基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農業(yè)大棚系統是在傳統農業(yè)大棚的基礎上，充分運用信息技術(shù)，建成集數據采集、數字傳輸、數據分析處理、數控農業(yè)機械為一體的新型農業(yè)生產(chǎn)管理體系。實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)管理朝著(zhù)低成本、可靠型、節能型、智能化和環(huán)境友好型等五大方向發(fā)展，提高我國農業(yè)生產(chǎn)力與農產(chǎn)品的質(zhì)量，增強國際競爭力。

1　技術(shù)特色

北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)系列產(chǎn)品以及為其專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的上層監控軟件，具體特點(diǎn)如下：

先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器（JZH-0系列）技術(shù)及完全無(wú)線(xiàn)的硬件連接，獲得多項國家發(fā)明專(zhuān)利。并且在復雜的農業(yè)監控系統中，所有的硬件連接無(wú)論是數據采集，還是設備控制都力求“無(wú)線(xiàn)”。既避免了遠距離布線(xiàn)的費用，又不受地理環(huán)境影響，另一方面，經(jīng)過(guò)技術(shù)上的改進(jìn)，在全天候的測試中已確保無(wú)線(xiàn)通信可靠安全。

軟件的開(kāi)發(fā)征求了農業(yè)專(zhuān)家、農業(yè)生產(chǎn)者的意見(jiàn)與建議，做到了界面友好、使用簡(jiǎn)便、具有較好的用戶(hù)體驗?，F具有如下功能：

（1）溫室大棚的各種影響因素的數據實(shí)時(shí)采集顯示，如溫濕度、光照、風(fēng)向風(fēng)速、CO2濃度、土壤墑情、土壤水分和溫度等土壤信息以及室外氣象。實(shí)現效果如圖1所示。

圖1 客戶(hù)應用軟件實(shí)現效果圖

（2）溫室大棚的各種影響因素的歷史數據統計功能，可下載到本地存為Excel文件，也可在線(xiàn)以折線(xiàn)圖表示，如圖2所示。

圖2 客戶(hù)應用軟件實(shí)現效果圖

（3）遠程自動(dòng)控制功能，對風(fēng)機、外遮陽(yáng)卷簾、內遮陰卷簾、補光燈、水簾、天窗等設備可進(jìn)行手動(dòng)開(kāi)關(guān)、定時(shí)開(kāi)關(guān)，并可以按照工作人員設置的某項參數情況自動(dòng)開(kāi)關(guān)。實(shí)現效果如圖3所示。

圖3 客戶(hù)應用軟件實(shí)現效果圖

（4）實(shí)時(shí)高清視頻監控以及圖像捕捉，系統可實(shí)時(shí)視頻監控并定期保存大棚內高清圖像信息，如圖4所示。

圖4 大棚高清圖像

2　經(jīng)濟效益

在傳統農業(yè)中，人們獲取農田信息的方式都很有限，主要是依靠體感和經(jīng)驗，缺乏數字依據。因而當農作物出現問(wèn)題時(shí)難以得到及時(shí)解決，特別是外界氣象條件和內部環(huán)境發(fā)生突變時(shí)，難以及時(shí)得到提醒和應對，因此經(jīng)常造成損失。如果將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用進(jìn)來(lái)，農民僅需按個(gè)開(kāi)關(guān)，做個(gè)選擇，或是完全聽(tīng)“指令”，就能科學(xué)合理地種植農作物。農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的作用就是將大量的傳感器節點(diǎn)構成監控網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)各種傳感器采集信息，以幫助農民及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，并且準確地確定發(fā)生問(wèn)題的位置。這樣農業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴(lài)于孤立機械的生產(chǎn)模式轉向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而實(shí)現對農業(yè)用藥、用水、用肥，以及畜禽和水產(chǎn)養殖的精準控制，減少浪費，降低污染，加強疾病防疫與疫情防控，促進(jìn)農業(yè)增產(chǎn)、效益提高，實(shí)現農業(yè)高效、可持續發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)能夠給農民帶來(lái)實(shí)惠。將物聯(lián)網(wǎng)應用到農業(yè)領(lǐng)域，還可將農民就地轉化為現代農業(yè)工人，增加農民收入。不僅勞動(dòng)強度下降，而且收入有了較大提高。

