西甜瓜田间生产环境监测系统集成关键技术研究

王玲玲++罗红霞++谢铮辉++陈帅

摘 要 本研究分析了田间环境对西甜瓜高效栽培的重要性，针对海南省西甜瓜生产环节中环境信息的采集、动态监测和信息远程传输等过程涉及的关键技术，采用GPRS、Silverlight、WebGIS、WCF等技术研究了西甜瓜田间生产环境监测系统的集成，利用田间空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境传感器于一体的田间气象监测设备，进行西甜瓜田间环境信息监测，借助西甜瓜田间生产环境监测系统平台，实现对环境信息数据的管理与显示，帮助技术人员科学调节西甜瓜的生产环境，提高西甜瓜品质和产量。

关键词 西甜瓜 ；环境信息 ；传感器 ；监测系统

中图分类号 S19

Key Technology of Melon Field Information Acquisition System

WANG Lingling1，2） LUO Hongxia1，2） XIE Zhenghui1，2） CHEN Shuai3）

（1 Institute of Scientific and Technical Information， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Danzhou， Hainan 571737；

2 Key Laboratory of Practical Research on Tropical Crops Information Technology in Hainan， Danzhou， Hainan 571737；

3 Hainan Agricultural Science and Technology 110 Ltd. Haikou， Hainan 570102）

Abstract This study explores and analyzes the importance between field environment and melon high efficient cultivation. For key techniques of information acquisition， dynamic monitoring and remote communication in planting process of Melon， the article studies the system integration work of melon field information acquisition based on GPRS， Silverlight， WebGIS， WCF. The system can collect field environment information with the help of the weather monitoring device. The information includes air temperature and humidity， soil temperature and moisture， concentrations of carbon dioxide and light intensity. With the help of platform， we can manage the data， which can help the technical staff to change the field information in order to improve the quality and yield.

Key words melon ； field information ； sensor ； monitoring system

西甜瓜的栽培及生長需要适宜的生长环境，环境会直接影响到西甜瓜的品质和产量。目前，在哈密瓜栽培与生长过程的研究主要体现在防病抗病、栽培技术与节水灌溉方面，如西甜瓜育苗效果及根际微生物动态变化[1]、西甜瓜节水灌溉现状和发展潜力[2]、西甜瓜蔓枯病菌的遗传多样性[3]、西甜瓜国内外栽培技术研究状况[4]、西甜瓜蔓枯病菌致病力测定与品种抗病性[5]等。在西甜瓜生长环境参数监测方面的研究较少，中国在农业田间生产环境传感器信息采集和基于智能移动设备的数据采集方面的研究比较多，关键技术主要包括田间环境实时监控管理系统、田间气象环境实时监控、土壤环境信息采集与远程传输等[6-8]，建立了农田环境信息采集、信息传输网络，以及应用于精细农业的多种传感器和无线传输网络等[9-12]。

本研究采用GPRS、Silverlight、WebGIS、WCF等技术，研究高温高湿环境下海南哈密瓜生产环境监测系统，实现对西甜瓜栽培环境关键参数监测，为西甜瓜的生长环境调控提供决策依据。

1 系统关键技术集成

针对海南省西甜瓜生产环节中环境信息的采集、动态监测和信息远程传输等问题，本研究建立了西甜瓜田间生产环境监测系统平台。平台总体由3层网络组成：底层为无线传感器网络，中层为GSM/GPRS/GPS网络，上层为Internet网络。底层和中层通过设置网关节点连接，中层和上层利用公共电信网关连接，从而将生产环境信息上传至服务器。系统采用Silverlight、WebGIS、WCF等技术，通过研发基地生产环境信息监测硬件设备，实现了基地内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照强度等生产环境信息的实时监测，当环境信息超过最适合范围，系统自动发出警报，提醒基地操作人员对基地内大棚的环境进行调控，如灌溉、遮荫、通风等。西甜瓜田间生产环境监测系统平台见图1。

工作人员在海南西甜瓜生产基地安装了集田间空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境传感器于一体的田间气象监测设备（图2）。

2 数据监测与显示

基地管理人员可以通过系统获取生产基地环境信息，通过分析环境数据温度（最高温、最低温、平均温）、水分（空气湿度、土壤湿度、结合天气预报）的变化，可以适时进行通风、浇水、打药等生产操作，使管理者不用下地即可掌握田间信息，节省了时间、空间、人力成本，施肥用药更加合理。哈密瓜田间生产环境数据实时监测见图3，西甜瓜田间环境数据实时显示见图4，哈密瓜田间土壤环境一天内数据曲线变化见图5。

3 结论

本研究采用田间气象设备进行西甜瓜田间环境信息采集，采用系统平台获取和传输西甜瓜田间生产环境数据，获得的田间环境数据提供给西甜瓜田间技术管理人员，技术人员可以参照环境信息数据变化，依据生产经验和知识进行浇水或喷灌、打开大棚天窗等手段，科学调节西甜瓜的生产环境，促进西甜瓜的生长发育，减少西甜瓜病虫害的发生，提高西甜瓜品质和产量。

参考文献

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