實施，在解決傳統的戈壁農業溫室大棚控制系統行業痛點的同時，帶動電氣自動化技術專業的師資鍛煉，強化學生專業技能訓練、培養學生創新創業意識和素養，提升專業人才培養質量。無論是產品的實用性，還是“產教融合”的創新創業教育人才培養模式，都具有較強的推廣和應用價值。

3 項目實施模式

3.1 項目實施基礎

瑞福電氣咨詢服務創新創業工作室依托酒泉職業技術學院機電工程學院雄厚的師資和技術實力，大力開展電氣自動化和機電一體化技術等專業的創新創業教育實踐。工作室自2016 年成立至今，已帶領相關專業學生完成了世博大廈停車場照明供電系統、酒泉工貿中專機加工車間供配電系統和玉雕實訓室供電系統、酒泉洪洋廣場二樓商場照明供電系統、酒泉職業技術學院生物工程學院智慧農業實訓室電采暖智能控制項目，結合智慧農業實訓室電采暖智能控制項目實施的技術和經驗積累，自主研發的“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統已進入推廣應用階段。

3.2 公司化運作

學校專業課教師和企業技術骨干擔任指導老師，聯合指導學生團隊開展工作，學生團隊核心成員均為酒泉職業技術學院電氣自動化技術等專業的學生，均具有一定的項目推廣、運作專業技術基礎。在“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統產品現場調試成熟、性能穩定的基礎上，由學生團隊負責人牽頭，注冊成立公司，申請實用新型專利，尋求政府政策支持，開展智能卷簾控制系統的市場推廣、訂單承接、生產銷售、安裝維護、技術服務等工作，推動項目落地。

公司由總經理全面負責產品運營的各項工作，設立技術部負責產品技術研發、改良，設立生產部負責原材料采購和訂單生產，設立市場部負責營銷推廣，設立機電部負責產品的安裝調試和售后服務，設立辦公室負責文案和財務等相關工作，各部門根據工作需要吸納在校學生和社會人員開展工作。

3.3 產教融合途徑

依托酒泉職業技術學院機電工程學院電信系雄厚的師資與技術實力，同時邀請經驗豐富、技術過硬的企業導師，進行產品生產、技術研發和改良、公司運營管理等方面的指導，在完善和推廣“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統的基礎上，積極向縱向和橫向拓展，挖掘綠色戈壁農業自動化項目，完善公司產品體系。

深入推進“產教融合”，在不影響正常教學的前提下，組織具備專業技能的電氣自動化技術專業學生進行控制系統的生產，在完成訂單生產任務的同時，為電氣自動化技術等專業的學生提供實踐鍛煉的平臺，互利共贏。同時進一步培育和優化技術研發、生產、營銷和售后服務團隊，為用戶提供及時有效的本地化技術服務[4]。

3.4 發展規劃

可以預見未來很長一段時間，酒泉“戈壁農業”產業發展如火如荼，大棚設施投資規模較大，為酒泉職業技術學院贏得良好的發展機遇。為此，該院制定了“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統三步走發展戰略：

第一步：進行用戶調研，完善和升級“物聯網+”高寒地區戈壁農業溫室大棚智能卷簾系統的功能，在甘肅省酒泉市“中以（酒泉）綠色生態產業園”免費安裝5～6 套系統，以供用戶體驗試用，提高產品的可靠性和知名度；注冊成立公司并申請實用新型專利，同時拓展與產業合作社的合作，加強宣傳和營銷力度，逐步滾雪球式地發展壯大，預計2021年盈利14萬元。

第二步：擴大市場規模，深度推進“產教融合”，進一步培育和優化技術研發、生產、營銷和售后服務團隊，在同類產品中形成較好的口碑，預計2022 年盈利40 萬元；具備一定的知名度后向酒泉市其他縣市推廣，在酒泉市同領域產品中占有一定的市場份額。

第三步：為提高抵御風險的能力，突出主業，向多元化發展。在“物聯網+”高寒地區戈壁農業日光溫室大棚智能卷簾系統成熟的基礎上，拓展戈壁農業自動化、智能化控制領域的其他產品，完成至少2 個新產品的開發，至少有1 個產品進入推廣階段，預計盈利100萬元；形成成熟的技術研發、生產、營銷和售后服務團隊，向周邊地區推廣，爭取在新建大棚的控制系統中占有10%的份額。

4 思考

1）結合我國職業教育發展的現狀和酒泉職業技術學院電氣自動化技術等專業的人才培養工作實際，學生的專業技能培養和創新創業教育要以能夠解決社會實際生產中的問題為目標，著力構建工程意識培養和實踐能力提升的教學平臺，把學生的實踐技能培養融入解決實際工程問題的過程，學生在教師的指導下參與工程項目實施的全過程，在反復應用專業知識的同時，錘煉學生的工程意識、安全意識、吃苦精神、協作精神和專業技能，為學生的職業生涯發展打下堅實的基礎。

2）高職院校工科類專業的人才培養要積極響應“大眾創業、萬眾創新”和“技能甘肅”號召，結合學生專業技能培養，從身邊挖掘能服務區域和地方經濟發展的創新創業項目，堅持“以賽促教、以賽促學、以賽促建、以賽促改”和“大賽引領”的思路，堅持不懈地參加各級各類創新創業大賽，吸取成功經驗，借鑒好的做法，腳踏實地地推動電氣自動化技術等專業創新創業教育工作質量和人才培養質量的提升。