农业物联网在大棚蔬菜种植中的应用

战向光（内蒙古赤峰市松山区上官地镇综合保障和技术推广中心，内蒙古 赤峰 024049）

近几年中国农产品出口贸易比例逐步上升，为加快农业发展速度，中国政府已出台相关政策，在农产品种植中融入现代科技，提高农产品质量和产量。现今正是传统农业转变为现代化农业的过渡时期，相关人员应积极解决物联网不能实现全面覆盖的问题，并大力推广农业物联网。

1 农业物联网

1.1 定义

农业物联网，即在大棚控制系统中，运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、酸碱性传感器、光传感器、二氧化碳传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、酸碱度、光照强度、土壤养分、二氧化碳浓度等物理参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境的新技术。

1.2 意义

农业物联网一般是使用大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。

通过农业物联网远程控制技术，可以使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。

采用农业物联网无线网络技术测量获得作物生长的最佳条件，可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

1.3 国内外物联网现状

物联网1999年被提出，被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信之后的世界信息产业第三次浪潮，随着世界各国政府对互联网行业的政策倾斜和企业的大力支持与投入，物联网产业被快速催生，根据国内外数据显示，物联网已经渗透到每一个行业领域，物联网不是科技狂想，而是又一场科技革命。

自物联网概念被提出，欧美的一些发达国家就开展了农业与物联网技术相融合的研究，经过20多年的发展与研究，欧美发达国家已经取得了一定成果，如利用卫星对土地利用情况进行实时监测，将监测信息发送到检测人员手中，运用信息融合手段做出正确的决策，可以对大面积土地做出农业规划。如法国使用气象卫星和通信卫星对自然灾害进行提前预测，对病虫害进行预报，并建立农业监测系统，指导施肥、喷药，解放了农民劳动力，提高了农产品产量。

中国政府报告中多次提到物联网技术的应用，2013年农业农村部在上海、天津等地选择建立实验基地，同时多省政府部门和企业展开相关研究，物联网相关技术逐渐面世，农业物联网的应用逐渐出现在大众视野中。如为提高种植效率，苍山县在现代农业示范园引进了浙江托普农业物联网技术，在其所建设的蔬菜大棚中全部安装农业物联网监测设备，通过农业物联网技术实时监测大棚蔬菜温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等生长环境，根据产生的智能监测信息对蔬菜进行精确管理，通过无线传感器对温室环境进行自动调节，温度高了则自动开启风机等设备进行降温，通过土壤湿度传感器实现自动控制灌溉，该浇水的时候浇水，该施肥的时候施肥，完全实现自动化种植，促进有机高效农业发展。

2 农业物联网在大棚蔬菜种植中的应用

2.1 成熟度判断

在传统的大棚蔬菜种植工作中，人们常用多年的种植经验判断或推测蔬菜是否成熟，运用物联网技术后，可以各种通过传感器对植物进行实时监管，分析蔬菜现下的叶片形状、蔬菜长势和热成像，就可以精确推算出蔬菜接下来的生长情况和成熟时间，并设定一定范围的最佳采摘时间，让农民在采摘期到来前做好充足准备[1]。

2.2 预防病虫害

病虫害对蔬菜的伤害是不可逆的，而且害虫存在时间越长，蔬菜受到的伤害越大，因此只有及时消灭害虫，才能保证蔬菜产量。使用物联网的传感器技术，可以对大棚中的病虫进行监控，技术人员可以通过传感器传回的数据信息判断大棚内的环境是否有利于产生害虫，再根据即将爆发的病虫害进行喷药预防，可以预防病虫害对蔬菜的不利影响。

2.3 远程控制

物联网应用到农业中，最主要的就是进行远程控制与监控，农民可以通过传感器传回的数据信息进行分析，然后下正确的决策，可以解放人力、节约时间、提高蔬菜产量。

2.4 监控及预警

使用传感器对蔬菜大棚进行监控，不需要人进入大棚就可以知道大棚中的情况，可以通过传感器传回的数据对温度、光照、土壤、湿度、氧气含量、二氧化碳含量等进行分析，确定适合蔬菜生长的环境，然后再用相关手段进行调整，可以加快蔬菜生长速度，提高蔬菜质量和产量。当大棚中的各项指标不利于蔬菜生长时，传感器会进行预警，使农民尽快采取相应手段，缓解、改善大棚中的环境。

