蔬菜工厂化生产智慧管理系统介绍

陈素娟，陈国元，周 英，李慧敏

（苏州农业职业技术学院，江苏 苏州 215008）

0 引言

随着科学技术的发展，物联网技术、大数据和人工智能在农业领域的应用越来越广泛，物联网技术的应用推动了设施蔬菜管理的智能化，在节约劳动力成本的同时提高了工作效率，管理水平也得到了提升。蔬菜工厂化生产智慧管理系统的开发为管理者提供了一个基于云服务的智慧管理软件，实现了蔬菜工厂化生产管理的便捷化[1]。通过本软件，管理者可以在电脑上查看蔬菜工厂化生产间的秧苗生长状况、育苗管理、定植管理、病虫防治、物联网智能化管理、生产环境与病虫害预警信息等，提升蔬菜工厂化生产效率与管理水平。

1 系统功能介绍

系统模块包括大屏总览模块、生产管理模块、操作评价模块和预警信息模块，蔬菜工厂化生产智慧管理系统需要技术管理员定向开通账号以保证系统管理的专一性和安全性。账号具有不同的权限，用户获得账号分配后可以登陆本系统进行在权限范围内的一些内容访问和管理操作（图1）。蔬菜工厂化生产智慧管理系统的开发为教学和科研提供了智能化管理平台，教师和学生可以通过平台进行操作管理，包括方案、环境参数设定、方案评价、预警及监控等，了解蔬菜植物工厂化内蔬菜生长状态。

图1 蔬菜工厂化生产智慧管理系统用户登录页面

2 功能模块介绍

蔬菜工厂化生产智慧管理系统后台的主要功能包括大屏总览模块、生产管理模块、方案管理模块、操作评价模块和预警信息模块等。

2.1 大屏总览模块

大屏总览模块展示了蔬菜工厂化生产区域的全景，包括植物工厂区和混合光栽培区蔬菜种植的全过程和各种蔬菜生命周期的生长场景，同时可以将蔬菜工厂化生产视频嵌入，供大家学习和观摩。

2.2 生产管理模块

生产管理模块主要针对叶菜和茄果两大类蔬菜无土栽培技术进行展示，叶菜类展示水培模式，茄果类展示基质栽培模式[2-6]，生产管理分别从工厂化育苗到工厂化定植再到智能化管理以及病虫防治方面进行系统展示。

2.2.1 工厂化育苗

工厂化育苗模块主要介绍人工播种和机械播种两种方式，包括育苗设备的准备、育苗材料及工具、育苗过程介绍以及苗期管理技术及视频监控，同时介绍播种技术指导过程及视频，点击视频播放键可以观看播种技术指导过程。

2.2.2 工厂化定植

工厂化定植（图2）模块包括定植前的准备工作，主要是苗床准备、秧苗准备、定植技术、将秧苗从苗床取出栽种到定植床的过程以及定植后的管理工作，同时展示种苗定植后的生长状态及对定植床上幼苗的全方位监管。

图2 蔬菜工厂化生产定植页面

2.2.3 智能化管理模块

智能化管理（图3）模块通过环境参数的设定（包括空气温度、空气湿度、营养液温度、光照强度、光质、营养液EC、营养液pH 值）以及水肥一体化管理和计算机综合调控实现蔬菜工厂化生产的智能化管理，传感器根据实时气象数据和设定参数对处于不同生长时期的植株进行科学地调整和管理，使植株处于最佳生长环境。

图3 蔬菜工厂化生产叶菜类智能化管理页面

2.2.4 病虫害管理模块

病虫害管理模块用来进行蔬菜病虫害信息管理，展示不同系统培育方案下植株出现的病虫害信息。各系统方案通过上传植株的病理图片和病理名称信息从物理防治和生物防治两方面提出应对该病理状况的方案。

2.3 操作评价模块

操作评价模块包括工厂化育苗、工厂化定植、智能化管理和病虫害防治4个环节。其中工厂化育苗从评价标准、方案、评价结果3个方面展示不同育苗方案的成果。

智能化管理模块从3组方案的播种管理、幼苗期的管理、定植后管理3 个方面进行对比分析，对每组方案的完整程度、准确性和团队协作性做出系统的评价，评价结果以柱状图形式直观地展现出来。

在病虫害管理模块下管理员可以定期对蔬菜工厂化生产间针对蔬菜种植管理中的各种农事操作环节效果进行评价，分析种植管理方案的优劣，以便更好地改进生产与管理方式。

2.4 预警信息模块

预警信息管理模块主要用来管理温度预警、湿度预警、光照预警、EC预警和pH预警等信息。当系统监测器监测到实时温度高于最适宜生长温度时系统就会发出预警信息，推送预警信息到负责该方案的用户，让用户及时处理。

病虫害预警管理模块（图4）主要用来监测发布病虫害的预警信息，比如通过数据分析监测判断某地某时间段可能爆发什么病虫害和数量占比并编辑预警信息推送到负责该方案的用户，让用户提前防范。目前系统已经针对斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾、小地老虎、蚜虫和粉虱等几种常见叶菜病虫害进行了预警信息监测。

图4 蔬菜工厂化生产病虫预警信息模块页面

3 总结

蔬菜工厂化生产智慧管理系统的开发为蔬菜工厂化生产管理提供了智能化管理平台，生产企业或用户可以利用电脑或手机进行操作，实现智能化监测与管理，农业院校也可以利用该平台进行教学和实践，引导学生自主学习及进行学习效果的评价。蔬菜工厂化生产智慧管理系统V1.0刚刚起步，后续还需要不断完善各功能模块以及充实内容，为生产单位提供更好、更方便的服务，为智慧农业的发展提供技术支撑。