孫 鵬（甘肅省酒泉市肅州區(qū)銀達(dá)鎮(zhèn)人民政府，甘肅酒泉 735011）

物聯(lián)網(wǎng)是由互聯(lián)網(wǎng)衍生出來(lái)一種新的網(wǎng)絡(luò)，它把高科技設(shè)備和人工智能跟網(wǎng)絡(luò)相連接，做到萬(wàn)物相連、相通，能夠進(jìn)行及時(shí)的信息交流[1]。現(xiàn)在人們的生活水平在逐步提高，蔬菜作為生活的必需品，也引起了人們對(duì)蔬菜質(zhì)量的關(guān)注。但是，露天種植模式生產(chǎn)的蔬菜因施用有機(jī)肥，可能含有較多的農(nóng)藥殘留，不利于人類(lèi)身體健康。而物聯(lián)網(wǎng)模式的設(shè)施蔬菜種植模式通過(guò)信息技術(shù)，在蔬菜生長(zhǎng)的各個(gè)階段對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)情況進(jìn)行科學(xué)、有效的監(jiān)控，不僅可以提高蔬菜的產(chǎn)量，還可以提升蔬菜的質(zhì)量，更好的滿(mǎn)足人們對(duì)蔬菜的需求。基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化溫室大棚是把物聯(lián)技術(shù)與人工智能相結(jié)合，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)大棚內(nèi)設(shè)置的無(wú)線(xiàn)傳感器監(jiān)控，來(lái)檢測(cè)溫室大棚環(huán)境中的空氣成分、濕度等具體情況[2]。通過(guò)不同的儀器檢測(cè)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程調(diào)控設(shè)備進(jìn)行對(duì)溫室大棚環(huán)境的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，從而保障蔬菜能夠在適宜的環(huán)境、溫度以及營(yíng)養(yǎng)充足的土壤里生長(zhǎng)，使蔬菜生長(zhǎng)時(shí)間變得更快，也確保蔬菜品質(zhì)提升，有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高幅度增長(zhǎng)，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益。

物流網(wǎng)溫室大棚優(yōu)勢(shì)

在沒(méi)有大規(guī)模結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)前，國(guó)內(nèi)大棚蔬菜種植都是通過(guò)人工的方式，控制大棚的溫度、濕度等，但一定程度上任由大棚環(huán)境自然發(fā)展。采用傳統(tǒng)種植方式施用氨肥，一旦施肥方式不正確，施肥過(guò)程超出蔬菜接受量，就會(huì)導(dǎo)致氨氣的大量排放，如果過(guò)量會(huì)導(dǎo)致作物氨中毒。對(duì)此，工作人員一般進(jìn)入前都會(huì)先通風(fēng)。溫室大棚一旦氨氣含量過(guò)高，在密閉的環(huán)境下，作物就會(huì)容易氨中毒，葉片退綠枯死，造成大量蔬菜枯死。對(duì)于一些對(duì)空氣成分感知靈敏的蔬菜來(lái)說(shuō)，這是致命的風(fēng)險(xiǎn)。例如黃瓜、西紅柿等，對(duì)氨氣反應(yīng)更加劇烈。除過(guò)量氨氣以外，若是不當(dāng)施用硫酸銨、硫酸鉀等肥料，還會(huì)有亞硫酸產(chǎn)生。亞硫酸的產(chǎn)生會(huì)影響土壤的酸堿度，進(jìn)而會(huì)影響土壤中存在的各類(lèi)微生物的生存，并最終影響蔬菜的生長(zhǎng)質(zhì)量。傳統(tǒng)大棚在冬季，基本采取炭火來(lái)進(jìn)行加溫，一旦炭火燃燒未能充分，會(huì)產(chǎn)生大量CO等氣體，危害人體健康。