以物聯(lián)網(wǎng)精細農業(yè)“智能大棚”為例，它裝有許多傳感節點(diǎn)，能感知溫度、濕度、光照度、土壤溫濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度、土壤成分、降水量、氣壓，還有風(fēng)力和土壤的pH值等物理量參數，同時(shí)將生物信息獲取方法應用于無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)，通過(guò)各種儀器、儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，為農作物大田生產(chǎn)和溫室精準調控提供科學(xué)依據，如根據棚內的溫度自動(dòng)調整光照卷簾，能夠根據棚內的濕度進(jìn)行自動(dòng)滴灌等，大幅度降低人工巡查的工作量，并對不安全狀況提前進(jìn)行預警，通過(guò)后臺計算機輕松實(shí)現無(wú)人值守和遠程監測。優(yōu)化農作物生長(cháng)環(huán)境，不僅可獲得作物生長(cháng)的最佳條件，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以提高水資源、化肥等農業(yè)投入品的利用率和產(chǎn)出率，從而實(shí)現生產(chǎn)資料生產(chǎn)的智能化、科學(xué)化及集約化。智能大棚實(shí)現了清潔綠色的同時(shí)，保證植物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，使弱質(zhì)農業(yè)向高效優(yōu)質(zhì)農業(yè)轉型。

對于一般用戶(hù)來(lái)說(shuō)，普通日光溫室（面積約350平方米）年平均生產(chǎn)鮮菜5000公斤，年平均產(chǎn)值凈利潤10000元左右。使用智能日光溫室一方面可精確調控空氣溫濕度、二氧化碳、肥，水等農業(yè)生長(cháng)重要因素，最大限度地避免減產(chǎn)因素的產(chǎn)生，保證利潤；另一方面由于精確使用肥、水等資源，可達到節省資源的目標，主人在任意地方（只要能接入互聯(lián)網(wǎng)）都可以完成灌溉，并且大棚灌溉水管依據土壤墑情和作物用水施行精準灌溉，水怎么澆、澆多少全由自動(dòng)化系統控制，不浪費一滴水，不但能有效提高農業(yè)灌溉用水使用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，并且為作物提供了更好的生長(cháng)環(huán)境，充分發(fā)揮現有節水設施的作用，優(yōu)化調度，提高效益，使灌溉更加簡(jiǎn)約有效。

對于農業(yè)科研來(lái)說(shuō)，針對名貴品種、經(jīng)濟價(jià)值極高并且對于生長(cháng)有著(zhù)極其嚴格要求的農作物或者農科院的實(shí)驗栽培新品種，在物聯(lián)網(wǎng)采集數據的基礎上，根據農業(yè)專(zhuān)家給定的各項控制數據，遙控植物的生長(cháng)環(huán)境，減少溫室中人為流動(dòng)次數，使溫室內環(huán)境更適合于農產(chǎn)品生長(cháng)，不滋生有害細菌，這樣可以對棚內不實(shí)施農藥，達到綠色植物的目的，使農作物生長(cháng)精確化、數字化、智能化及網(wǎng)絡(luò )化。

鏈接采訪(fǎng)：

北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司市場(chǎng)部部長(cháng) 馬立萍

Q：“傳感器”是一個(gè)寬泛的概念，貴公司主要的傳感器產(chǎn)品有哪些種類(lèi)？主要應用于哪些領(lǐng)域？

A：多年來(lái)，昆侖海岸自主研發(fā)生產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品分為工業(yè)控制、環(huán)境監測、無(wú)線(xiàn)傳感、數據采集四大類(lèi)，包括傳感器、變送器、網(wǎng)關(guān)、數據采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)數據云服務(wù)等，產(chǎn)品主要聚焦工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩大應用領(lǐng)域。

Q：2015年貴公司傳感器產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展情況如何？您認為在激烈的市場(chǎng)競爭中，貴公司傳感器產(chǎn)品的核心競爭力主要體現在哪些方面？

