智慧温室大棚蔬菜种植技术的优势与应用关键研究_吴兆国.pdf

Z H O N G Z I S H I J I E D O I 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 8 0 7 1 2 0 2 5 1 0 0 1 9 栽培技术Z 温室大棚在实际应用中可减少气候变化对蔬菜生长能力所 造成的影响 在实现全年种植生产的基础上提升蔬菜的供应能 力 近年来 温室大棚蔬菜种植面积逐步增加 在功能方面也越 发强调各类智能化技术在其中的应用效果 智慧温室大棚也随 之诞生 智慧温室大棚在实际应用中 可通过物联网等技术获取 蔬菜生长信息 通过传感器信息传输等方式将温室内部管理工 作转为各类数据 提升蔬菜整体种植成效 为农业生产提供优质 协助 1智慧温室大棚蔬菜种植的技术优势 1 1为蔬菜提供安全防护 智慧温室大棚可通过智能化的温度控制系统 根据蔬菜不 同生长阶段的各项需求精确调节室内温度 当外界温度降低时 系统会自动启动加热设备 使棚内保持相对恒定的温度以帮助 蔬菜稳定生长 外界气温较高时大棚内高温环境容易抑制蔬菜 生长能力 部分情况下还会引发病虫害问题 此时智慧温室大棚 可利用通风系统及配套遮阳设施降低棚内温度 避免蔬菜受到 高温伤害 目前多数智慧温室大棚内部配备有先进的湿度传感 器与配套灌溉系统 可实时检测大棚内湿度的同时 根据蔬菜生 长状态进行自动灌溉或通风排湿 若大棚内湿度较低 则灌溉系 统会适时启动以增加棚内的湿度 当湿度过高时 可自动开启通 风系统 配合温度调控工作来降低棚内相对湿度 帮助蔬菜根系 保持稳定生长状态以提高蔬菜的抗病能力 1 若当前大棚内部存在光照条件不足的问题 则大棚内可安 装人工补光设备 为蔬菜提供足量光照以协助蔬菜进行高效率 光合作用 光照过强时则自动打开遮阳网以减少阳光直射强度 避免蔬菜受到强光伤害 基于物联网所构建的智慧温室大棚在 实际应用中可融合身份识别技术管理人员出入情况 规避人员 随意进出所引发的病株带入等情况 否则会损伤棚内蔬菜的生 长性能 以指纹识别 人脸识别等方式录入工作人员信息 以此 来实现精确化管理 1 2自动报警 各类蔬菜对于环境温度的要求相对较高 并且不同生长阶 段对于温度变化程度也会提出较多要求 自动报警系统可以精 确监测大棚内温度变化情况 当温度超出蔬菜生长适宜范围时 迅速发出警报 这使得种植人员能够及时采取措施 通过开启温 控设备进行升温或降温操作 配合安装湿度监测设施来实时了 解棚内湿度情况 若湿度超过预定阈值则会自动发出警报 种植 人员可根据警报信息采取通风 除湿等措施调节湿度 以营造不 适于病虫害生长繁殖的环境 充分减少农药总用量 产出更为优 质的蔬菜产品 2 自动报警系统还可以对温室大棚内的气体成分进行监测 蔬菜生长需要获取足量二氧化碳以支持其光合作用 而大棚内 环境相对封闭 这使得氨气 二氧化硫等气体容易出现浓度过高 的问题 通过设置自动报警系统可监测大棚内气体浓度实时变 动情况 若某类气体浓度过高 则系统会发出警报 种植人员可 根据警报信息采取相应的措施 通过增加二氧化碳供应或加强 通风换气等方式改善温室大棚内气体环境状态 以此来为蔬菜 的生长提供良好的条件 在实际应用中 自动报警系统还配置有 远程监控及报警功能 种植人员可以通过手机 电脑等设备随时 随地监控温室大棚内的环境参数 若各项数值发生变动 则会在 智慧温室大棚蔬菜种植技术的优势 与应用关键研究 吴兆国翟庆伟赵磊 山东省莘县农业农村局2 5 2 4 0 0 摘要 传统模式下的农业种植模式与现阶段市场需求之间存在较大偏差 并且群众生活水平的提升也使得人们越发关 注蔬菜种类丰富程度以及整体供应效果 将智慧温室大棚用于蔬菜种植管理中 可在改良蔬菜种植管理模式的基础上为种植 户提供更多生产方面的便捷式协助 协助基层农业向着现代化与智能化方向发展 本文对智慧温室大棚蔬菜种植的各项内容 展开研究 明确其应用要点以协助相关技术向着更为完善的方向进步 关键词 智慧温室大棚蔬菜 种植技术 管理模式 0 5 7 Z H O N G Z I S H I J I E 种子世界 2 0 2 5年第1 0期 总第5 0 3期 第一时间通过短信 邮件等方式通知种植人员 这使得种植人员 即便不在现场也能及时了解温室大棚内的情况 配合采取对应 管控措施来改良大棚种植管理的便捷性 尽可能减少因人工巡 检不及时而引起的各类损失问题 1 3远程监控 