基于物联网的植物生理生态及病虫害监测系统研究

汪磊 刘志洋 陈曦 金荣荣

摘 要：作物生长与作物生理生态有着密切的的关系病虫害直接威胁着农作物的产量和品质。病虫害监测系统对于提高农业病虫害预测防控的准确率，减少农作物损失，指导农业生产具有重大意义。农业物联网应用领域有作物栽培，畜禽饲养，水产养殖，植物保护，排水灌溉和生态环境监控等，对发展现代农业起到了积极促进作用。

关键词：农业网物联网;生理生态;病虫害监测

Abstract：Crop  growth  is  closely  related  to  crop  physiology  and  ecology.Diseases  and  insect  pests  directly  threaten  the  yield  and  quality  of  crops.The  monitoring system  of  plant  diseases  and  insect  pests  is  of  great  significance  in  improving  the  accuracy  of  agricultural  plant  diseases  and  insect  pests  prevention  and  control， reducing  crop  losses  and  guiding  agricultural  production.The  application  fields  of  the  Internet  of  Things  in  agriculture  include  crop  cultivation，livestock  and poultry  breeding，aquaculture，plant  protection，drainage  irrigation  and  ecological  environment  monitoring，etc.，which  have  played  a  positive  role  in  promoting  the development  of  modern  agriculture.

Key  words：internet  of  things  of  agricultural  network;Physiological  ecology;Pest  monitoring

植物生理對提高农产品质量也具有重要意义。传统农业生产抵御自然灾害能力较差，农业病害和虫害长期困扰农业生产，威胁农作物的产量和品质。通过调查国内外最新研究动态，建立一套完整病虫害防控监测系统，用于指导农业生产具有现实意义。

1 基于物联网的植物生理生态监测系统研究

农业物联网是指通过网络技术实现远程指导农作物生产栽培，畜禽饲养，水产养殖，植物保护，排水灌溉，农业培训等实现人与人，人与物，物与物之间的互联互通，实现精准农业。

1.1 国外行业

90年代国内外陆续开始研究农业物联网，美国以色列等已经有一定规模的农业物联网基地。国外的农业物联网应用较为广泛各种领域都有涉猎。作物栽培，水产养殖，畜禽饲养等。

1.2 国内行业现状、发展趋势及市场需求

我国农业栽培历史悠久但我国农业物联网属于发展阶段，由于各地区发展不平衡存在一定的差异，导致有的地区处于小规模实验阶段，只是单方面或单层技术应用，例如只是打药或灌溉一个环节，还有的是单纯监控温度，自动调节温度等，没有实现全智能化，有的地区已经用于推广生产，可以把各种数据收集并应用，虽然经过多年的研究，我国农业物联网环境监控技术水平正在日新月异地提高和变化，但是技术水平和调控能力等方面与国外发达国家的发展水平相比还存在一定差距，很难同时对多个温室进行监控，难以满足我国农业产业化的发展要求。从对温室环境参数的控制来说，多以单因子和以往的经验来进行调控。

2 基于物联网的农业病虫害智能监控系统研究

上世纪九十年代开始，世界发达国家如美国、加拿大、澳大利亚及欧洲国家，在其农业虫害预报领域较早使用了各类采集设备和电子信息技术，在实践中完成具备卫星定位、信息采集、土壤采样、农机导航和各种农用传感器信息采集等功能的产品研发，并由经济技术实力强劲的公司进行商业化推广，已经形成较为成熟的系列产品。

2.1 国外行业现状、发展趋势及市场需求

著名的Trimble公司推出了三款用于农业信息管理的手持终端设备。Cuber   Tracker公司研发了虫害综合管理系统。美国Campbell   Scienific公司开发了CR系列数据记录仪，成本低，配置灵活。美国的Jay   B等（1990）针对棉花生态系统的害虫自动检测进行了研究，并且详细的论述了害虫检测系统的建模、仿真和操作过程，为图像识别技术在害虫的自动检测中的应用提供了一定的理论指导。

2.2 国内行业现状、发展趋势及市场需求

我国在粮食作物病虫害预测预报研究方面开展的工作较早，1956年农业部颁布了《农作物病虫预测预报方案》。20世纪80年代开始在蔬菜病虫害发生流行规律及其模拟方面开展研究。

中国农业大学马浚诚等（2015）构建了一种面向叶类蔬菜病害识别的温室监控视频采集系统。该系统实现了监控视频的智能采集;同时还提供了实时数据显示、实时视频监控功能。

目前我国农业物联网应用总体上处于试验示范推广阶段，规模化应用较少，物联网对农业发展的整体作用没有得到充分发挥;部分实施的农业物联网项目，具有较强的观光展示效果，但在实际生产上还有待于进一步优化改良，导致物联网技术投入没有很好的发挥实际作用;重投入，轻运维，农业物联网工程实施后缺乏后续运维资金，技术支撑不到位，系统不能稳定运行，严重影响了系统的功效持续发挥。

由此可见一套完整的集远程农作物环境监控、病虫害监控、专家数据库智能分析数据和设备参数智能设置为一体的农业虫害监控系统，对于指导农业生产，提高农业病虫害预测防控的准确率和减少农作物损害，指导科学生产具有重大意义。

参考文献

[1] 程城远（导师：赵文宏，赵萍）.支持农业虫害自动监测的数据采集与远程控制技术的研究.浙江工业大学硕士论文，2012（05）：01.

[2] 牛茹（导师：黄林）.基于嵌入式系统的农业数据采集传输关键技术研究.西北农林科技大学硕士论文，2008（04）：01.

[3] 荆晓冉（导师：鲍一丹）.基于图像的害虫自动计数与识别系统的研究.浙江大学硕士论文，2014（05）：01.