現(xiàn)代化技術(shù)推動(dòng)了溫室大棚種植向智慧化方向發(fā)展。蔬菜種植受環(huán)境影響顯著，合理的空氣、土壤溫度、濕度等環(huán)境條件才能促使蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量提高，為了提高環(huán)境控制的自動(dòng)化水平、精細(xì)化程度，做到智能決策，無(wú)人化管理，基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚應(yīng)運(yùn)而生。其通過(guò)精準(zhǔn)化的模式來(lái)控制環(huán)境因素，并且在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)出現(xiàn)的不利因素進(jìn)行調(diào)整，提高了經(jīng)濟(jì)效益。采用自動(dòng)化控制設(shè)備，對(duì)大棚內(nèi)的溫度、光照程度、空氣質(zhì)量進(jìn)行最適合的調(diào)整。安裝傳感器，對(duì)棚內(nèi)的多項(xiàng)影響因素實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，并通過(guò)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的控制模型和算法，對(duì)噴淋、除水等水分設(shè)備、風(fēng)機(jī)和采光設(shè)備等進(jìn)行微調(diào)，為蔬菜生長(zhǎng)營(yíng)造有利環(huán)境?；诳萍嫉倪M(jìn)步趨勢(shì)，各種模式的溫室大棚在現(xiàn)實(shí)中推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了管理過(guò)程的精細(xì)化，轉(zhuǎn)變了粗放式的管理模式，讓棚內(nèi)各種蔬菜都獲得較好的生長(zhǎng)環(huán)境，提高種植收益，促使溫室大棚更好發(fā)展。大棚通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)采集，包括影響蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中的各方面因素，結(jié)合信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息共享。控制中心根據(jù)數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)行邏輯化判斷，通過(guò)遠(yuǎn)程控制方來(lái)調(diào)整各類(lèi)設(shè)備，促使棚內(nèi)維持穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，確保蔬菜生長(zhǎng)符合要求。并且，大幅度采用物聯(lián)網(wǎng)，減少大棚人力投入，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)種植的現(xiàn)代化手段，節(jié)約成本。

物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚功能設(shè)計(jì)

安全功能

基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化溫室充分應(yīng)用了現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)，能夠?qū)M(jìn)入人員進(jìn)行權(quán)限的綁定，會(huì)對(duì)部分人員設(shè)置一定操作權(quán)限，也會(huì)讓與管理無(wú)關(guān)的人不得進(jìn)入，從而避免了無(wú)關(guān)人員身上可能沾染的各種病菌對(duì)蔬菜環(huán)境的破壞。將人臉識(shí)別和指紋分別應(yīng)用到智慧溫室中，出入人員必須經(jīng)過(guò)掃描識(shí)別才可以進(jìn)入和出現(xiàn)。通過(guò)這樣的方式，避免對(duì)蔬菜種植環(huán)境產(chǎn)生干擾，實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的安全可控[3]。

警報(bào)功能

一般來(lái)說(shuō)，基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化溫室大棚的警報(bào)功能主要是對(duì)溫室大棚中突發(fā)的災(zāi)害進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。假如突發(fā)火災(zāi)，智慧溫室大棚當(dāng)中的煙感傳導(dǎo)器會(huì)發(fā)出警鳴，然后再通過(guò)系統(tǒng)向用戶(hù)及時(shí)發(fā)送警報(bào)，能讓相關(guān)人員在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)溫室大棚的相關(guān)情況進(jìn)行處理，如快速進(jìn)行救火，避免火勢(shì)蔓延。

監(jiān)控功能

物聯(lián)網(wǎng)將針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的設(shè)備應(yīng)用到溫室大棚，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)人員不必實(shí)際測(cè)量就可以清晰獲知蔬菜的生長(zhǎng)情況，并通過(guò)相應(yīng)的程度對(duì)相關(guān)環(huán)境因素進(jìn)行調(diào)節(jié)（圖1）。借助自動(dòng)化的系統(tǒng)來(lái)初步判斷當(dāng)期蔬菜生長(zhǎng)所需要的環(huán)境因素的參數(shù)，直接通過(guò)對(duì)環(huán)境的分析來(lái)，再借助控制程序?qū)?shù)進(jìn)行更改，進(jìn)而控制大棚內(nèi)的噴灌等各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，確保各項(xiàng)參數(shù)保持在科學(xué)的范圍中，保持大棚環(huán)境穩(wěn)定。對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚的遠(yuǎn)程監(jiān)管功能進(jìn)一步調(diào)整，只需要用戶(hù)利用手機(jī)或者電腦等登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，就可以遠(yuǎn)程了解溫室大棚中蔬菜的情況。