A：在過(guò)去的一年里，我們自動(dòng)化行業(yè)同仁都會(huì )感受到大環(huán)境對產(chǎn)業(yè)的影響，在這種情況下，昆侖海岸整合技術(shù)力量，修煉內功，完善主營(yíng)產(chǎn)品，從外觀(guān)、功能、到市場(chǎng)價(jià)格，昆侖海岸都在做更利于市場(chǎng)競爭的整體規劃。作為擁有20多年歷史的傳感器廠(chǎng)商，可以自豪地講，產(chǎn)品成本可控、產(chǎn)品低功率高性能設計、自主研發(fā)技術(shù)團隊、一線(xiàn)城市售前售后服務(wù)團隊都是昆侖海岸強有力的核心競爭力。

Q：您認為當前中國用戶(hù)對于傳感器產(chǎn)品的需求在發(fā)生怎樣的變化？在中國市場(chǎng)您看到哪些潛在的市場(chǎng)機會(huì )？貴公司未來(lái)將采取怎樣的市場(chǎng)發(fā)展策略？

A：當前，以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革迅猛發(fā)展，數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化日益成為制造業(yè)的主要趨勢。昆侖海岸適時(shí)洞察市場(chǎng)變化，早在2010年就研發(fā)出了無(wú)線(xiàn)傳感器和網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，以智慧農業(yè)和冷鏈物流為主攻方向，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)。

Q：智能化已成為自動(dòng)化行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢，對于傳感器技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)同樣如是，您如何看待這一問(wèn)題？您認為傳感器的智能化將體現在哪些方面？

A：目前，我國制造業(yè)機械化、電氣化、自動(dòng)化、信息化并存，不同地區、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展不平衡，發(fā)展智能制造面臨著(zhù)關(guān)鍵技術(shù)裝備受制于人、智能制造標準/軟件/網(wǎng)絡(luò )/信息安全基礎薄弱，智能制造新模式推廣尚未起步，智能化集成應用緩慢等突出問(wèn)題。說(shuō)到傳感器的智能化，主要體現在信息準確性、功能一致性、低功耗節能環(huán)保、外觀(guān)體積小型化等方面。

Q：請詳細介紹一款貴公司最新推出的具有代表性的傳感器產(chǎn)品，其創(chuàng )新性和智能化主要體現在哪些方面？

A ：2015年， 昆侖海岸推出了一款USB溫度記錄儀（UT-Ⅱ），它可以對產(chǎn)品所處環(huán)境的溫度進(jìn)行測量、顯示及記錄。該產(chǎn)品采用環(huán)保材料，全密封防水防潮設計，體積小巧便攜，測量準確，自帶顯示，多種方式啟停溫度采集，通過(guò)上位機可生成PDF報表?？蓮V泛應用于藥品、食品等關(guān)鍵產(chǎn)品的運輸，全程監控整個(gè)運輸過(guò)程的環(huán)境溫度。

Q：這一產(chǎn)品主要針對哪些應用領(lǐng)域？在幫助客戶(hù)實(shí)現“智能化”方面有哪些優(yōu)勢？

A：前不久出現的“疫苗問(wèn)題”，讓人們更多地了解和意識到疫苗運輸存儲過(guò)程的重要性。昆侖海岸在兩年前就專(zhuān)門(mén)針對冷鏈運輸、醫藥倉儲領(lǐng)域研發(fā)了多款無(wú)線(xiàn)智能傳感器，我們本著(zhù)即時(shí)、準確、全過(guò)程可追溯的理念，宣傳推廣智能型溫度記錄儀，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)和用戶(hù)的檢驗，產(chǎn)品已在業(yè)內得到了廣泛認可。

Q：對于未來(lái)發(fā)展，貴公司有何戰略規劃？

A：昆侖海岸對于品牌形象的核心定位是做國內領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)硬件生產(chǎn)商，未來(lái)傳感器產(chǎn)品主要服務(wù)于農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域的應用。不久前，昆侖海岸與西門(mén)子（中國）簽訂了戰略合作協(xié)議，主要為西門(mén)子研發(fā)生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)線(xiàn)用物聯(lián)網(wǎng)框架應用底層傳感器?，F階段，我們也正在與華為、京東洽談戰略合作事宜。昆侖海岸未來(lái)幾年所做的一切，都在緊跟國家的戰略指導，為“中國制造2025”助力。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年5月刊