关于农业温室大棚智能控制技术的现状与展望探讨

胡天让 陈岩 陈创业 甘肃畜牧工程职业技术学院

引言

温室大棚智能控制技术是在智能化技术的基础上发展起来的，结合计算机技术与智能技术的优势，为农业生产发展提供了更加现代化的条件。加强对于温室大棚智能控制技术的应用探索，是当前阶段农业大棚种植技术人员应当积极发展的工作方向。

一、当前阶段，农业温室大棚种植过程中应用智能控制技术存在的问题

随着科学技术的发展水平不断提高，智能控制技术在农业温室大棚管理中开始了应用，但是由于技术水平不够成熟，应用过程中还存在以下几方面问题：其一，科技应用率低，该技术没有完全发挥优势；其二，通信方式有待革新，有线通信方式在农业温室大棚中应用的局限性较大。

二、应用于农业温室大棚的智能控制技术分析

近些年来，西方的农业温室大棚技术在不断地发展进步，相比之下国内的农业温室大棚在对智能控制技术的应用上还有一定的欠缺。随着物联网行业的飞速发展，该技术的应用已经渗透到人们生活的方方面面，在现代化农业的发展过程中，物联网技术越来越体现出价值，尤其是在智能温室蔬菜大棚的远程监控系统的应用过程中，农业生产力能够得到有效的提高。

（一）设计原理

物联网智能控制技术的原理是通过传感装置、计算机软硬件设备以及网络通信设备等可以实现农业物联网的建立，对植物的生长环境监控以及综合控制等具有重要的意义。

（二）设计方案

在物联网智能控制技术的应用过程中，设计智能农业远程监控系统需要建立在温室大棚环境指标的监测基础上，该技术的方案是设计终端测量模块和终端控制模块，实现对温室大棚的环境控制。终端测量模块用于远程监测温室大棚内的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度等，终端控制模块根据测量模块的结果，远程控制温室大棚的排风机、加热装置、滴灌装置、卷帘装置等。

（三）具体实现方式

应用物联网智能控制技术需要以下几个方面：（1）结合武威地区的气象数据和自然环境因素，分析所种植的农作物对于生长环境的要求，分析该温室大棚控制系统存在的问题。（2）根据各种因素对于农作物生长的影响，需要建立温室控制系统的数学模型，总结分析温度、湿度受外界因素的影响情况及各执行机构对温室内温度、湿度影响程度的大小。（3）对物联网智能控制系统进行仿真实验，探析其推理速度和动态及静态性能。（4）在分析调研的基础上，制定监控方案，将武威农业温室大棚的田间数据进行汇总，编写控制程序和手机客户端程序。（5）采用Matlab/Simulink对物联网智能控制技术在农业温室大棚建立的控制系统进行建模与仿真，验证改进后的温室大棚系统的性能。并且通过对温室大棚远程监控系统田间试验，验证系统的可靠性和稳定性。

在针对武威地区的物联网智能农业温室大棚控制系统的研究过程中，系统的运行状态会受到环境因素的干扰，同时系统的通信能力以及芯片处理能力都会受到一定的限制。因此，在应用物联网智能控制技术的过程中，需要采用无线模块来采集武威温室大棚的相关数据，研究模糊控制和PID控制算法在系统运行性能上的作用，对系统的容错能力进行不断地增强，提高系统的运行稳定性。除此之外，在设计物联网智能控制系统的过程中，还应当结合武威地区的用户需求，将监控系统界面设计地简洁、方便，便于用户在实际工作过程中的操作。

三、智能控制技术在农业温室大棚中的应用前景展望

当前阶段，我国的农业温室大棚智能控制技术已经有了一定程度的发展和应用，但是从长远来看，该技术的发展潜力还没有被完全挖掘和开发出来，在未来的农业经济发展过程中，智能控制技术将会在农业温室大棚管理中发挥更大的价值和作用，具体体现在以下几个方面：

（一）无线传感网络的应用

随着无线传感技术的飞速发展，农业温室大棚智能控制技术的无线化发展成为新的发展趋势。无线传感网络的应用可以实现数据从节点到信息集中控制中心的传输。无线传感网络的低成本、低故障性相比于传统有线网络优势显著，能够很好地弥补高温、潮湿等不良环境腐蚀有线网络设备线路的不足，在农业温室大棚中应用前景非常广阔。

（二）神经网络控制技术的应用

智能控制技术中的神经网络控制技术是通过设备的器件或者是系统来让计算机实现人脑神经传递、分析过程中的模拟，然后给设备发出决策指令，完成对设备的智能控制。神经网络控制技术以连接关系来分析和调整不同的并行节点，然后对信息进行处理，最后应用于实际农业温室大棚的管理与控制。在当前阶段，神经网络控制技术的自学习能力、强大的逻辑能力以及知识表达能力等都是在实际的生产生活中非常大的应用优势。

利用神经网络控制技术可以模拟不同季节的环境条件，建立适宜作物生长的拟自然环境，满足作物生长所需要的各项元素，包括温度、湿度、光照、水分以及微量元素等。不同的农作物在生长过程中对于环境的要求有所不同，通过神经网络控制技术建立网络模型可以较好地满足预期要求。例如，李倩等人应用神经网络控制技术建立了温室大棚的模型，用来模拟不通风条件下春季和冬季时节的温度、湿度神经网络预测模型。该模型的建立能够在不同外部环境下的农业温室大棚中，通过智能算法实现对温室大棚未来环境条件的简单预判，然后根据实际情况进行相应的调整，这样在很大程度上能够弥补温室控制系统的滞后性。

（三）智能化专家系统的应用

农业专家系统控制技术可以与自动化技术进行融合，加上数据挖掘技术的支持，可以打造智能化专家系统，实现对农业温室大棚内环境的全面监控。根据温室大棚内不同农作物以及农作物不同生长发育时期的需求，智能化专家系统可以进行全面的分析，输出温室大棚环境控制管理的最优方案，从而为农作物生长提供适宜的条件。除此之外，智能化专家系统的应用还能在防治作物病虫害等方面展现其优势，在未来的农业发展中应用前景广阔。

四、结束语

综上所述，农业温室大棚近些年来的发展前景越来越广阔，尤其是在农业现代化发展的背景之下，各种先进的科学技术层出不穷，为农业温室大棚的智能控制管理提供了更多的发展思路。在农业温室大棚的智能控制管理过程中，智能控制技术的应用对于提高管理效率和质量具有重要的指导意义。利用智能控制技术的优势来弥补传统温室控制的不足，可以实现温室大棚农作物生长全过程的智能监控和管理，推进农业设施现代化、自动化、智能化的程度的进一步提高。