平度市溫室蔬菜種植中物聯(lián)網技術的應用

摘要：為了提升平度市溫室蔬菜的種植產量與質量水平，科學分析種植過程中的溫度、濕度、養(yǎng)分等因素，種植人員應合理引入物聯(lián)網技術，減少自然災害的影響，為消費者提供健康蔬菜。關鍵詞：物聯(lián)網技術；溫室；蔬菜種植；平度市山東省平度市處于膠東半島西部，全市耕地面積為277萬畝，蔬菜種植面積可達70萬畝左右，產量290t左右，蔬菜種植面積與產量均居青島第一。隨著社會經濟的快速發(fā)展，人們的生活水平得到大幅度提升，對溫室蔬菜的品質提出了更高要求。對此，平度市在溫室蔬菜種植過程中引入物聯(lián)網技術，科學把控蔬菜生長的各個環(huán)節(jié)，提升產量與質量水平，進一步滿足消費者需求。1物聯(lián)網溫室蔬菜大棚設計方案

智慧溫室蔬菜大棚的建立應有效引入物聯(lián)網技術，充分應用自動化與智能化裝備，充分保證蔬菜種植質量與產量水平。首先，種植人員應在溫室大棚中的不同位置設置監(jiān)測點，實時采集蔬菜生長環(huán)境中的溫度、濕度、土壤養(yǎng)分、二氧化碳濃度等數(shù)據信息，確保用戶及時了解蔬菜的生長環(huán)境。比如為全面采集智慧溫室蔬菜大棚的數(shù)據，種植人員可以設置監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、二氧化碳傳感器等。同時，采集數(shù)據時還應引入控制系統(tǒng)，包括通風裝置、警報裝置、照明裝置等，共同管理溫室蔬菜大棚，確保種植人員在實時監(jiān)測的基礎上，達到遠程控制的目的。其次，應為每個環(huán)境監(jiān)測點設置穩(wěn)定的供電裝置，由于環(huán)境監(jiān)測點的功率消耗較低，供電裝置可以具備更長的使用壽命。最后，自動傳輸環(huán)境監(jiān)測點采集的數(shù)據信息，確保用戶通過上位機分析控制數(shù)據。且設置數(shù)據分析系統(tǒng)，在保證溫室大棚穩(wěn)定性的前提下，提升蔬菜種植產量與品質水平。2基于物聯(lián)網的溫室蔬菜大棚功能設計

2.1

安全防護功能進入智慧溫室大棚的人員應進行身份識別與檢測，以免破壞大棚與蔬菜。安全防護系統(tǒng)可以通過射頻識別技術實現(xiàn)，利用指紋、卡片、人臉識別等方式登記進入溫室大棚的人員，成功識別身份之后，才可以被允許進入大棚。2.2

自動報警功能為保證蔬菜種植的安全性，有效去除雜草，還應設置自動報警裝置。應用物聯(lián)網的溫室大棚自動報警裝置，可以通過煙霧傳感器檢測大棚內情況，一旦發(fā)生火災，會立刻發(fā)出警報，并通過GPRS系統(tǒng)向用戶發(fā)出警報，確保工作人員及時搶救大棚，避免經濟損失。同時，自動報警系統(tǒng)還可以識別農作物種類。蔬菜種植期間不可避免的受到雜草影響，此時監(jiān)測系統(tǒng)可以獲取農作物圖像，利用學習目標檢測算法提取圖像的顏色、形狀、紋理等信息，完成種類識別。之后利用機器視覺技術獲取蔬菜的生長狀態(tài)視頻，通過視頻不同幀分析確定蔬菜生長變化情況，及時檢測雜草并發(fā)出預警，反饋至種植人員及時去除。2.3

遠程監(jiān)控功能通過遠程監(jiān)控功能，可以確保種植人員實時查看蔬菜的生長情況，合理控制溫室大棚中的溫度、光照、濕度、空氣質量等參數(shù)，針對問題合理調整。種植人員利用手機、電腦等智能設備登錄網頁端，實時監(jiān)控蔬菜生長情況。期間系統(tǒng)獲取定量數(shù)值，結合機器視覺確定圖片信息，得到定性與定量數(shù)據。之后引入云計算技術分析蔬菜生長與溫度、濕度、二氧化碳等環(huán)境參數(shù)之間的關系，確定最利于蔬菜生長的控制模式。2.4

病蟲害防治功能溫室蔬菜種植期間，可以引入物聯(lián)網技術及時預測病蟲害發(fā)生情況，并使用多樣化的防治方法。在蔬菜種植方面，應使用物聯(lián)網的監(jiān)測數(shù)據，選擇抗病蟲害與適應能力更強的品種，選擇毒性較低的農藥，并交替使用不同類型的農藥。之后利用物聯(lián)網技術測算指標，定期深度消毒土壤，尤其根據種植周期節(jié)點進行深耕，減少病蟲卵的滋生空間。除此之外，還可以利用物聯(lián)網技術測定區(qū)域內土壤元素，科學施肥，在避免土壤板結的基礎上，減少肥料浪費，提升土壤內微生物的多樣性。2.5

溫室蔬菜品質監(jiān)測

種植人員可以利用機器視覺與智能識別技術，篩選與定位成熟蔬菜與不同品質等級的蔬菜，以分批次、分等級的定位采摘蔬菜。基于物聯(lián)網技術的蔬菜識別系統(tǒng)主要指的是通過機器視覺技術獲取溫室蔬菜圖像，引入圖像分割處理、機器學習、注意力機制自行識別蔬菜。蔬菜識別系統(tǒng)引入了多種設備共同識別，圖像清晰度更高，且結果更具客觀性，只要有電，機器就可以持續(xù)工作，不會因重復識別出現(xiàn)視覺疲勞問題，效率更高。3物聯(lián)網技術在溫室蔬菜種植中存在的問題

