物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下大棚西瓜栽培模式探究

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摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)不能滿足現(xiàn)在人們的需求，為了進(jìn)一步優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高西瓜的生產(chǎn)水平，針對(duì)現(xiàn)有的大棚西瓜栽培模式，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大棚結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大棚生產(chǎn)的自動(dòng)化與智慧化。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；西瓜；智慧大棚

農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)。在信息化與智慧化高度發(fā)展的今天，我國(guó)農(nóng)業(yè)開始趨向智能化與自動(dòng)化生產(chǎn)。智慧大棚與智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)大棚西瓜的栽培模式進(jìn)行研究，以推動(dòng)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(shù)的智慧大棚西瓜栽培模式概述

1．1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)主要是通過(guò)可移動(dòng)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(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域[1]。近年來(lái)，國(guó)家與不少地方政府都鼓勵(lì)人們加強(qiáng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，2018年我國(guó)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(shí)施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用；2020年我國(guó)的5G技術(shù)開始在部分大中城市推廣，修建基站，更好、更快地實(shí)現(xiàn)信息傳輸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大棚西瓜種植中的應(yīng)用，主要是將不同的傳感器設(shè)備安裝于農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境中，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理與演算，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析，以保證農(nóng)作物的順利生長(zhǎng)，且農(nóng)戶可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)自己農(nóng)作物的生長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控，以此來(lái)減少人力資源的損耗。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動(dòng)力成本、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化栽培管理，該模式符合我國(guó)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(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與處理。

1．2智慧大棚

隨著社會(huì)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(jìn)行種植栽培。對(duì)于傳統(tǒng)的大棚西瓜，科學(xué)管理十分重要，需要適時(shí)通風(fēng)降溫，適量灌水抗旱，且對(duì)時(shí)間要求較高；除此之外，還需要注意病蟲害，不定時(shí)地噴灑藥劑，這對(duì)西瓜生長(zhǎng)十分不利，且使用藥劑過(guò)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(shù)，在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程中，不需要采用人工干預(yù)與監(jiān)測(cè)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(shù)代替，對(duì)大棚內(nèi)的溫度、二氧化碳等信息進(jìn)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(zhǎng)提供幫助，且節(jié)約了人力資源。在大棚的構(gòu)建上，可以在大棚外安裝傳感器，實(shí)現(xiàn)大棚在不同天氣、不同時(shí)間段的自動(dòng)開關(guān)。在智慧大棚內(nèi)安裝傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、分析與處理，控制大棚農(nóng)作物的生長(zhǎng)，確保農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品是否安全等問(wèn)題越來(lái)越重視，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中RFID技術(shù)來(lái)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)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(shù)的智慧大棚西瓜栽培模式設(shè)計(jì)

為了構(gòu)建智慧大棚，設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方案，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)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(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，大棚中每個(gè)傳感器設(shè)備收集農(nóng)作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存至云端平臺(tái)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上一層控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，最后再反饋和控制終端設(shè)備，以此來(lái)對(duì)大棚作物的生長(zhǎng)環(huán)境和過(guò)程進(jìn)行調(diào)控。（2）設(shè)備遠(yuǎn)程控制。在通過(guò)數(shù)據(jù)采集、分析與處理后，會(huì)將這些數(shù)據(jù)整理后反饋給遠(yuǎn)程控制終端，遠(yuǎn)程控制終端不僅是手機(jī)與電腦，還包含本地控制。本地控制會(huì)根據(jù)以往的信息作出相應(yīng)的決策和判斷，在人們繁忙時(shí)自動(dòng)控制大棚內(nèi)的部分功能，可以對(duì)控制中心作出決策，之后控制中心將會(huì)給各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出信號(hào)，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)及無(wú)線傳感器到各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)。（3）RFID無(wú)線射頻技術(shù)。RFID對(duì)于智慧大棚有較高的保護(hù)作用，對(duì)進(jìn)入大棚內(nèi)的人員進(jìn)行確認(rèn)，防止大棚被破壞。另外，RFID技術(shù)還有存儲(chǔ)功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)且使用壽命長(zhǎng)，可以重復(fù)利用。（4）云平臺(tái)。對(duì)通過(guò)無(wú)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(qiáng)度與pH等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析與處理，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)更快、更高效地進(jìn)行輸出處理，同時(shí)進(jìn)行保存。除此之外，云平臺(tái)在數(shù)據(jù)處理時(shí)對(duì)超過(guò)或者未達(dá)到相應(yīng)要求的發(fā)出警報(bào)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)智慧大棚，大棚通過(guò)對(duì)溫度、濕度、二氧化碳濃度等的測(cè)定，來(lái)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(wú)線數(shù)據(jù)通訊遠(yuǎn)程設(shè)備控制與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息,以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并準(zhǔn)確地確定出現(xiàn)問(wèn)題的位置[2]?？梢越档腿斯こ杀?，節(jié)約人工灌溉時(shí)間，大棚打開及關(guān)閉與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地控制大棚農(nóng)作物的生長(zhǎng)。現(xiàn)在社會(huì)追求的是效益與速度，“互聯(lián)網(wǎng)+”的趨勢(shì)更是勢(shì)不可擋，所以，大棚種植技術(shù)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(shù)的智慧大棚西瓜生產(chǎn)模式的發(fā)展趨勢(shì)

隨著人們對(duì)食品安全與營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(shè)備，以網(wǎng)絡(luò)直播方式實(shí)現(xiàn)面對(duì)面、透明化的種植，一方面能夠提高人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的可信度，另一方面可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)展示智慧大棚的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)直播是隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新興業(yè)態(tài)，自2016年以來(lái)直播平臺(tái)數(shù)量及其觀眾數(shù)量呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展[3]。2020年，在疫情的影響下，網(wǎng)絡(luò)直播營(yíng)銷水平達(dá)到了歷史新高，據(jù)測(cè)算2020年市場(chǎng)規(guī)模已突破1500億元。在全民直播的時(shí)代，直播經(jīng)濟(jì)作為新型經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)生在特定的虛擬社交場(chǎng)景中。對(duì)于消費(fèi)者而言，直播模式使其能夠足不出戶購(gòu)買商品。

4結(jié)語(yǔ)

智慧大棚是當(dāng)前較為新興的種植設(shè)施，在西瓜生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)溫度、光照、養(yǎng)分等進(jìn)行種植與養(yǎng)殖技術(shù)智慧化控制，進(jìn)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(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的高效高產(chǎn)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)大棚生產(chǎn)進(jìn)行智慧控制是我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)智能技術(shù)來(lái)提高農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)智慧大棚的實(shí)現(xiàn)，有利于通過(guò)高新技術(shù)手段和科學(xué)管理，加快現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。隨著科技的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用將覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而提高我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平與生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]李先山，胡天讓.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)溫室大棚中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)機(jī),2021,(2):35-36.

[2]郭翠玲，王華.基于Zigbee技術(shù)的溫室大棚無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2017,19(3):117-120.

[3]徐乾榮.嵌入式物聯(lián)網(wǎng)控制器及監(jiān)測(cè)平臺(tái)開發(fā)[C].南京：東南大學(xué),2017.

[4]杜學(xué)敏，孫建.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新發(fā)展策略[J].南方農(nóng)業(yè),2019,13(24):163，169.種植與養(yǎng)殖技術(shù)

作者:陳培常 趙玉娥 單位:山東華宇工學(xué)院