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        基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧大棚西瓜栽培模式研究

        2021-12-04 16:24:45陳培常趙玉娥
        現(xiàn)代農(nóng)機 2021年4期
        關鍵詞:農(nóng)作物西瓜大棚

        陳培常,趙玉娥

        (山東華宇工學院,253034,山東德州)

        農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟體系中重要的支柱,但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在農(nóng)作物種植生產(chǎn)期間需要農(nóng)戶精確地播種、施肥、除草等,這樣農(nóng)作物才能高效地生長。在信息化與智慧化高度發(fā)展的今天,我國農(nóng)業(yè)開始趨向智能化與自動化生產(chǎn)。智慧大棚與智慧農(nóng)業(yè)技術不斷發(fā)展創(chuàng)新,依托物聯(lián)網(wǎng)技術,對大棚西瓜的栽培模式進行研究,以推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧大棚西瓜栽培模式概述

        1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術

        物聯(lián)網(wǎng)主要是通過可移動式信息收發(fā)器建立人與人、人與物、物與物之間的交互,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,物聯(lián)網(wǎng)技術開始進入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域[1]。近年來,國家與不少地方政府都鼓勵人們加強農(nóng)業(yè)領域中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用,2018 年我國推行了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃,表明要大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè),實施物聯(lián)網(wǎng)技術的應用;2020 年我國的5G 技術開始在部分大中城市推廣,修建基站,更好、更快地實現(xiàn)信息傳輸。物聯(lián)網(wǎng)技術在大棚西瓜種植中的應用,主要是將不同的傳感器設備安裝于農(nóng)作物的生長環(huán)境中,并通過數(shù)據(jù)處理與演算,對農(nóng)作物的生長過程進行監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析,以保證農(nóng)作物的順利生長,且農(nóng)戶可以通過物聯(lián)網(wǎng)對自己農(nóng)作物的生長進行監(jiān)控,以此來減少人力資源的損耗。

        應用物聯(lián)網(wǎng)技術,可以提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動力成本、實現(xiàn)精細化栽培管理,該模式符合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。除此之外,該栽培模式不僅可以用于大棚農(nóng)作物的栽培,還可根據(jù)不同的蔬菜、瓜果的生存環(huán)境進行數(shù)據(jù)儲存與處理。

        1.2 智慧大棚

        隨著社會的發(fā)展,西瓜在一年四季都有需求,西瓜露地種植模式在數(shù)量與質(zhì)量上并不能夠滿足人們需求,因此人們將西瓜移入大棚進行種植栽培。對于傳統(tǒng)的大棚西瓜,科學管理十分重要,需要適時通風降溫,適量灌水抗旱,且對時間要求較高;除此之外,還需要注意病蟲害,不定時地噴灑藥劑,這對西瓜生長十分不利,且使用藥劑過多不利于人們的身體健康。

        智慧大棚充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術,在農(nóng)作物的生長過程中,不需要采用人工干預與監(jiān)測大棚內(nèi)的土壤pH、二氧化碳、水分、濕度、溫度等。該作業(yè)工序由物聯(lián)網(wǎng)技術代替,對大棚內(nèi)的溫度、二氧化碳等信息進行采集、分析與處理;在病蟲防治上,智慧大棚可以安裝臭氧發(fā)生器,定期排放臭氧,較少的臭氧不僅能起到殺菌作用,為農(nóng)作物的生長提供幫助,且節(jié)約了人力資源。在大棚的構建上,可以在大棚外安裝傳感器,實現(xiàn)大棚在不同天氣、不同時間段的自動開關。在智慧大棚內(nèi)安裝傳感器、環(huán)境監(jiān)測節(jié)點,通過物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)采集、分析與處理,控制大棚農(nóng)作物的生長,確保農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。近年來,我國經(jīng)濟快速增長,人們對農(nóng)產(chǎn)品是否安全等問題越來越重視,利用物聯(lián)網(wǎng)技術中RFID 技術來對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)進行溯源,保證食品生產(chǎn)安全,提高商品的可信度。