一是物聯(lián)網的基礎設施成本較高，比如土壤檢測器、溫度傳感器、濕度傳感器等設備價格昂貴，后期需要投入更多資金維護。而蔬菜的利潤較低，產出與投入失衡，降低了種植人員的積極性，以致溫室蔬菜種植過程中無法全面普及物聯(lián)網技術。二是缺乏統(tǒng)一的應用標準體系，溫室蔬菜種植類型繁雜，但卻沒有針對傳感器制定統(tǒng)一的運行標準，與物聯(lián)網市場出現(xiàn)切割，限制了自身發(fā)展。三是缺乏專業(yè)的物聯(lián)網技術人才，農業(yè)物聯(lián)網對技術人員的要求較高，應系統(tǒng)具備計算機、傳感以及電子等方面的知識。但當前大多高校無法達到人才培養(yǎng)要求，專業(yè)物聯(lián)網人才稀缺，不利于物聯(lián)網技術的廣泛推廣。四是沒有針對農業(yè)物聯(lián)網建立長效運行機制，設備的維修費用較高，一旦出現(xiàn)問題，無法及時處理，限制了物聯(lián)網技術的長遠應用。五是物聯(lián)網技術產品并不成熟，隨著農業(yè)的信息化發(fā)展，種植人員應科學引入自動化、高度靈敏的產品設備。但當前物聯(lián)網產品的價格較高，靈敏度較低，無法實現(xiàn)綜合智能化分析，影響了蔬菜種植人員的積極性。4物聯(lián)網技術在溫室蔬菜種植中的應用對策

4.1

加大政府支持力度作為新興的科學技術，物聯(lián)網在發(fā)展與完善過程中，政府機構應在資金、人力、物力等方面給予更多支持，并擴大推廣范圍。尤其當前農業(yè)物聯(lián)網基礎設施并不完善，需要較高的建設成本，后期維護難度較大。而蔬菜在銷售階段的利潤較低，以致收入與支出并不平衡，影響了種植人員的參與積極性。對此，相關政府部門應發(fā)揮自身主導作用，在溫室蔬菜種植區(qū)域建設專門的項目小組，與高等院校、農科研機構以及相關企業(yè)合作，全面促進物聯(lián)網建設工作的順利開展。同時，還應在稅收、融資方面出臺優(yōu)惠政策，開展良性引導，設立專項資金，并監(jiān)督使用過程，為農業(yè)物聯(lián)網的科學化應用提供政策、資金基礎。4.2

制定完善的運營模式溫室蔬菜種植期間引入物聯(lián)網技術，可以促進整個農業(yè)領域的現(xiàn)代化發(fā)展。但實際建設過程中，卻缺乏完善的運營機制。對此，相關工作人員應融合多種社會資源，建設更為完善的商業(yè)運營模式，發(fā)展家庭農場、種植大戶、新型農民合作組織等，并支持當?shù)佚堫^企業(yè)重組合并，建設大型的蔬菜企業(yè)集團。除此之外，還應創(chuàng)建基于物聯(lián)網技術的溫室蔬菜種植示范基地，利用股份分紅、保底收購、利潤返還等形式，使農民享受更多銷售效益，調動參與積極性。通過農業(yè)種植大戶、農民合作組織、家庭農場的形成，加快推廣物聯(lián)網技術。4.3

健全物聯(lián)網標準體系為最大程度的發(fā)揮物聯(lián)網技術在溫室蔬菜種植中的作用，相關部門應健全物聯(lián)網標準體系。蔬菜種植期間會涉及較多種類的植物，增大了物聯(lián)網應用難度。且當前并未針對信息傳感器制定統(tǒng)一的傳輸標準，無法發(fā)揮物聯(lián)網優(yōu)勢。對此，相關工作人員應借鑒國際經驗，完善物聯(lián)網應用標準體系，重視統(tǒng)一傳感器的傳輸標準，包括產品的生產、運用與測試等工作，在分類蔬菜的基礎上，科學設定相關標識。數(shù)據傳輸格式等標準，統(tǒng)一應用指標體系。4.4

培養(yǎng)專業(yè)技術人才為了促進物聯(lián)網的快速發(fā)展，應針對性培育更多的技術人才。期間應強化科研院所與各高校的合作力度，建設專門的物聯(lián)網人才培訓機構，對現(xiàn)有人員進行專門培訓，掌握更多的物聯(lián)網使用技術。同時，還應對當?shù)剞r民進行培訓，積極開展物聯(lián)網推廣課程，結合實際生產項目，引導農民熟練使用物聯(lián)網技術。為了達到預期的培訓效果，政府部門可以綜合開設線上與線下培訓課程，搭建qq群、微信群等網絡溝通平臺，邀請專家實時指導農民應用物聯(lián)網存在的問題，保證推廣普及效果。4.5

優(yōu)化物聯(lián)網硬件配置

蔬菜種植人員在應用物聯(lián)網時應反復驗算各個操作環(huán)節(jié)，并整合數(shù)據信息，確保系統(tǒng)的自動化、智能化效果。同時，還應根據溫室蔬菜種植的實際需求合理配置硬件設施，最大程度的發(fā)揮物聯(lián)網編碼控制器性能。種植人員結合蔬菜種植規(guī)模、氣候環(huán)境、土壤性質等因素設計物聯(lián)網應用模塊，以此為依據選擇硬件操作系統(tǒng)，并預留接口，確保業(yè)務拓