农业物联网技术在蔬菜、温室大棚的应用

农业物联网技术在蔬菜、温室大棚的应用

“农业物联网”就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构，农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现对农业的应用。“感知”就是运用各类传感器，如温湿度传感器、光照强度传感器、PH值传感器、CO2传感器等设备，实时地采集大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖和农产品运输等环境中的温度、湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数信息；“传输”就是建立数据传输和转换方法，通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传递，实现农业生产环境信息的有效传输；“应用”就是将获取的大量农业信息进行融合、处理，使技术人员对多个大棚的环境进行监测控制和智能管理，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。

蔬菜大棚、温室大棚主要用于不适合蔬菜生长的季节，模拟蔬菜生长的自然条件，提供蔬菜适合生长的环境，而这个环境的实现不能凭感觉，需要引入农业物联网温室环境监控技术解决蔬菜生长环境的可控性，达到提高蔬菜生产效益的目的。

一、蔬菜温室大棚控制系统构建：

一个完整的蔬菜温室大棚自动控制系统包括数据采集、数据传输、数据分析和生产 *** 作系统等部分，每个部分在蔬菜生产中具有不同的功能，这些功能组合起来完成蔬菜生产的全过程。

二、蔬菜温室大棚物联网环境自动控制系统主要包括以下几个分系统部分：

1数据采集系统：

数据采集系统由无线传感器、供电电源或者蓄电池等组成；现场的监测元件包括温湿度、CO2浓度、土壤温湿度、土壤养分等监测元件。数据采集系统主要负责温室大棚内部的光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。

2数据传输系统：

数据传输系统由数据采集传感器，包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、光合有效辐射传感器、土壤温湿度传感器、CO2传感器、风向传感器等组成。传输方式：外部网络以基于IP网络技术和GPRS通信网络为基础进行传输；内部网络则采用短距离、低功率的ZigBee无线通信技术。基于ZigBee的无线传输模式中，传感器采集的数据通过ZigBee发送模块传送到中心节点上，同时，用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也传送到中心节点上，中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。技术人员可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台，实时监测大棚现场的传感器参数，控制大棚现场的相关设备。

3数据分析系统：

数据分析及显示部分包括电脑、软件、无线接收模块、报警系统，依据不同的环境、作物、生长期，实施不同的控制方案。

4实地环境 *** 控系统：

该分系统包括的灌溉控制系统可进行滴浇灌和微喷雾系统的控制，实现远程自动灌溉；土壤环境监测系统则利用土壤水分传感器、土壤湿度传感器等来实时获取土壤水分、湿度等数据，为灌溉控制系统和温湿度控制系统提供环境信息；温湿度监控系统可利用高精度传感器来采集农作物的生长环境信息，设定环境指标参数，当环境指标超出参数范围时，可自动启动风机降温系统、水暖加温系统、空气内循环系统等，以进行环境温湿度的调节。

利用农贸行业物联网建设的蔬菜温室大棚，能为温室大棚种植提供有效的控制蔬菜的生长环境的先进技术，使蔬菜获得适宜的生长环境，增加产量，以实现跨季节的蔬菜培育。

目前我国农业物联网在五个环节应用成效明显：一是在农业资源的精细监测和调度方面，利用卫星搭载高精度感知设备，获取土壤、墒情、水文等精细农业资源信息，配合农业资源调度专家系统，实现科学决策；二是在农业生态环境的监测和管理方面，利用传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术，构建农业生态环境监测网络，实现对农业生态环境的自动监测；三是在农业生产过程的精细管理方面，应用于大田种植、设施农业、果园生产、畜禽水产养殖作业，实现生产过程的智能化控制和科学化管理，提高资源利用率和劳动生产率；四是在农产品质量溯源方面，通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理，实现农产品“从农田到餐桌”的全程追溯，为农产品安全保驾护航；五是在农产品物流方面，利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪，有效提高农产品在仓储和货运中的效率，促进农产品电子商务发展。

以粮食生产为主转向发展高质量花卉。以色列农业科技园区采用“莫沙夫模式”，从以粮食生产为主，转向发展高质量花卉、畜牧业、蔬菜水果等出口创汇的农产品和技术。以色列国简称以色列，位于亚洲西部，东接约旦，东北部与叙利亚为邻。