远程监控技术可协助种植户实现对蔬菜所处环境及生长态 势的实时掌握 借助这一功能工作人员无须时刻身处温室大棚 内 只需通过相关的监控设备和系统就能清晰了解蔬菜生长状 态 整合光照 温湿度 空气质量等种植参数 完成综合性管理调 控 种植人员通过远程监控可实时了解温室大棚内的光照情况 根据蔬菜实际需求利用智能设备调整光照强度 开启或关闭补 光设备 从而为蔬菜提供适宜的光照条件 基于视觉技术的图像信息可以反映蔬菜生长状态 病虫害 情况等定性信息 对于这些定量数据的综合分析可协助种植户 科学调整农作物的生长模式 其中相对具有代表性的便是若发 现蔬菜出现生长缓慢的情况 对各项数据进行分析来判断温室 大棚内是否存在光照不足 温度不适以及养分缺乏等情况 以此 来采取更具针对性的调整处理 远程监控功能还可协助种植户 多方位筛选农作物品质 由于各类蔬菜在前期生长中会在个体 生长能力方面出现较大差异 种植人员利用远程监控系统可对 蔬菜生长情况进行全面评估 筛选出品质较高且生长能力达标 的蔬菜类型 部分大型温室大棚中可同时种植不同种类的蔬菜 利用远程监控技术可准确了解每种蔬菜所处位置及生长状态 以此来为后续精细化管理提供协助 种植户可根据远程监控提 供的信息准确掌握蔬菜成熟度和品质情况 合理安排采摘运输 方式 从而减少物流过程中的损耗 提高物流效率 推动蔬菜第 一时间进入市场 3 无线射频识别技术在保护农作物方面发挥着重要作用 该 技术能够对农作物进行精准标识及跟踪管理 通过为每株农作 物或每组农作物配备特定的射频标签来实现对其生长的全过程 监控 各类农作物在实际生长中容易受到病虫害的侵袭 环境因 素的突然变化等因素的影响而出现产能下滑的现象 无线射频 识别技术可以实时收集农作物周围环境信息 若这些环境参数 出现异常并对蔬菜实际生长状态造成威胁 系统可第一时间发 出警报并提醒工作人员采取相应防护措施 开展病虫害防治工 作时 利用无线射频识别技术可获取农作物生长状况 种植户通 过分析这类数据可预测病虫害发生趋势 采取针对性的防治措 施 以避免病虫害在大棚内大规模暴发 从根源上为大棚蔬菜种 植提供优质协助 在物联网的大框架下 无线射频识别技术作为前端的数据 采集手段能够将各类蔬菜的生长信息传输至物联网平台 此时 平台对这类信息进行整合处理可挖掘出其中有价值的信息 其 中相对具有代表性的便是利用对多组农作物生长数据的对比分 析情况 排查温室大棚内前期生产过程中出现的各类问题 若发 现某区域内农作物生长状态出现异常 则可利用无线射频识别 技术的定位功能 找到问题农作物的位置以提高整体工作效率 降低种植工作中的各类人工成本 带动智慧温室大棚蔬菜种植 技术向着更为完善的方向发展进步 2智慧温室大棚蔬菜种植技术的应用要点 2 1身份识别系统 射频识别 R F I D 技术属于身份识别系统的主要组成部分 技术人员可于智慧温室大棚入口处安装R F I D读卡器 这类设备 的读取距离可达3 5米 帮助工作人员正常靠近入口时R F I D标 签可被迅速识别 智慧温室大棚负责方可为工作人员配发带有 R F I D标签的工牌或手环 内置唯一标识码将工作人员的各项身 份信息与权限级别实现整合 当工作人员接近读卡器时 读卡器 发射的射频信号会激活R F I D标签 此时标签将自身的标识码反 射回读卡器 读卡器接收到信号后会在短时间内 一般不超过 0 5秒 将其传输至系统数据库进行比对 若比对成功 门禁系统 会在0 2 0 3秒内自动开启 允许工作人员进入大棚 4 人脸识别技术在高端智慧温室大棚身份识别系统中的应用 频率较高 技术人员可通过在入口处安装分辨率为1 9 2 0 1 0 8 0 及以上的高清摄像头来清晰捕捉人员面部特征 人脸识别设备 采用先进的算法 其识别准确率可超9 9 智慧温室大棚所搭载 的人脸识别系统可实时捕捉人员面部图像 在0 3 0 5秒内提取 面部特征点并与预先录入的人脸数据库进行比对 若比对成功 则系统会控制门禁开启 若比对失败 则会在1秒内发出警报 指纹识别设备的识别精度可达到5 0 0 d p i以上 实际应用中可精 确提取指纹的细节特征 工作人员在使用指纹识别时只需将手 指放在识别区域 设备便会在0 2 0 3秒内采集指纹图像并进行 特征提取比对 配合人脸识别系统可精确判断大棚内部人员出 入情况 2 2智能灌溉系统 从系统构成来看 智能灌溉系统主要由传感器网络 无线通 信网络 控制器 灌溉设备 云端服务器与用户界面等部分构成 