基于物联网技术的“四化型”花卉温室监控系统研究

2021-12-01郭志中洪志定

乡村科技 2021年24期

郭志中洪志定李鹏

（广西农业职业技术学院，广西南宁 530001）

1 传统花卉温室管理存在的问题

随着经济的增长和社会的进步，人民群众的物质文化生活与精神文化生活需求也在逐年增长。花卉能够带给人们直观的美的感受，这使得社会对于各式花卉的需求量快速增加，同时也为花卉种植业的快速发展提供了有利的契机。由于生长习性的差异，不同的花卉对于生长环境的要求也各不相同。种植在自然环境下的花卉，很容易受气候、季节以及病虫害等因素的影响。为了营造有利于花卉生长的环境，改善花卉品质，增加种植者的收入，现在人工种植的花卉多在温室中栽培。

花卉的品质将会直接影响花农的经济收益。传统的花卉温室大棚，大多是花农自己建造的简易设施。种植者多使用湿度计、温度计等简易测量手段，对大棚中的环境条件进行人工测量，来获取所需要的参数。这种原始的操作方法不但费时费力，而且采集的数据准确程度也无法得到保证。温室内较低水平的自动化和机械化一直是影响花卉质量与产量的不利因素。因为这些因素导致生产产能比较低，所以无法得到良好的种植效果与期望的经济收益，导致花农的种植积极性降低。

随着时代的进步，在温室大棚技术得到广泛推广和应用后，种植户对温室的管理方法也在逐年改进，从以前依靠人工的原始管理方式逐渐向智能化管理模式转型。逐步实现对棚内花卉植株生长环境的自动调控，将提供有利于花卉生长的最优生态环境，最大限度地发掘花卉的生长潜能，以促进生产效率和经济效益的双增长。

现阶段，较大的连栋花卉温室群已采用部分智能控制系统，但是仍然存在造价偏高、操作复杂、维护困难等诸多问题。受限于这些问题，目前小型的花卉温室仍停留在人工管理模式阶段。人工管理模式不仅加大了农户的工作量，而且存在数据采集不够精准、调控设备不够及时等问题，很难保证温室环境一直维持在花卉最优的生长条件下，对花卉的产量和质量都会产生很大的影响。采取有效措施对温室内环境进行有效、实时的检测与控制，会直接影响花卉的产量和品质，也是花农降低人力物力支出与增加效益的关键。

2 物联网技术促进智慧农业发展

物联网技术的出现被誉为信息产业的又一次革命。物联网是指按照即定协议，通过信息的传递，使网络可以同任何物体之间互相关联，物体与物体间通过互联网进行信息沟通与交流，最终达到可以自动识别、主动跟踪、自动定位、实时监控与远程管理的目的。也可以将其理解为是在互联网基础上建设的，通过感知技术和传输设备来实现物与物之间信息沟通和传递的网络联结［1］。简单来说，就是物物皆有思想、物物皆可关联、物物皆可控制。物联网包括三层架构：首先是感知层，某个物体传递的信息能被感知到。其次是传输层，能通过传输媒介将得到的信息传送到数据库。最后是应用层，能对数据库得到的信息进行加工处理与调控。通过以上这三层架构的配合运作，进而达到对物与物之间的实时调控与精准管理的目的。

随着通信科技与智能网络技术的不断进步，物联网的发展也在更新迭代。2012年2月国家工业和信息化部颁布《物联网“十二五”发展规划》，这标志着物联网技术的发展被提升到了国家发展的战略性高度［2］。随着物联网技术的进一步推广应用，互联网与人们身边事物的关联速度也在逐步加快。为了进一步扩大智慧科技在农业产业中的推广应用，实现科学种植、实时监测、节能环保、增加收益，逐步引导传统种植方式向现代化科技种植方式转型升级，物联网技术正在发挥着前所未有的巨大的作用。

3 物联网技术下的温室花卉“四化型”监控系统

物联网技术下的温室花卉“四化型”监控系统，是现代社会信息化技术在农业物联网中的有效运用。农业的科技化和智能化不只是发送服务短信或建立网站这么简单，而是要把现有的智能技术通过有效的组织，运用到实际农业生产中。温室花卉“四化型”监控系统主要应用在温室花卉生长的过程中，通过引入互联网信息技术，来实现对棚内花卉各个生长环节生长情况的实时感知、实时传输、实时处理和实时调控。具体来说，生产环节需要实时掌控的信息包括：棚内的温度、湿度、光照、水肥量和二氧化碳含量等环境因素［3］。同时，还有另一个层次信息的感知，即对于花卉植株本体信息的感知，包含对植株健康状况的感知、植株所含营养成分的感知等。通过对这些信息的实时感知和及时处理，以达到对生产环节的科学掌控。所以，物联网技术下的温室花卉“四化型”监控系统，是给传统人工调控的温室大棚引入现代化的物联网技术，对花卉的生长过程和生长环境进行实时的监测与调控，通过这种对生产过程的精准化管理，最终达到高产和高效的目的。

“四化型”花卉温室监控系统中的“四化”分别是指：智能化，即能够实现实时感知，并且具有自动调温、调湿、调光、通风功能［4］；节能化，即实现节水、节电，绿色生产；数据化，即实现环境参数能够即时存储和查阅功能；可视化，即通过计算机、手机等智能设备来实现实时查阅信息数据，并可进行远程操作。

利用“四化型”监控系统可以维护花卉的正常生长环境，降低农户的人工工作量，提高工作效率，精准提升花卉的产量和质量；在对智能控制系统进行故障定位时，也可大幅度减少耗费的人力、物力、财力。基于物联网的“四化型”智能花卉温室监控系统相较于以往一般、简易的温室监控设备，具有集成度高，采集参数准确、及时，操作使用简单、易学，管理精细、科学等特点，可以满足当下温室花卉种植管理者的生产需要。本研究可助力服务产业扶贫，从技术角度帮助扶贫项目，既可助力科技特派员实现远程指导、遥控操作，又可助力花卉种植户提高种植收益，符合国家科技扶贫的要求和倡导。