        2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧大棚西瓜栽培模式設計

        為了構建智慧大棚,設計物聯(lián)網(wǎng)技術的應用方案,物聯(lián)網(wǎng)技術應用于智慧大棚的以下環(huán)節(jié)。

        (1)數(shù)據(jù)采集、分析、處理。作為物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎技術,大棚中每個傳感器設備收集農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)并儲存至云端平臺。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)會通過網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上一層控制系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)分析與處理,最后再反饋和控制終端設備,以此來對大棚作物的生長環(huán)境和過程進行調(diào)控。

        (2)設備遠程控制。在通過數(shù)據(jù)采集、分析與處理后,會將這些數(shù)據(jù)整理后反饋給遠程控制終端,遠程控制終端不僅是手機與電腦,還包含本地控制。本地控制會根據(jù)以往的信息作出相應的決策和判斷,在人們繁忙時自動控制大棚內(nèi)的部分功能,可以對控制中心作出決策,之后控制中心將會給各個節(jié)點發(fā)出信號,并通過物聯(lián)網(wǎng)及無線傳感器發(fā)布到各個控制節(jié)點。

        (3)RFID 無線射頻技術。RFID 對于智慧大棚有較高的保護作用,對進入大棚內(nèi)的人員進行確認,防止大棚被破壞。另外,RFID 技術還有存儲功能,對數(shù)據(jù)進行長時間的存儲且使用壽命長,可以重復利用。

        (4)云平臺。對通過無線傳感器采集到的大棚內(nèi)溫度、二氧化碳濃度、濕度、光照強度與pH 等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控、分析與處理,通過5G 網(wǎng)絡更快、更高效地進行輸出處理,同時進行保存。除此之外,云平臺在數(shù)據(jù)處理時對超過或者未達到相應要求的發(fā)出警報。

        基于物聯(lián)網(wǎng)技術設計一個智慧大棚,大棚通過對溫度、濕度、二氧化碳濃度等的測定,來控制大棚生產(chǎn)。與傳統(tǒng)方法相比,基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)效率非常高。

        利用RFID 無線數(shù)據(jù)通訊遠程設備控制與互聯(lián)網(wǎng)等技術收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息,以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題,并準確地確定出現(xiàn)問題的位置[2]??梢越档腿斯こ杀荆?jié)約人工灌溉時間,大棚打開及關閉與互聯(lián)網(wǎng)結合,實現(xiàn)隨時隨地控制大棚農(nóng)作物的生長。現(xiàn)在社會追求的是效益與速度,“互聯(lián)網(wǎng)+”的趨勢更是勢不可擋,所以,大棚種植技術與智慧農(nóng)業(yè)更需要不斷地磨合創(chuàng)新。

        3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧大棚西瓜生產(chǎn)模式的發(fā)展趨勢

        隨著人們對食品安全與營養(yǎng)價值重視程度的不斷提高,利用智慧大棚種植西瓜,還可以在大棚內(nèi)安裝拍攝設備,以網(wǎng)絡直播方式實現(xiàn)面對面、透明化的種植,一方面能夠提高人們對農(nóng)產(chǎn)品的可信度,另一方面可以通過網(wǎng)絡展示智慧大棚的未來發(fā)展趨勢。

        網(wǎng)絡直播是隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展起來的新興業(yè)態(tài),自2016 年以來直播平臺數(shù)量及其觀眾數(shù)量呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展[3]。2020 年,在新冠疫情的影響下,網(wǎng)絡直播營銷水平達到了歷史新高,據(jù)測算2020 年市場規(guī)模已突破1 500 億元。在全民直播的時代,直播經(jīng)濟作為新型經(jīng)濟模式,發(fā)生在特定的虛擬社交場景中。對于消費者而言,直播模式使其能夠足不出戶購買商品。

        4 結語

        智慧大棚是當前較為新興的種植設施,在西瓜生長過程中,通過物聯(lián)網(wǎng)技術對溫度、光照、養(yǎng)分等進行智慧化控制,進而提高大棚西瓜的生產(chǎn)數(shù)量與質(zhì)量,且能夠提高地區(qū)土地和水資源的綜合利用率,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效高產(chǎn)?;谖锫?lián)網(wǎng)技術對大棚生產(chǎn)進行智慧控制是我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,通過智能技術來提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力和促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)智慧大棚的實現(xiàn),有利于通過高新技術手段和科學管理,加快現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設發(fā)展進程。隨著科技的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術應用將覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn),從而提高我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平與生產(chǎn)效率,促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進一步發(fā)展[4]。

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