蔬菜工廠化生產智慧管理系統介紹

陳素娟，陳國元，周 英，李慧敏

（蘇州農業職業技術學院，江蘇 蘇州 215008）

0 引言

隨著科學技術的發展，物聯網技術、大數據和人工智能在農業領域的應用越來越廣泛，物聯網技術的應用推動了設施蔬菜管理的智能化，在節約勞動力成本的同時提高了工作效率，管理水平也得到了提升。蔬菜工廠化生產智慧管理系統的開發為管理者提供了一個基于云服務的智慧管理軟件，實現了蔬菜工廠化生產管理的便捷化[1]。通過本軟件，管理者可以在電腦上查看蔬菜工廠化生產間的秧苗生長狀況、育苗管理、定植管理、病蟲防治、物聯網智能化管理、生產環境與病蟲害預警信息等，提升蔬菜工廠化生產效率與管理水平。

1 系統功能介紹

系統模塊包括大屏總覽模塊、生產管理模塊、操作評價模塊和預警信息模塊，蔬菜工廠化生產智慧管理系統需要技術管理員定向開通賬號以保證系統管理的專一性和安全性。賬號具有不同的權限，用戶獲得賬號分配后可以登陸本系統進行在權限范圍內的一些內容訪問和管理操作（圖1）。蔬菜工廠化生產智慧管理系統的開發為教學和科研提供了智能化管理平臺，教師和學生可以通過平臺進行操作管理，包括方案、環境參數設定、方案評價、預警及監控等，了解蔬菜植物工廠化內蔬菜生長狀態。

圖1 蔬菜工廠化生產智慧管理系統用戶登錄頁面

2 功能模塊介紹

蔬菜工廠化生產智慧管理系統后臺的主要功能包括大屏總覽模塊、生產管理模塊、方案管理模塊、操作評價模塊和預警信息模塊等。

2.1 大屏總覽模塊

大屏總覽模塊展示了蔬菜工廠化生產區域的全景，包括植物工廠區和混合光栽培區蔬菜種植的全過程和各種蔬菜生命周期的生長場景，同時可以將蔬菜工廠化生產視頻嵌入，供大家學習和觀摩。

2.2 生產管理模塊

生產管理模塊主要針對葉菜和茄果兩大類蔬菜無土栽培技術進行展示，葉菜類展示水培模式，茄果類展示基質栽培模式[2-6]，生產管理分別從工廠化育苗到工廠化定植再到智能化管理以及病蟲防治方面進行系統展示。

2.2.1 工廠化育苗

工廠化育苗模塊主要介紹人工播種和機械播種兩種方式，包括育苗設備的準備、育苗材料及工具、育苗過程介紹以及苗期管理技術及視頻監控，同時介紹播種技術指導過程及視頻，點擊視頻播放鍵可以觀看播種技術指導過程。

2.2.2 工廠化定植

工廠化定植（圖2）模塊包括定植前的準備工作，主要是苗床準備、秧苗準備、定植技術、將秧苗從苗床取出栽種到定植床的過程以及定植后的管理工作，同時展示種苗定植后的生長狀態及對定植床上幼苗的全方位監管。

圖2 蔬菜工廠化生產定植頁面

2.2.3 智能化管理模塊

智能化管理（圖3）模塊通過環境參數的設定（包括空氣溫度、空氣濕度、營養液溫度、光照強度、光質、營養液EC、營養液pH 值）以及水肥一體化管理和計算機綜合調控實現蔬菜工廠化生產的智能化管理，傳感器根據實時氣象數據和設定參數對處于不同生長時期的植株進行科學地調整和管理，使植株處于最佳生長環境。

圖3 蔬菜工廠化生產葉菜類智能化管理頁面

2.2.4 病蟲害管理模塊

病蟲害管理模塊用來進行蔬菜病蟲害信息管理，展示不同系統培育方案下植株出現的病蟲害信息。各系統方案通過上傳植株的病理圖片和病理名稱信息從物理防治和生物防治兩方面提出應對該病理狀況的方案。

2.3 操作評價模塊

操作評價模塊包括工廠化育苗、工廠化定植、智能化管理和病蟲害防治4個環節。其中工廠化育苗從評價標準、方案、評價結果3個方面展示不同育苗方案的成果。

智能化管理模塊從3組方案的播種管理、幼苗期的管理、定植后管理3 個方面進行對比分析，對每組方案的完整程度、準確性和團隊協作性做出系統的評價，評價結果以柱狀圖形式直觀地展現出來。

在病蟲害管理模塊下管理員可以定期對蔬菜工廠化生產間針對蔬菜種植管理中的各種農事操作環節效果進行評價，分析種植管理方案的優劣，以便更好地改進生產與管理方式。

2.4 預警信息模塊

預警信息管理模塊主要用來管理溫度預警、濕度預警、光照預警、EC預警和pH預警等信息。當系統監測器監測到實時溫度高于最適宜生長溫度時系統就會發出預警信息，推送預警信息到負責該方案的用戶，讓用戶及時處理。

病蟲害預警管理模塊（圖4）主要用來監測發布病蟲害的預警信息，比如通過數據分析監測判斷某地某時間段可能爆發什么病蟲害和數量占比并編輯預警信息推送到負責該方案的用戶，讓用戶提前防范。目前系統已經針對斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、銀紋夜蛾、小地老虎、蚜蟲和粉虱等幾種常見葉菜病蟲害進行了預警信息監測。

圖4 蔬菜工廠化生產病蟲預警信息模塊頁面

3 總結

蔬菜工廠化生產智慧管理系統的開發為蔬菜工廠化生產管理提供了智能化管理平臺，生產企業或用戶可以利用電腦或手機進行操作，實現智能化監測與管理，農業院校也可以利用該平臺進行教學和實踐，引導學生自主學習及進行學習效果的評價。蔬菜工廠化生產智慧管理系統V1.0剛剛起步，后續還需要不斷完善各功能模塊以及充實內容，為生產單位提供更好、更方便的服務，為智慧農業的發展提供技術支撐。