物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在果蔬種植中的應(yīng)用研究

瞿瑜瓏

（上海市崇明區(qū)豎新鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 202179）

目前隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，作為重要支柱的農(nóng)業(yè)也需要從傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟(jì)方式向更具有發(fā)展前景和發(fā)展實(shí)力的現(xiàn)代化節(jié)約型生產(chǎn)方式發(fā)展，通過(guò)與現(xiàn)代先進(jìn)智能技術(shù)的結(jié)合，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中引入計(jì)算機(jī)通訊、人工智能等，對(duì)影響農(nóng)作物生產(chǎn)的影響信息通過(guò)監(jiān)控設(shè)備以及傳感器等進(jìn)行收集，并利用相應(yīng)的智能專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行分析和指導(dǎo)，并根據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)改進(jìn)或優(yōu)化決策，使果蔬生產(chǎn)的智能化管理得以實(shí)現(xiàn)。

1 物聯(lián)網(wǎng)智能專(zhuān)家系統(tǒng)構(gòu)建

在人工智能技術(shù)中，通過(guò)對(duì)人類(lèi)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的收集和存儲(chǔ)，通過(guò)知識(shí)庫(kù)的形式構(gòu)建具有專(zhuān)家特性的電腦模擬系統(tǒng)，作為人工智能中的重要分支，可以對(duì)輸入信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理，并利用專(zhuān)家系統(tǒng)的核心知識(shí)庫(kù)制定出相應(yīng)的判斷和決策[1]。由推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)構(gòu)成的智能專(zhuān)家系統(tǒng)，其中邏輯核心為運(yùn)用知識(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行推算的推理機(jī)，能夠?qū)χR(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行控制，通過(guò)推理綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，從而得出相應(yīng)的結(jié)果。

環(huán)境因素在作物生長(zhǎng)過(guò)程中起到重要的影響作用，同時(shí)對(duì)于環(huán)境因素的需求，不同作物也有所差異。根據(jù)智能專(zhuān)家系統(tǒng)的運(yùn)行原理，專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)作物專(zhuān)家所具備的知識(shí)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)建，對(duì)影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行采集，再利用推理機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，并做出相應(yīng)的判斷和決策，通過(guò)調(diào)控大棚內(nèi)的相關(guān)設(shè)備，確保作物生長(zhǎng)環(huán)境的最優(yōu)化[2]。

2 果蔬病害預(yù)測(cè)

在果蔬生長(zhǎng)過(guò)程中，綠色有機(jī)果蔬的生產(chǎn)是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，要減少農(nóng)藥的使用，就必須通過(guò)果蔬病害的預(yù)測(cè)，對(duì)病害的發(fā)生、發(fā)展做好防治和控制工作才能使其得以實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)致果蔬病害發(fā)生的影響因素眾多，其中包括自然環(huán)境、氣象條件等。病害與氣象因素有著密切的關(guān)聯(lián)，主要體現(xiàn)在如大棚內(nèi)溫度、濕度不適宜，導(dǎo)致病害發(fā)生和蔓延等。同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)各種病害的獨(dú)特生長(zhǎng)習(xí)性進(jìn)行研究，對(duì)與病害不具備線性關(guān)系的影響因素，無(wú)法通過(guò)物理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行確定時(shí)，可以采用基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論中的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則所提出的支持向量機(jī)模式識(shí)別方法，能夠?qū)Ψ蔷€性、小樣本及高維模式識(shí)別問(wèn)題進(jìn)行有效解決[3]。

3 生產(chǎn)智能管理平臺(tái)

作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析系統(tǒng)等共同構(gòu)建作物生長(zhǎng)智能管理平臺(tái)。作物生長(zhǎng)情況主要通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)的觀測(cè)；作為智能管理的基本核心部分，作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放等功能，對(duì)限定區(qū)域內(nèi)影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素進(jìn)行定時(shí)、定量的監(jiān)測(cè)；由蓄電器控制的電路以及控制設(shè)備構(gòu)成控制系統(tǒng)；在作物生產(chǎn)自動(dòng)控制中，可在大棚內(nèi)進(jìn)行相關(guān)調(diào)控設(shè)施的布設(shè)，并利用智能終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，使作物生產(chǎn)環(huán)境的智能化控制得以實(shí)現(xiàn)。

4 布設(shè)大棚內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)

無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)是在物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，作為采集環(huán)節(jié)的最末端部分。

此設(shè)備節(jié)點(diǎn)在確保果蔬生長(zhǎng)環(huán)境的最優(yōu)化發(fā)揮著重要作用，因此對(duì)其的設(shè)計(jì)要求也較高。此設(shè)備不僅需要對(duì)各節(jié)點(diǎn)的各環(huán)境參數(shù)進(jìn)行精確檢測(cè)，同時(shí)還需要對(duì)大棚內(nèi)的節(jié)點(diǎn)布設(shè)進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，確保所有節(jié)點(diǎn)能夠有效覆蓋整個(gè)作物生長(zhǎng)環(huán)境。

5 果蔬交易服務(wù)平臺(tái)

在果蔬交易服務(wù)平臺(tái)中，主要可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品溯源交易的功能，作為作物生產(chǎn)擴(kuò)展平臺(tái)，能夠使生產(chǎn)管理功能得到有效延伸，使產(chǎn)品附加值提高[4]。通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)中的智能信息與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)、 GPS定位技術(shù)等相結(jié)合，利用各種有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及所聯(lián)接的溯源中心數(shù)據(jù)庫(kù)等，收集作物生產(chǎn)、加工、檢測(cè)、物流、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息，將其融入并制作成二維碼，通過(guò)相應(yīng)的手機(jī)掃碼能夠有效識(shí)別其中的產(chǎn)品信息，使產(chǎn)品信息追溯功能得以實(shí)現(xiàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)與和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合，智能農(nóng)業(yè)能夠利用相關(guān)設(shè)備和設(shè)施在田間的合理布置，有效采集各種影響作物生產(chǎn)的信息，通過(guò)對(duì)相關(guān)環(huán)境因素控制設(shè)備以及智能控制平臺(tái)的創(chuàng)建，使病害的預(yù)測(cè)、施肥、灑水等操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，通過(guò)智能專(zhuān)家系統(tǒng)，確保作物生長(zhǎng)環(huán)境的最優(yōu)化，不僅能夠節(jié)約資源和人力，同時(shí)使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效提高。