農業(yè)智慧溫室關鍵技術應用淺析

　　摘要：介紹了農業(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， 江蘇農機化 發(fā)表時間：2021-03-31 《江蘇農機化》雜志是江蘇省農業(yè)機械管理局主管、江蘇省農業(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，面向農村，面向科技人員等多種需求的信息性農機科技普及刊物。自1985年創(chuàng)刊以來，得到了各級農機管理工作者、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)秀農機科技刊物。

　　關鍵詞：農業(yè)智慧溫室;關鍵技術;應用淺析

　　農業(yè)智慧溫室集農業(yè)物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、云計算和大數據分析技術為一體，依托布置在農業(yè)生產現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點，通過智能控制和無線通信網絡實現(xiàn)農業(yè)生產的智能感知、智能預警、智能分析、專家在線指導，為農業(yè)生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策[1]。農業(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，是物體感知物質世界的“感覺器官”。

　　1.2網絡通信技術

　　該技術是物聯(lián)網物理系統(tǒng)的狀態(tài)數據和應用服務的反饋信號傳輸的基礎。

　　1.3信息處理技術

　　該技術通過對感知的數據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)網的精準、完備的數據采集，而所有關鍵環(huán)節(jié)的數據采集貫穿于標準化生產管理之中。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據、標準化生產管理系統(tǒng)所下達的任務和農產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環(huán)節(jié)，指導農業(yè)生產。

　　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合的方式進行降溫。控制器根據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，調整溫室內溫度。經過一段時間后，如溫度達不到目標溫度值，則開啟側窗系統(tǒng)。如自然通風不能達到溫室內溫度要求，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

　　由室內傳感器采集溫室內部上、中、下位置溫度值，模糊計算室內溫差值。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濕度值，如濕度值偏差過大，則開啟循環(huán)風機，以平衡室內濕度偏差值。還可以根據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)將室內數據采集器傳回來的高靈敏度光照值與設定目標值進行對比。如采集到的數值高于設定目標值，系統(tǒng)自動關閉補光燈;如采集到的數值低于設定目標值，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)將室內濕度傳感器采集到的數值與目標設定值進行對比。如采集到的數值高于目標設定值，系統(tǒng)自動關閉噴霧閥門;如采集到的數值低于目標設定值，系統(tǒng)自動打開噴霧閥門，保障濕度調整到最佳狀態(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)境調控設備是否在正常執(zhí)行命令等，為農業(yè)生產的可視化管理提供保障。