以色列在面临气候方面的困境时采取了许多创新和可持续的解决方案，包括以下几个方面：
1 灌溉技术：以色列发展了世界上最先进的灌溉技术，包括滴灌和喷灌系统，这些系统能够最大限度地利用水资源，减少浪费和排放。
2 科技创新：以色列的科技创新能够让农业生产更加高效和可持续。例如，他们发明了一种特殊的气候控制技术，能够在农田中模拟各种天气条件，以便种植者更好地了解作物如何适应不同的环境条件。
3 农业多样性：以色列逐渐转向多样化的农业文化，包括种植非传统的作物如草莓、草本植物和香料。这种多样性有助于降低农业的风险，提高农民的收入和生产效率。
4 土地管理：以色列在土地管理方面领先于其他国家，他们采用科学方法来保护土地和水资源，并且推广可持续的土地管理和种植方式。
总之，以色列采取了许多创新和可持续的解决方案来应对气候变化对农业的影响，这些措施在其他国家也可以得到借鉴和应用。以色列在面对气候方面带来的农业困境时采取了多种方法和技术，包括：
1 滴灌技术：以色列发明了滴灌技术，可以在节约用水的同时提高农作物的产量。这项技术可以更好地控制水分，避免农作物过度蒸发和土地盐分积累。
2 科学种植：以色列采用科学种植方法来最大程度地避免热量和干旱对农作物的影响。这些方法包括使用具有耐旱性的作物品种、在种植过程中使用遮阳网、减少土地耕作等。
3 农业转型：以色列致力于推动农业技术和创新，例如发展垂直农场和城市农业等新型农业模式，以解决土地和水资源有限的问题。
4 水资源管理：以色列在水资源管理方面做得非常出色，通过收集和处理废水、利用海水淡化技术和收集雨水等方法来解决水资源短缺问题。
总之，以色列通过技术革新、科学种植、农业转型和水资源管理等多种方法来解决气候方面的农业困境，为全球农业可持续发展提供了有益的经验和启示。

啥叫精准农业？这是相对于传统农业而来的。

我们知道，世界及我国农业发展经历了三个阶段：原始农业、传统农业、现代农业。

生产工具的应用代表着时代的发达程度，从原始农业时期开始到传统农业时期，从石器时代到青铜器时代到铁器时代，每一次的工具变革都改变着世界的命运，也推动着历史的发展，农业是变革的主力行业。

到了现代，随着科技的进步，机械化程度的提高 ，近代电子产品的开发，GPS定位技术的应用，我国北斗定位系统的开发应用，现代农业逐渐不同于传统农业了。特别是随着云技术的开发，数字技术和大数据的推广，现代精准农业被全世界所推广。

在这里，我将从四个方面解释精准农业。

一、精准农业在世界上的应用过程

1、精准农业从美国开始，应用于以色列

哪里的科技最为发达，哪里的农业就最发达。美国作为近百年来科技最为发达的国家，在精准农业方面是研究和应用是最早的。主要是从土壤结构密度传感技术、土壤传导性技术、电磁感应技术等农业工程领域开始的。通过这些早期的数字技术，对土壤元素、农作物产量、施肥变量等方面进行了数字性改革，使得美国的主要农作物玉米、大豆、小麦和部分经济作物在整体亩投入产出比上先进于世界任何一个国家。这也充分说明精准农业是个可以让农业快速发展的农业体系。

美国精准农业早期最大的贡献也就是通过改变投入产出比使农产品的产量和质量都得到了提高，同时通过对肥料的数字化利用使得肥料利用率提高 ，对于环境和土壤的保护起到了不小的贡献。

如今，美国近200万个农场中，利用先进的GPS测控技术，有60%左右都实现了精准农业，这是任何国家都不可比拟的。

2、以色列的精准农业发展。以色列从地理和土壤状况看，都不可能是发达农业的国家。以色列沙漠面积巨大，占了整个国家的2/3，可是以色列在农业政策上，为了实现农业产品的自给自足，早在70年代就对农业政策进行了调整，减少了对土地资源要求高的作物种植，积极发展水果、蔬菜、花卉等经济作物的温室种植，同时将滴灌技术全方位地进行了布置，使得这个严重缺水、土壤质地又不太好的国家，农业迅速发展起来。

