关于设施园艺农业物联网智能控制

2020-09-12 14:06:39 农民致富之友 2020年26期

陈樾 顾利娟

物联网技术具有多种优势和作用,如高效性、精准性以及便捷性,运用各种不同的传感设备实时监测环境,同时运用智能化的管理系统调节和控制环境,保证所有的农作物能够始终处于良好的栽培环境中,最终实现产量和质量的同步提高,真正实现精准化种植。基于此,本文先介绍了设施园艺与物联网技术的概念,并分析了物联网智能控制在设施园艺农业中的应用。

如今,我国的设施重视面积和规模都在不断扩大中,并且设施园艺也逐渐具有不同的特色与类型。要想实现农作物产量和质量的提高,那么就需要重视物联网技术的应用,灵活运用多样化的设备,实现栽培环境的智能化控制,及时进行预警和调控,保证设施园林农业的可持续发展。

一、物联网与设施园艺的概念

1、物联网

随着信息技术的发展,物联网应运而生,并且发挥着至关重要的作用。物联网指的就是物物相连的物联网,其信息的承载体主要有三个,分别是传统电信网、互联网以及传感网等,借助互联网以及信息传感设备将普通的物理对象联系起来,借助处理、计算以及知识挖掘,构建出一个智能化的网络,实现智能化控制、识别、决策以及管理功能。从本质上来说,物联网可以将互联网、通信网、移动互联网以及传感技术等融合起来,实现多种技术的综合应用和融合应用。快速发展的物联网技术逐渐被应用到农业领域中,并逐渐发展出农业物联网。

农业物联网就是运用各种各样的感知技术、传感器设备等,收集各种与农产品流通、农业生产以及农作物相关的数据与信息,运用移动通信、无线传感器网络、互联网等实现信息的床底,加工、处理、清晰以及融合海量的农业信息,最终借助智能化的操作终端,实现全过程的监控,提供更加科学合理的决策,真正实现实时服务。

2、设施园艺

设施园艺还有一个称呼,即设施栽培,其指的是在一些露地不适合种植园艺作物的地区或季节,借助一些特定的设施,如日光温室、小拱棚、连栋温室、养殖棚、塑料大棚等,人为创造出一个适合作物生长的良好环境,保证花卉、蔬菜、水果的高产与稳产,提高园艺产物的质量,属于环境可控制的农业。

设施园艺是从产业链的基础上出发的,提高园艺产品的使用价值。从广义上来说,设施园艺能够为各种农产品生产的过程提供最合适的条件与环境,使其能够摆脱传统生产条件以及自然环境的束缚,提高农业经营活动的生产效率和质量,具有较为明显的特征,即高产出、高投入以及高效益。

设施园艺种植作物往往具有较高的附加价值,需要控制其种植环境,完成物联网的闭环过程。因此,在很多的地区都开始运用物联网技术,将智能化系统与信息技术融合起来,实现多种不同的功能,如肥水浇灌决策与控制、综合环境控制、信息的灵活处理、紧急状态处理等,借助无线传感器实现光照、温度、通风、湿度以及CO2补给等,自动化控制设施园艺的施肥、供水和环境,保证农作物能够始终处于良好的生长环境中,可以根据实际情况智能化分配肥水,保证栽培条件足够合理,最终实现产量和质量的同步提高。

二、物联网技术在设施园艺农业中的智能化控制

1、设施监控系统

在设施园艺农业中,设施监控系统主要包括四个方面的内容,即装备管理、传感网络建设、环境实时感知、通信终端等。第一,装备管理终端。在设施监控系统中智能化的温湿度调控装备,其由多个不同的设备组成,即风机、遮阳、顶部通风、水泵、外遮阳以及电磁阀、水肥管理设备等,同时还包括变量施肥机、灌溉机组等,拥有电磁阀、测控模块、安装附件以及配电控制柜,运用总线的方式,将这些设备连接到管理监控中心,也可以运用OPC技术连接其他的装备管理系统。

第二,传感器网络建设与通信终端。在设施园艺中需要运用到无线传感器通信网络,其主要是运用大棚内部的不同感知节点,组合而成相应的网络,运用各种设备完成实时数据的采集。利用大棚中的现场管理系统实时监控大棚的环境,并将相关讯息传递到实时监控中心。

第三,环境实时感知。在大棚中,所有的环境信息都是运用不同的环境信息传感器、无线采集终端等收集而来。环境信息传感器能够实时监测多种环境参数,如光照强度、CO2、空气温湿度、土壤的ph值以及其温度等,运用无线采集终端将收集到的数据和信息上传到监控中心。

2、设施现场管理系统

该系统主要分为两个部分,分别是管理策略以及数据的处理融合部分。第一,数据处理融合指的是,运用设施监控系统,有序储存收集到的各种设备的工作状态信息以及环境感知信息,同时还需要进行初步的逻辑处理,便于相关人员进行查询;第二,管理策略指的是结合不同农作物的不同生产数据,对比和分析当前的环境调控策略,研究水肥调控策略,结合传感器收集的各种数据和参数,根据系统的预警信息,确定好最佳的水肥供给策略,灵活调整水肥系统,实现水肥的合理化、智能化管理。针对现场出现的各种人为干预行为,能够进行及时的系统感知,并将相关操作与关联信息及时记录下来,远程传输修改的部分,并将数据转发到安全生产的管理部门。此外,该系统还需要承担着信息变更的工作,不断完善和调整管理策略,真正实现自主更新。

总而言之,设施園艺农业具有较强的集约型,并且具有较为明显的特征,即高投入、高效益、高品质、高技术含量以及高产量等,充满活力与升级。将物联网智能控制技术运用到设施园艺中,可以实现智能化、自动化以及可视化的农作物生产,大大降低了劳动成本,进一步提高了农作物产量,是农业未来的主要发展方向。

(作者单位:1.223311江苏省淮安市淮阴区淮高镇农业技术综合服务站;2.223311江苏省淮安市淮阴区淮高镇农业技术综合服务站)