物联网技术在蔬菜生产中的应用,本文是物联网技术方面论文范文集跟蔬菜和物联网技术和生产类论文范文集.
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摘 要：物联网技术是“互联网+农业”的重要体现形式,也是农业现代化的一项重要标志.建设以蔬菜种植为主的物联网系统,对蔬菜等经济作物生产全面实现现代化有重要的推动作用.文章介绍了蔬菜物联网系统建设的主要内容和目的,并从经济、社会、生态等几个方面进一步分析了物联网技术在蔬菜生产中的应用效益.
关键词：物联网；蔬菜生产；子系统；效益分析
中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1008-1038(2018)11-0054-03
物联网技术应用于农业生产,是农业和现代信息技术融合发展的新模式,是农业信息化的重要内容,也是“互联网+农业”的重要体现形式和农业现代化的重要标志.蔬菜生产作为农业生产的主体,其现代化水平在一定程度上代表着整个农业的现代化水平[1,2].建设以蔬菜种植为主的物联网系统,能够帮助基层农技人员全面及时掌握蔬菜苗情、墒情、病虫状况以及灾情变化情况,快速准确地提供应对举措,实现菜田监测自动化、菜田动态可视化和田间管理科学化,对全面实现农业现代化具有重要的推动作用和决定性作用[3].
1 蔬菜物联网系统主要组成
1.1 环境因子采集与分析系统
环境因子采集与分析系统是通过实时采集空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤含水率、风速、风向、光照度、蒸发量、降雨量、结露、有效光合因子、太阳总辐射等环境因子,运用开发的不同软件,模拟农作物生长趋势,以达到预测灾害和病虫发生关系的目的.
1.2 菜地远程监测系统
该子系列主要包括选时录像、抓拍图片、数据信息,自动上传、储存.菜地远程监测系统可进行野外录像、拍照,为管理人员监控墒情、滴灌、天敌及微生物等测控实施过程提供了便利.该系统也是基层测报员的“千里眼”,证明测控模型的诊断效果,尤其能在恶劣环境下完成监测工作.
1.3 虫情信息自动采集与分析系统
通过软件开发,实时、远程自动采集图像、数据,由昆虫模型做自动诱虫处理.借助于该系统,能够实现示范区野外昆虫诱集、红外处理、时段取像、信息无线传输,是及时、准确掌握昆虫发生规律的智能化植保装置.与环境因子信息采集与分析系统结合使用,运算出不同昆虫发生的周期模型和防控模型.
1.4 病情信息自动采集与分析系统
通过软件开发,对气流定量、定时采集,由病情数据分析模型,自动培养、成像、实时显示、存储病菌孢子图像.病情信息自动采集与分析系统具有孢子自动识别、孢子自动捕获、培养观察、多角度成像等功能,为研究和掌握各种病菌孢子萌发条件与规律提供了便利.在孢子自动捕捉功能的基础上,系统升级为无人值守自动完成培养、成像功能,对植物病害、有益菌情况进行全方位研究,以达到有效控制有害菌危害,发挥有益菌控制病虫害的作用.
1.5 专家决策系统
专家数据库涵盖不同专业,通过审核、符合条件的专家可由管理权限的物联网管理人员进行录入、调整.根据不同专业特长、蔬菜种类等,专家库可进行划分归属管理.
专家根据气象、节气、农情等因素,定时或不定时地对环境因子采集与分析系统、菜地远程监测系统、虫情信息自动采集与分析系统、病情信息自动采集与分析系统采集的数据信息进行察看、对比、交流、诊断、预测；并得出正确、最佳的处理意见,经整理、汇总后反馈存储于不同类别的蔬菜管理分类模块.
1.6 信息发布系统
建有与手机衔接的信息传送端口,基层农技人员根据专家提出的管理意见、建议,编制成简短、易懂的信息,通过相应的问题模块及时发送到所辖区域的菜农手机上.
为了避免系统故障耽误使用,在信息发布系统中同时设置了系统发生故障自动报警功能,当系统检测到自身出现异常时随即以短信或其它方式及时通知到相关的管理人员.
2 蔬菜物联网系统的作用
2.1 实现蔬菜信息采集的自动化和数据传输的网络化
各类信息采集设备安置在无人值守的监测地点,使蔬菜苗情监测和病虫害测报工作从眼观手查方式转换到信息化模式,可大量节省人力物力,且观测不受地理、气候等因素的影响,实现实时采集与监测,最终实现菜情监控工作由传统操作方式向标准化、规范化、信息化和科学化方向的转型.
通过半径10 km的无线传输信息,将数据发送到任一设有互联网的接收站（点）,通过网络传输到县级、市级、省级等有监控权限的操作控制中心,进行远程操控,可实现农作物病虫测报信息资源共享.