也可以说，以色列是在农业基础特别差的情况下，充分利用世界各国先进农业技术独创出来的滴灌喷灌技术全面应用，土壤检测实践，肥料利用实践，真正实现了水肥一体化，这在当前都是别国无可效仿的，只能从不断的参观学习中得到一些应用的感性认识。

二、精准农业在我国的推广过程

精准农业在我国的研究从20世纪90年代开始，只是从理论上进行了学习，小范围地进行了实践。直到从90年代后期才在一些城市做了大面积的示范，从种植、灌溉、施肥、收割等作物种植周期内对棉花、蔬菜等作物进行了包括环境动态监控等精准农业的尝试。

随着近年来对“互联网+农业”的逐步推广，伴随着云计算和大数据理论的建议，我国在精准农业方面发展速度相当快。在理论创新方面在世界上也是领先的，在实践中也找出了属于自己的那条路。不仅在作物种植各时期的种子、肥料、水用量进行了研究和应用，在土壤监测、天气变化 、风力因素、环境变化等各方面通过大数据的分析，已经有了可供做精准农业的理论条件了。

三、精准农业对我国农业的土地引领和农业革命

精准农业是在互联网技术和卫星定位技术、云端技术、土壤结构分析技术、机械技术、作物制种等一系列技术的叠加影响下开创出来的。而我国在底子薄的基础上才有了比较快速的发展。但针对我国人多地少，土壤贫瘠、地形地势不一的前提下，全面做精准农业还是有许多困难的。

首先是种植规模化，当前我国已经在种植规模化方面做出了合理的政策，就是土地流转。只有通过土地流转将土地规模扩大，才能统一进行精准服务，包括农业机械的应用、新型农技的应用、作物产业结构的调整等。

然后通过作物生产的产业化，精准定位玉米、小麦、水稻、小杂粮、蔬菜、果树的种植面积，再通过社会需求、产业链综合评定，来实现亩产量和亩收益的最大化，实现经济效益的提升。根据美国、以色列等精准农业发展的经验，我国这样进行产业调整是正确的，也必将形成作物选择精准、生产过程精准、销售渠道精准、经济效益精准的大精准农业。

四、我们该在精准农业下做什么、怎么做

我们看到了，精准农业已经是当前世界最为先进的农业形式了。作为农民和三农工作者，我们该做些什么才能紧跟形势、为精准农业发展贡献自己的力量呢？

1、勤于学习，务实工作

在精准农业刚刚起步阶段，我们一定要努力学习国际精准农业知识，做好自己的分内工作，只有有了大的概念，才会理解国家的重要农业政策，路才不会走歪。

2、掌握大形势，实践新科技

农业形势的转变不是在一瞬间，但也在一瞬间，如果没有相应的理论基础，在实践中就会徘徊，拿不定主意，这对于国家实现整体精准农业是有碍的。

3、做好工作笔记，充实大数据

三农工作者更要注意在实践中的数据积累，并且不断地将整理好的数据通过网络传递出去，充实我国农业大数据，才能配合其它行业做相应数据改进。

4、实践本专业，放眼各行业联动

我感觉将来精准农业并不是单单农业本身的发展了，是和其它机械呀、电子呀、互联网呀、空间技术呀、地质呀、水利呀、环境呀、科技呀、气候呀等等行业有遥相呼应的作用的。我们在做好本职工作的前提下，一定要把眼光放远，形成行业联动，才能在理论、制造、实验等方面尽快地推进精准农业的进步。

我们正在这样一个农业发展的大好形势下，每个人都有责任也有义务为我国精准农业的进步而努力的。

现在我们清楚了，精准农业就是：农业的一个升级产品。通过农业生产各环节的数据化，依托先进的云端计算、GPS定位（北斗定位）、互联网科技、精密计算机、电脑程序化的农业机械指挥生产，通过气象指标、地形探测和环境变化，对作物种植时间种植数量、施肥量、肥料元素配比、水量控制等，使作物能在最小投入的前提下有最大的产出。同时根据物联网的信号，市场需求的变化，对作物产成品销售进行统一的计算，以达到效益最大化。

---