農(nóng)業(yè)智慧溫室關鍵技術應用淺析

　　摘要：介紹了農(nóng)業(yè)智慧溫室關鍵技術及溫度、通風、光照、水分、濕度控制和視頻監(jiān)控方法。

　　本文源自陳云; 楊國華， 江蘇農(nóng)機化 發(fā)表時間：2021-03-31 《江蘇農(nóng)機化》雜志是江蘇省農(nóng)業(yè)機械管理局主管、江蘇省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站主辦的一本立足本省，面向全國，面向基層，面向農(nóng)村，面向科技人員等多種需求的信息性農(nóng)機科技普及刊物。自1985年創(chuàng)刊以來，得到了各級農(nóng)機管理工作者、科技人員和機手的普遍青睞，是一本集政策性、技術性、實用性和可讀性于一體的優(yōu)秀農(nóng)機科技刊物。

　　關鍵詞：農(nóng)業(yè)智慧溫室;關鍵技術;應用淺析

　　農(nóng)業(yè)智慧溫室集農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)分析技術為一體，依托布置在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點，通過智能控制和無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能感知、智能預警、智能分析、專家在線指導，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、可視化管理、智能化決策[1]。農(nóng)業(yè)智慧溫室管理系統(tǒng)可實現(xiàn)每天多個時間段的獨立目標設定。通過該系統(tǒng)，可查看當前所有自動化設備的運行狀態(tài)，并進行遠程自動化控制和管理[2]。

　　1關鍵技術

　　1.1傳感器技術

　　該技術通過聲、光、電、熱、力、位移、濕度等信號來感知現(xiàn)實世界，是物體感知物質(zhì)世界的“感覺器官”。

　　1.2網(wǎng)絡通信技術

　　該技術是物聯(lián)網(wǎng)物理系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和應用服務的反饋信號傳輸?shù)幕A。

　　1.3信息處理技術

　　該技術通過對感知的數(shù)據(jù)和采集的信息進行處理、分析和決策，實現(xiàn)對物理實體的有效監(jiān)控與管理。

　　1.4自動控制技術

　　由控制執(zhí)行器接收并執(zhí)行命令，最終影響物理實體狀態(tài)，形成從物理世界到信息空間再到物理世界的循環(huán)過程。

　　1.5AI圖像識別技術

　　該技術對圖像進行不同層次的加工，以識別各種模式的目標和對象，在農(nóng)業(yè)領域可用于病蟲害識別等。

　　1.6智能終端設備與標準化生產(chǎn)管理深度整合技術

　　智能終端設備能夠成功實現(xiàn)智能化管理，核心在于基于物聯(lián)網(wǎng)的精準、完備的數(shù)據(jù)采集，而所有關鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集貫穿于標準化生產(chǎn)管理之中。工作人員利用智能終端設備，通過智能分析系統(tǒng)將智能傳感設備收集的數(shù)據(jù)、標準化生產(chǎn)管理系統(tǒng)所下達的任務和農(nóng)產(chǎn)品物流運輸銷售信息進一步處理、整合，最終將信息反饋到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

　　2技術應用分析

　　2.1溫度控制

　　夏季采用自然通風和強制通風相結(jié)合的方式進行降溫。控制器根據(jù)目標溫度與實際室溫的偏差以及室溫的變化率進行模糊計算。需要降溫時，首先開啟頂窗系統(tǒng)進行自然通風，調(diào)整溫室內(nèi)溫度。經(jīng)過一段時間后，如溫度達不到目標溫度值，則開啟側(cè)窗系統(tǒng)。如自然通風不能達到溫室內(nèi)溫度要求，則關閉自然通風，采用強制通風的方式來控制室內(nèi)溫度。如溫度仍達不到目標要求，系統(tǒng)會開啟溫度過高報警，提示用戶增加降溫設備。

　　2.2通風控制

　　由室內(nèi)傳感器采集溫室內(nèi)部上、中、下位置溫度值，模糊計算室內(nèi)溫差值。如溫差值過大，系統(tǒng)開啟循環(huán)風機。傳感器同時采集室內(nèi)濕度值，如濕度值偏差過大，則開啟循環(huán)風機，以平衡室內(nèi)濕度偏差值。還可以根據(jù)二氧化碳濃度選擇開啟或者關閉循環(huán)風機。通風換氣裝置可由電腦操作人員通過控制裝置操作，也可進行定時通風設置。

　　2.3光照控制

　　1)遮光控制功能。系統(tǒng)將室外氣象站采集的光照值與設定的目標控制值進行對比。如采集到的數(shù)值高于系統(tǒng)目標設定值，系統(tǒng)展開外拉幕進行遮光;如采集到的數(shù)值低于系統(tǒng)目標設定值，系統(tǒng)則收攏外拉幕。外拉幕的展開與收攏可以由控制器定時操作，也可由工作人員通過控制器操作。

　　2)補光控制功能。系統(tǒng)將室內(nèi)數(shù)據(jù)采集器傳回來的高靈敏度光照值與設定目標值進行對比。如采集到的數(shù)值高于設定目標值，系統(tǒng)自動關閉補光燈;如采集到的數(shù)值低于設定目標值，系統(tǒng)自動打開補光燈。系統(tǒng)還設置有光照累積時間值，如光照累積時間不夠，補光燈會在設定時間打開進行補光。

　　2.4水分控制

　　系統(tǒng)將土壤濕度傳感器采集的濕度值與設定目標值進行對比。如采集到的數(shù)值高于設定目標值，系統(tǒng)自動關閉灌溉閥門;如采集到的數(shù)值低于設定目標值，系統(tǒng)自動打開灌溉閥門。采取定時輪灌的方式，既能夠有效保護水泵，又利于土壤更好地吸收水分。

　　2.5濕度控制

　　系統(tǒng)將室內(nèi)濕度傳感器采集到的數(shù)值與目標設定值進行對比。如采集到的數(shù)值高于目標設定值，系統(tǒng)自動關閉噴霧閥門;如采集到的數(shù)值低于目標設定值，系統(tǒng)自動打開噴霧閥門，保障濕度調(diào)整到最佳狀態(tài)。

　　2.6視頻監(jiān)控

　　視頻監(jiān)控可用于探測農(nóng)作物的生長情況和病蟲害發(fā)生情況，并可以監(jiān)控其他環(huán)境調(diào)控設備是否在正常執(zhí)行命令等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可視化管理提供保障。