2.2 实现生产动态信息的可视化和生产指导的精准化
蔬菜生产过程中,工作人员可通过电脑、手机等载体随时登录物联网系统,查询蔬菜长势、长相,查看菜地各类气象信息和病虫害发生发展趋势,实现全天候可视化实时监控,并针对监控实况,观察蔬菜特征,如缺肥症状、病虫害情况,建立短期和长期预测预报.
通过数据收集分析与整理,建立资料和数据库,及时掌握蔬菜生产发育状况及病虫害发生发展趋势,通过网络实时反馈给专家系统,根据专家做出的研判、决策,迅速作出应对处理,为蔬菜生产保驾护航.
3 效益分析
3.1 经济效益
3.1.1 节本增效
蔬菜物联网系统建成后,可根据数据分析模型,对苗情和病虫害发生及时监测,使病虫害在最佳时间得到防控,从而减少防治投入.此外,在蔬菜生产管理上,技术人员可利用蔬菜大棚生产操作系统,对各个大棚蔬菜浇水、施肥、加温、卷帘等进行自动或手动控制,以降低人工成本,提高蔬菜种植效益.
3.1.2 提质增效
在蔬菜生长过程环境上,可以利用物联网温湿度监测系统实时监测蔬菜生长的环境信息、养分信息和病虫害情况.利用环境测量的相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照情况,配合控制系统,调理蔬菜生长环境,改善蔬菜生长的营养状态,及时发现蔬菜的病虫害暴发时期,维持其最佳生长环境条件.通过对病虫害的准确监测,提高防控质量和效果,进而提高蔬菜质量.
3.1.3 减灾增效
根据传输的气象数据,气象专家可以预测天气状况,与农业专家结合,及时对农民进行生产指导,采取预防措施,有效避免或减轻灾害性天气对作物造成的危害.而且在发生不可预测的突发性自然灾害时,可以及时进行生产指导,采取补救措施,将危害降到最低.
3.1.4 对接市场,调整生产
在蔬菜的收获阶段,技术人员也同样可以利用物联网的信息,把采集到的有关蔬菜生长的各种信息进行汇总,反馈到前端,从而在蔬菜种植收获阶段进行更精准的测算,为蔬菜销售提供基础信息.
3.2 社会效益
3.2.1 保障蔬菜安全
物联网技术在蔬菜生产中的应用,能够实现生产管理的精准化,有效控制化肥、农药等危害健康的物质残留问题,而食品安全溯源技术更是为食品安全监控提供了保障.
3.2.2 实现精准管理
物联网技术在蔬菜生产中的应用,可以实现生产投入、过程管理的精准化.在生产投入上,蔬菜生产者可以通过遥感、传感器件等技术对生产作业的各个要素进行准确信息参数感知,进而精准确定水、肥、药等要素的投入量,实现投入精准化.在生产管理上,区域站物联网监测系统可实时发送蔬菜生长数据、农业气象数据、病虫数据信息,建立数据库模型,为农业大数据平台提供基础信息,并为分析病虫发生规律及蔬菜生产科学化决策提供依据.
3.2.3 平衡农业结构
物联网技术通过应用遥感技术进行产量预测,通过将传感器件集成到机械装备上可实现精确测产,使得蔬菜产量预测和精确测产技术得以广泛应用,有助于引导产业结构平衡发展,避免因信息不对称所导致的产业结构失衡；以及引发的菜农增产不增收等问题.
3.2.4 减少劳动强度
物联网技术实现了蔬菜生产管理的远程化和自动化,减少了蔬菜从业者到生产现场进行作业的必要性.同时,蔬菜病虫害测报工作也从眼观手查方式转换到信息化模式,提高了工作效率和服务的精准性,减少了测报人员的工作量.
3.3 生态效益
3.3.1 保护生态环境
通过精确、科学的数字化控制手段进行蔬菜生产和管理,可以有效避免用药、施肥、灌溉等行为的不科学性,从而起到保护生态环境的目标.同时,该系统提高了对蔬菜有害生物预警的准确性,可以在大范围内开展以生物防治为主的病虫害综合防控技术,维护生物链的平衡,促进生态和谐.
3.3.2 节约能源
应用物联网技术发展精准农业,可以有效减少水、肥、药等投入品的使用量,节约投入成本.生产管理的远程化和智能化减少了农业从业者到达现场的必要性,降低了基于人的实体流动而产生的能源资源消耗.
参考文献：
[1] 黄丹枫, 戎恺. 蔬菜QACCP生产管理系统的构建和应用[J]. 中国蔬菜, 2012, 1(18): 62-66.
[2] 贵淑婷, 任妮, 程, 等. 基于文献计量的国内外设施蔬菜智慧化管理研究态势[J]. 南方农业学报, 2018, (1): 78-79.
[3] 宋晶晶. 饶阳县蔬菜产业物联网技术应用调查分析[D]. 石家庄: 河北农业大学, 2016.
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张喻平 付 沛（武汉城市职业学院计算机与电子信息工程学院 湖北 · 武汉 430064）中图分类号 X928 7 文献标识码 A DOI 10 16871j cnki kjwhc 201.