3 农业物联网不能实现全面覆盖的原因

3.1 成本较高，投入与收入不成正比

农业物联网主要使用设备是传感器，但土壤传感器、温度传感器等设备的价格昂贵，且需要各类传感器以实现对大棚中的各项因素实时把控，并需要经常维护保养，而维修人员服务费用较高，因此想要引进物联网，就需要投入大量资金，但蔬菜走的是薄利多销的销售路线，销售所得利润较低，利润和投入明显不成正比，致使很多农民不愿意使用物联网，使物联网不能实现全面覆盖[2]。

3.2 缺少系统的应用标准

蔬菜的品种多种多样，每种蔬菜对环境的需求都不一样，传感器只能传回数据信息，却缺乏系统的对比标准，且不同品牌的传感器传回的数据信息存在差异，导致物联网不能被大棚种植户广泛使用，影响中国物联网的发展。

3.3 产品技术有限

现在中国物联网产品不够灵敏、自动化程度较低，且售卖价格昂贵、缺乏系统的应用标准，设备经常故障，维修人员不能及时解决，影响农民使用物联网的积极性。

3.4 物联网体系不完善

物联网体系尚不完善，如果产品出现问题，将影响整个物联网系统的功能，不及时维修会导致巨大损失。中国物联网体系还不够完善，缺少物联网人才，产品厂家的维修人员有限，不能及时解决产品问题，且因缺少维修人员，服务费用高，导致物联网不能实现全面覆盖[3]。

3.5 缺少技术人才

中国有物联网专业的大学不足所有大学的4%，农业物联网对学生的要求很高，不仅要求其掌握农业知识，还要对电子信息技术和传感技术等熟练掌握，而且大多数学校缺少专业的师资力量，缺少足够的财力建造专业的教学基地，限制了学校对农业物联网技术人才的培养，使物联网人才短缺，无法解决农业物联网的相关问题。

4 解决措施

4.1 政府推广

一方面政府应该出台相关政策，并对使用农业物联网设备的种植户进行成本资金补助，降低农民的投入成本；另一方面，设备的厂家应该合理降低销售价格和维修价格，让农民的收入提高，进而积极引进使用农业物联网技术。

4.2 建立完善的物联网标准体系

现有的农业物联网标准体系还不能满足农民对农业物联网的要求，因此物联网标准应与国际蔬菜种植标准相接轨，完善中国的物联网标准体系。其次应统一各厂家生产传感器的标准，实现各家传感器的数据相统一，使传感数据更加精准，才能得到农民的信任，从而推广农业物联网传感器技术。

4.3 探索成熟的商业模式

农业物联网项目是民生项目，关乎着人民群众的利益，因此应该积极改善农业物联网中存在的问题，探索成熟的商业模式，才能使物联网行业快速发展。

4.4 传授相关技术，搭建网络沟通平台

政府可以联合企业、有农业物联网专业的学校和研究机构做农业物联网技术线上、线下推广，组织农民学习相关技术，提高农民的认知，培养现代化新型农民；搭建QQ群、微信群等网络沟通平台，使农民有关农业物联网的问题可以得到快速解决。

4.5 人才培养

应加强各院校的农业物联网人才培养，提高基层宣传工作，增强技术人才培训，推动农业物联网技术快速发展。

5 结语

农业物联网的发展影响中国农业发展速度，而且物联网作为诞生不到二十二年的新兴产业，无论是技术还是体系尚不完善，中国对物联网的研究还有待提高，为使农业物联网可以尽快普及到蔬菜大棚种植中，应进行政府推广、减少农民的投入成本、建立完善的物联网标准体系、加快人才培养，才能从根本上解决问题，全面提高农业物联网的覆盖率。