圖1 檢測(cè)及監(jiān)控系統(tǒng)

傳輸功能

要實(shí)現(xiàn)蔬菜的高質(zhì)量產(chǎn)出，管理人員對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)數(shù)據(jù)和信息收集來(lái)對(duì)該溫棚進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)（圖2）?？梢赃\(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在溫棚中對(duì)環(huán)境實(shí)施監(jiān)測(cè)，來(lái)獲取人為手段不能獲知的信息，并對(duì)其進(jìn)行傳輸。管理人員在得到信息后，針對(duì)不同信息，溫室中的自控程序會(huì)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，對(duì)于需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)或者改善的環(huán)節(jié)，由管理人員手動(dòng)進(jìn)行更改。

圖2 信息傳輸

預(yù)防病蟲(chóng)害功能

蔬菜在種植過(guò)程中不僅需要預(yù)防環(huán)境因素，病蟲(chóng)害的影響也是比較普遍的。在蔬菜各個(gè)周期都會(huì)存在，傳統(tǒng)模式的大棚只能通過(guò)人為方式來(lái)進(jìn)行害蟲(chóng)防治，需要大量人員進(jìn)行，而且效率極低，取得成效差，基本對(duì)病蟲(chóng)害起到有效的防治作用?；趥鹘y(tǒng)應(yīng)對(duì)模式的低效，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)此進(jìn)行了改變，通過(guò)對(duì)溫室大棚內(nèi)部進(jìn)行各類(lèi)防治病蟲(chóng)害模塊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，及安裝相應(yīng)的消除害蟲(chóng)的設(shè)備。定時(shí)對(duì)大棚進(jìn)行病害查殺，有效保障了蔬菜的品質(zhì)。在這樣的背景下，大棚一般會(huì)采用臭氧進(jìn)行消殺，該物質(zhì)對(duì)蔬菜沒(méi)有污染，而且使用過(guò)程安全度高，穩(wěn)定性也強(qiáng)，比采用其他消滅害蟲(chóng)的方式更具環(huán)保。

案例簡(jiǎn)析

某縣基于5G通訊和新型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了無(wú)人值守智能溫室大棚項(xiàng)目，囊括上述各類(lèi)功能設(shè)計(jì)，以期提升農(nóng)作物實(shí)際品質(zhì)，并為打造品牌構(gòu)建農(nóng)作物溯源基礎(chǔ)。具體而言，該項(xiàng)目包括內(nèi)外遮陽(yáng)系統(tǒng)、濕簾、施肥灌溉系統(tǒng)、天窗系統(tǒng)、補(bǔ)光、風(fēng)機(jī)、攝像頭、各類(lèi)傳感器、智能控制柜等等內(nèi)容。通過(guò)這些內(nèi)容，經(jīng)營(yíng)者可以通過(guò)云平臺(tái)系統(tǒng)了解大棚內(nèi)的土壤、作物等實(shí)際情況，并通過(guò)操控系統(tǒng)對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。在此期間，工作人員無(wú)需進(jìn)入大棚，能夠有效避免人員進(jìn)出對(duì)大棚內(nèi)生態(tài)的影響。

總結(jié)

中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展關(guān)乎著民生問(wèn)題，依托物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技化，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)有著重大作用。傳統(tǒng)的蔬菜種植，沒(méi)有辦法對(duì)任何環(huán)境因素進(jìn)行控制，但是基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化溫室可以依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的有效調(diào)控，從而有效提高蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量，這種種植方式也更便捷、環(huán)保，可以更好帶動(dòng)中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化推廣運(yùn)用，能夠給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)，逐步改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，利于增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)蔬菜種植的高品質(zhì)。