物联网技术在枸杞绿色标准化生产中的应用

石金兰，宗旭祥，郭星星，高 洁

（甘肃省瓜州县林果科技服务中心，甘肃瓜州736100）

我国是一个农业大国，农业生产不仅关系农户的切身利益，同时也与我国的经济发展密不可分。传统农业模式已远不能适应农业可持续发展的需要，产品质量问题、资源严重不足或普遍浪费、环境污染、产品种类需求多样化等诸多问题使农业的发展陷入恶性循环，而精确农业利用信息技术，定时、定点、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，为现代农业的发展提供了一条绿色高效发展之路。

1 枸杞标准化生产物联网

枸杞是我国西部的优势特色中药材和保健果品树种，近年来因各枸杞产区农业种植结构调整及盐碱地的利用需要，宁夏、甘肃、青海、内蒙古、新疆、河北等省（区）适栽区大量引种栽培枸杞，促进了枸杞产业的发展。随着枸杞标准化生产技术的推广，枸杞施肥、灌溉、病虫害防控等田间管理技术逐步规范。但伴随着现代农业的发展，农户在枸杞园灌溉、施肥、病虫害防治等田间管理技术主要依靠以往探索总结的生产经验，栽培管理模式不断暴露出施肥不精细、病虫害发生数量及发生期预报不精准等诸多技术弊端。因此，探索使用大数据、物联网等信息技术，更加科学精准、及时高效地细化落实枸杞标准化生产的各项技术措施，已经成为促进枸杞产业绿色高效的重要技术举措。

枸杞绿色标准化生产主要包括以下5 个部分：枸杞标准化建园、田间种植管理、采收制干、加工包装和贮运流通, 这些生产环节如果采用传统生产技术,全部由人力来完成各环节生产作业，则生产效率低，稳定性较差，同时果品质量安全的可靠性将会受到一定的影响。在目前的枸杞标准化栽培生产中，通过物联网技术来改善传统生产技术的不足，提高枸杞标准化生产管理水平和生产效益，已经在现代农业生产中趋于成熟并成为一种现代农业绿色智能发展的新趋势。现阶段将应用于枸杞绿色标准化生产中的物联网技术统称为枸杞标准化生产物联网。项目区应用枸杞标准化生产物联网系统的基本思路：一是在枸杞园安装“农眼”信息采集基站、“气候云TMAOS”智能大数据平台，应用“农眼”信息采集基站对枸杞种植过程、种植流程、种植节点生产措施等关键生产环节进行实时监控；二是建立数据传输系统，通过无线传输方式将“农眼”信息采集基站的实时监测数据信息或信号传送给智慧农业云端大数据平台；三是通过数据分析系统对收集到的关于枸杞生产、加工、仓储、物流等环节的相关数据或信号进行汇总、处理与分析，以数据统计、数据对比、报警统计等形式为枸杞生产者进行枸杞标准化生产提供生产依据；四是利用“农眼”App 溯源二维码和产品追溯平台对接，对枸杞种植数据、生产加工数据、物流信息数据等产品基本信息数据集成应用，形成产品可视化信息档案。

2 物联网技术在枸杞标准化生产中的具体应用

2.1 信息感知技术

“农眼”信息采集基站实时监测枸杞种植基地的气象和土壤墒情变化，利用土壤温湿度传感器、水质检测传感器、土壤EC 传感器等检测装置对空气温度、空气湿度、大气压力、土壤温度、土壤湿度、风速、降雨、光照强度等室外气象信息进行检测，使用传感器技术将感受到的各种信息按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出，同时配套高清摄像机，定时采集枸杞种植基地信息图片。

2.2 信息传输技术

“农眼”智能监测基站通过数据传输系统将全程检测环境中的温度、相对湿度、pH 值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数传入智慧农业云端大数据平台。数据传输系统利用传感器节点将监测区域内的信息汇聚，同时利用移动通信网络节点传输到终端用户，最终形成管理节点的传输闭环，即通过无线网络将协作地感知、采集、处理和网络传输覆盖地区域内采集的数据信息传入智慧云端大数据平台。

2.3 信息处理技术

通过数据传输系统将参数传入智慧农业云端大数据平台，经数据分析模块综合分析，并实时在“农眼”App 发布土壤墒情、气象预报、灾害预警、病虫害防控等农事操作信息，农户可根据“农眼”App 发布的信息进行科学化、合理化的种植，建立一套完整的枸杞绿色标准化种植体系，工作人员在办公室就能对多个监测点进行精准调控，并以此逐步引导农户开展绿色标准化种植，达到种植科学化、管理规范化、经济效益不断提高的目的，使枸杞园逐步建立起“气候、土壤、农事、生理”四位一体的农业生产与评估模型，将农业生产从以人为中心的传统模式变革为以数据为中心的现代模式。

2.4 信息应用技术

“农眼”App 可自动生成溯源二维码，消费者通过扫描枸杞包装袋上的溯源二维码，获得枸杞种植的全过程信息，包括喷药施肥的耕作信息、产地环境信息和田间实时图像以及第三方检测数据等信息，可为食品质量安全溯源提供直接的线索。通过采集枸杞在生产、加工、仓储、物流等环节的相关数据，为农产品建立可视化产品档案，向消费者充分展示产品安全与品质相关信息，实现从农田到餐桌的双向可追溯。同时，通过一物一码技术，帮助枸杞生产和流通企业实现产品防伪鉴真，并精准获取客户分布数据。

智慧物联网体系总体结构如图1 所示。从以上结论得出，物联网技术在枸杞绿色标准化生产中具有十分广阔的应用前景，但从目前推广应用情况看，仍然需要克服许多实际困难。最主要的难题就是农业物联网系统涉及多学科、多专业，解决方案各不相同，标准相对较为分散，并且开放性较差，目前我国尚未出台相应的国家标准和行业标准参照。

图1 智慧物联网体系总体结构图

3 结论

本文针对目前物联网在枸杞绿色标准化生产中的应用，分析了枸杞绿色标准化生产物联网的特点，讲述了如何在枸杞绿色标准化生产中应用物联网，并从物联网体系结构、信息感知、信息传输、信息处理以及信息应用等主要技术方面论述了物联网应用现状，肯定了物联网技术在目前枸杞标准化生产中取得的应用成果。同时，根据在项目试验区配套安装“农眼”智能监测基站、“气候云TMAOS”智能大数据平台为核心的智慧农业系统，实现了信息化智能监控系统实时定量“精确”把关，为充分利用现代信息技术改造传统的枸杞种植方式，不断提高农业投入品利用率和劳动生产率，推动枸杞生产向集约型、规模化转变，为提升枸杞绿色标准化生产水平做出了积极探索，在枸杞标准化生产中具有广阔的应用前景。