物联网技术在温室大棚中的应用

节水灌溉和水肥一体化是温室大棚种植中的关键内 容。农 作 物的 生 长 需 要 水 分 和 营 养，以 及 病 虫 害 的 防治。传统温室大棚的灌溉和施肥管理主要依据经验人 工直接 参与，大面 积 灌 溉 与 施 肥 困 难、劳 动 强 度 大，
收 稿 日 期 ：２０１７０９０６ 作 者 简 介 ：付 友 生 （１９６６），男 ，江 西 吉 安 人 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 设 施 农 业 装 备 。 通 讯 作 者 ：刘 雪 丽 （１９８８），女 ，山 东 荷 泽 人 ，助 理 工 程 师 ，主 要 从 事 设 施 农 业 装 备 。
现 代 化 农 业 ２０１８ 年 第 ３ 期 （总 第 ４６４ 期 ）
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物联网技术在温室大棚中的应用
付 友 生 ，刘 雪 丽
（江西省农业机械研究所，南昌 ３３００４４）
摘要：物联网技术与温室大棚的结合，促进了温室大棚向科学化、自动化和 智 能 化 方 向 发 展。 介 绍 了 物 联 网 技 术在温室大棚环境监控、灌溉与施肥以及远程控制３个方面的应用，在此基础上，展 望 了 物 联 网 技 术 在 温 室 大 棚 中 的 发 展 趋 势 ，以 期 为 智 能 化 温 室 大 棚 的 进 一 步 发 展 提 供 参 考 。
关 键 词 ：物 联 网 技 术 ；温 室 大 棚 ；应 用
温室大棚是现代设施农业的重要物质基础，在农业生产 中，温室大 棚可 以 摆 脱 自 然 环 境 的 制 约，按 照 人 的意愿生产优质反季节农作物，实现农产品周年无季节 生产。但传 统的温室 大棚 管 理 大 多 是 依 据 经 验 来 调 节温室大棚内的环境，对温室内作物的 生 长 情 况 需 要 定 时 去 观 察，从 而 降 低 了 生 产 效 率，增 加 了 劳 动 成 本。 随着物联网技术的不断发展，物联网技术在农业领域得到 了 广泛地 应用，推动了 现 代 农 业 的 快 速 发 展，提 高 了资源利用率，降低了生产成本，实现了自动化、智能化生产和精细化管理［１］。因此，将物联网技术应用 到 温 室 大 棚 中 ，成 为 现 代 温 室 发 展 的 必 然 趋 势 ，对 我 国 现 代 农 业 的 发 展 具 有 促 进 意 义 。
１ 物 联 网 技 术 概 述
物 联 网 技 术 是 感 知 技 术 、传 输 技 术 、定 位 技 术 和 云 计 算 的 聚 合 与 集 成 运 用 的 综 合 技 术［２］。 物 联 网 技 术 运 用 射 频 识 别（ＲＦＩＤ）卡 、红 外 感 应 器 、激 光 扫 描 器 、传 感 器 和 全 球 定 位 系 统 等 信 息 传 感 装 备 ，实 时 准 确 地 获 得 物 体 的 光 、电 、声 、热 和 位 置 等 信 息 ，然 后 通 过 有 线 或 无 线 传 输 装 备 ，实 现 物 与 物 之 间 的 信 息 交 流 和 通 讯 ，进 而 达 到 对 物 体的感知、定位、监控和管理的目的。物联网技术 依据其 技术特 点可 分为三个 层次：感 知层、网 络层、应用 层。 感 知 层 是 利 用 射 频 识 别（ＲＦＩＤ）卡 、红 外 感 应 器 、传 感 器 等 装 备 实 时 准 确 地 采 集 物 体 的 信 息 ；网 络 层 通 过 各 种 移 动 网 络 与 互 联 网 结 合 ，将 物 体 的 信 息 实 时 高 效 地 传 送 出 去 ；应 用 层 是 物 联 网 技 术 的 最 高 层 ，包 括 各 种 管 理 设 备 、 显示设备，通过对感知层采集的信息进行处理分析，实现智能化识别、定位、监控和管理等应２．１ 在 环 境 调 控 中 的 应 用 在温室大棚农作物种植中，温室大棚内的环境直接影响着 农作物能否 健 康 良 好 地 生 长。传 统 的 温 室 大
棚 多 为 人 为 主 观 地 打 开 或 关 闭 遮 阳 网 、温 室 侧 窗 、天 窗 等 装 备 来 调 节 温 室 大 棚 环 境 ，依 据 经 验 定 时 去 观 察 ，这 样降低了生产效率，增加了劳动成本。将物联网技术引入到温 室大棚中，通 过物 联 网 技 术 中 的 感 知 装 备（温 度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感 器 等）对温 室大棚 内 的 温 度、湿 度、光 照 强 度、二 氧 化 碳 浓 度 等 环 境 因 子 进 行 实 时 监 测 ，把 采 集 到 的 环 境 信 息 通 过 网 络 层 及 时 反 馈 到 处 理 器 中 ，综 合 考 虑 经 济 效 益 与 作 物 在 不 同 发 育 阶 段 对 环 境 要 求 的 不 同 ，应 用 层 中 的 控 制 设 备 （遮 阳 网 、风 机 、湿 帘 、开 窗 设 备 等 ）自 动 地 作出相应的开关操作，为温室内农作 物 创 造 出 最 适 宜 生 长 的 环 境，提 高 农 作 物 产 量 和 质 量 。 ［３，４］ 目 前，物 联 网技术在温室大棚环境调控中的应用研究，主要集中在对 温 室大棚 内温度、湿度、光 照 强 度 等 环 境 因 子 的 调 控 研 究 ，而 对 温 室 大 棚 内 二 氧 化 碳 浓 度 的 调 控 研 究 较 少 。 目 前 研 究 表 明 ，基 于 物 联 网 技 术 控 制 温 室 大 棚 内 各 环 境 因 子 ，对 温 室 内 农 作 物 的 温 度 、湿 度 、光 照 等 某 一 要 素 或 几 个 要 素 进 行 精 确 调 节 控 制 ，提 高 了 农 作 物 的 产 量 和 质 量 ，实 现 了 现 代 农 业 的 精 细 化 管 理 。 ２．２ 在 灌 溉 与 施 肥 中 的 应 用
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