大数据和农业物联网技术在智能温室环境控制中的应用

曹耀鹏 刘厚诚

济南科百智慧农业产业园位于山东省济南市莱芜区，使用科百KB-CPS作物精准栽培管理信物融合操作系统对园区大空间智能日光温室作物（图1）进行全面数字化管控，在充分利用自然条件和设施化、物联网精准调控的基础上，在暖温带地区生产出可以全年供应市场的高品质莲雾、番木瓜、荔枝等热带水果，取得了良好成效。该产业园莲雾年产量达4500 kg/667 m2（图2a），可溶性固形物14%，高出原产地50%以上，商品果率80%。番木瓜年均产量为5000 kg/667 m2（图2b），可溶性固形物13%以上，高出原产地25%。热带作物年产值均在10万元/667 m2以上。

南果北种在技术实现方面存在较大难度，尤其是在温室环境控制方面，利用传统方式和普通温室进行栽培，管控效果受限，管理成本较高。科百智慧农业产业园的高效管理则得益于大数据和农业物联网系统在栽培管理中的成熟应用。

传统的普通温室环境控制过程中，控制决策大部分依靠农艺师或种植者的经验和感性认知，存在粗放、宽泛、不确定的属性。虽然目前大部分温室也配置了卷帘电机、轴流风机、湿帘系统等机械化环境控制设备，为环境控制提供了必要的硬件设备，但这些设备的运行控制仍然依赖于人的决策，且耗费大量时间成本。尤其是在规模化设施栽培中，如何高效精准地实现环境控制是需要解决的问题。基于这些问题，科百智慧农业产业园对系统提出了很多新的需求，例如人力成本节约要求、生产效率要求、环境控制的精准化要求、时效性要求，对农产品规范化、标准化和一致性的要求，这些要求解决的前提是环境控制的高效管理、精准管理、智能管理和经济管理。……