農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在日光溫室中的應(yīng)用

浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 （310020） 汪文忠

物聯(lián)網(wǎng)——可以簡(jiǎn)單理解為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)向現(xiàn)實(shí)世界的擴(kuò)展和延伸，即任何兩件物品之間都可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換和通信。例如，智能家居、智慧交通、智能醫(yī)療等，都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在對(duì)應(yīng)領(lǐng)域里的應(yīng)用。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有不少的應(yīng)用探索。

2011年農(nóng)業(yè)部就結(jié)合國家物聯(lián)網(wǎng)示范工程，開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范，和區(qū)域試驗(yàn)。在大田種植方面，通過綜合運(yùn)用3S技術(shù)、智能化農(nóng)機(jī)裝備、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的精準(zhǔn)化，畝均減少農(nóng)藥、化肥用量10%以上，單產(chǎn)提高5%～10%。在設(shè)施園藝方面，通過對(duì)光、熱、水、氣、肥等環(huán)境因子的實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)造植物生長的最佳環(huán)境，設(shè)施溫室和大棚的產(chǎn)量和效益平均提高10%以上。在畜禽養(yǎng)殖方面，運(yùn)用自動(dòng)調(diào)控畜舍環(huán)境和智能化變量飼養(yǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境因子遠(yuǎn)程調(diào)控和預(yù)警預(yù)報(bào)，平均減少勞動(dòng)用工30%以上，養(yǎng)殖和疫病防控水平顯著提高。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，推廣應(yīng)用以調(diào)控水體溶解氧為主要目標(biāo)的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖環(huán)境自動(dòng)調(diào)控和水體環(huán)境閉環(huán)控制，水產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高，節(jié)本增效10%以上，同時(shí)水體環(huán)境污染得到有效控制。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日光溫室中的應(yīng)用主要包括農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)、水肥一體化管理系統(tǒng)、無線電動(dòng)導(dǎo)航微型耕-種-運(yùn)一體機(jī)以及農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)等。現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下。

1.農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境信息、大氣環(huán)境信息、水體環(huán)境信息和大田四情，對(duì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)值設(shè)置合理區(qū)間和閾值，超閾值將自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警或者控制聯(lián)動(dòng)。信息感知技術(shù)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中傳感器最為重要。傳感器主要用于采集各個(gè)農(nóng)業(yè)要素信息，包括溫濕度、降雨量、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、CO2濃度、蒸發(fā)量、O2濃度、CO濃度、SO2濃度、NO2濃度、PM10、PM2.5等大氣環(huán)境信息，土壤pH值、土壤溫度、土壤張力、土壤濕度等土壤環(huán)境信息，水壓、溶氧量、水質(zhì)pH值、水流量、電導(dǎo)率等水體環(huán)境信息，大田墑情、災(zāi)情、苗情、蟲情等“大田四情”，以及包括查看各種傳感器的及時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、支持?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)整、數(shù)據(jù)圖表曲線導(dǎo)出的傳感器數(shù)據(jù)查看（WEB∕APP）。通過設(shè)置傳感器的聯(lián)動(dòng)控制規(guī)則和預(yù)警規(guī)則，當(dāng)滿足條件后自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警或者聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人值守和自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制。通過移動(dòng)終端遠(yuǎn)程查看并控制基地生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，包括內(nèi)遮陽、風(fēng)機(jī)、噴滴灌、外遮陽、側(cè)窗、閥門、水簾、加溫?zé)舻仍O(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化管理。系統(tǒng)接收到現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警信號(hào)后會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)控制操作，支持對(duì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的聯(lián)動(dòng)，支持預(yù)設(shè)時(shí)間和運(yùn)行周期，到達(dá)預(yù)設(shè)條件后系統(tǒng)將自動(dòng)操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成控制動(dòng)作。用戶能夠運(yùn)用自己的管理理念、管理方法實(shí)現(xiàn)信息智能化監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化操作，通過整合內(nèi)外部資源，提高利用率。

2.水肥一體化管理系統(tǒng)

水肥一體化管理系統(tǒng)采用自動(dòng)遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田作物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，包括作物生理、土壤濕度和土壤含水量等參數(shù)的自動(dòng)收集、傳輸和分析，并向用戶簡(jiǎn)單直觀地顯示數(shù)據(jù)和圖形，根據(jù)種植作物的需要提供各種警告信息。水肥一體化管理系統(tǒng)是將農(nóng)業(yè)灌溉與農(nóng)業(yè)施肥融為一體的新技術(shù)，根據(jù)作物對(duì)水、肥的不同需求，對(duì)灌溉和施肥進(jìn)行定期、定量控制，可用于連作溫室、太陽能溫室、溫室大棚、農(nóng)田等灌溉作業(yè)，節(jié)約時(shí)間、人力、物力，提高生產(chǎn)效率。

3.無線電動(dòng)導(dǎo)航微型耕、種、運(yùn)一體機(jī)

主機(jī)參照耕寬960毫米、功率2.02千瓦、方便作業(yè)的“前置式歐美型四驅(qū)微耕機(jī)”技術(shù)參數(shù)，研發(fā)或選用適宜的2千瓦直流無刷電摩低速電機(jī)1臺(tái)、48V20AH鋰電池2組，實(shí)現(xiàn)清潔能源動(dòng)力和無線操控，并加配無極變速、轉(zhuǎn)向裝置與機(jī)架；微型攝像導(dǎo)航器，使設(shè)備自行調(diào)整轉(zhuǎn)向而直線行走（人可離機(jī)輔控）；應(yīng)用成熟的旋耕機(jī)部件、起壟器部件、播種器部件、微型拖斗部件，以通用傳動(dòng)軸來快速更換不同作業(yè)部件。

4.農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)

農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)通過對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)，把采集到的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制；同時(shí)，在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售階段采用二維碼或者RFID射頻技術(shù)，對(duì)各階段進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。