传感器网络属于整个系统的数据采集前端 其中湿度传感器的 精度可达到 3 R H 以精确化测量土壤及空气内部的温湿度情 况 而温度传感器的误差则管控在 0 5 以内 配合调控光照度 0 5 8 Z H O N G Z I S H I J I E 栽培技术Z 传感器来精确感知温室大棚内部温度变动情况 以准确获取温 室大棚内部各数据情况 智慧温室大棚中搭载的无线通信网络 负责将传感器采集到的数据传输到中心处理系统 通常采用 Z i g B e e L o R a等低功耗广域网通信技术 其数据传输速率在 2 5 0 k b p s左右可协助各项数据得以稳定传输 而控制器则是当前 系统的决策核心 可接收来自传感器的实时数据并根据预设的 算法和规则进行分析处理 技术人员在筛选控制器类型时应优 先选择处理速度可达数百M I P S的微处理器 以达到快速响应指 令的各项需求 智慧温室大棚中的灌溉设备包括水泵 阀门等 可根据控制 器的指令独立运行 此时水泵流量及其扬程可根据大棚规模以 及灌溉需求进行选择 通常情况下单次流量应保持在每小时数 立方米到数十立方米不等 整体扬程则可达数十米 将云端服务 器融合到智慧温室大棚设施管理中 可实现同时记录并处理大 量环境数据及其配套灌溉记录 在数据监测与分析方面 传感器实时采集的数据经中心系 统处理后 可建立土壤湿度变化模型以预测未来一段时间温室 大棚内部湿度变动趋势 依照实际分析结果 智能灌溉系统可精 确控制灌溉设备的整体运行情况 若土壤湿度低于预设值 如设 定为6 0 R H 时 系统会在0 1秒内发出指令自动开启水泵和阀 门进行灌溉 当湿度达到7 0 R H时 会在同样短的时间内自动 关闭灌溉设备以规避水资源浪费现象 智能灌溉系统还具备智 能联动控制功能 实际应用中可以与温室大棚内的其他智能设 备进行协同工作 当传感器监测到温室内温度超过3 0 时 系统 会自动开启通风机进行降温 而通风机的风量同样可根据温度 变动情况予以自动调节 一般调节范围为每小时数千立方米到 数万立方米 若光照低于5 0 0 0 l u x 则会自动开启补光灯进行补 光 补光灯的亮度可根据光照强度的缺失程度进行动态调整 5 2 3智能温控系统 从系统构成来看 智能温控系统主要由温度传感器 控制器 和执行器等设备组成 其中温度传感器是获取温度数据的关键 部件 莘县现代农业高新技术试验示范基地的温室大棚中分布 多个高精度传感器 这类传感器的测量精度可达 0 1 在精确 捕捉温室内不同区域温度变化情况的基础上 每隔1 0 1 5秒采 集一次温度数据 以保证当前数据具备较高实时性 控制器作为 系统的核心决策部件 主要接收来自温度传感器的实时数据 依 据预设的算法规则对其进行处理 部分智慧温室大棚会采用高 性能微处理器 其运算速度可达数百M I P S 以准确判断当前温度 是否符合作物生长需求并迅速发出相应的控制指令 风机 湿帘 加热器等设备可根据控制器的指令调节自身参 数 风机风量调控方面则要设置为每小时数千立方米 湿帘的降 温效率可达8 0 9 0 将其用于智慧温室大棚蔬菜种植中则可 有效调控室内温度 加热器的加热功率也可根据温室的规模和 温度需求进行选择 一般在数千瓦到数十千瓦不等 日常种植管 理方面 若温度传感器检测到温室内的温度低于作物生长所需 的标准值 则智能控制中心会在0 1 0 2秒内发出指令自动启动 加热系统 使其根据预设的加热功率及时进行工作以逐步提高 温室内温度 反之 若温度过高 物联网系统会迅速启动风机和 湿帘等降温设施 当温室内温度超过3 0 时 风机和湿帘会同时 开启 1 0 1 5分钟内可将温度降低5 8 以保持温室内温度相 对恒定 智能温控系统还可以与其他智能设备实现联动 若环境 温度过高 则系统可以同时开启通风设备和遮阳网 利用这类方 式充分降低温室内温度及整体光照强度 出现温室内温度偏低 的情况时 可以与灌溉系统联动 通过温水灌溉来提高土壤温 度 为蔬菜创造更加适宜的生长环境 2 4人工智能辅助决策的应用 随着各类互联网信息技术被广泛用于农业种植 智慧温室 大棚所涉及的蔬菜种植工作也越发强调人工智能辅助决策在其 中的综合应用效果 种植户可将人工智能系统所采集到的各类 历史数据与实际环境情况转为种植方案 在充分考虑温室内部 及外部环境信息的基础上 为种植户开展温室大棚内部管理工 作提供参考 协助农民更为轻松地掌握农业管理技术 以实现更 高质量的农业种植生产 综上所述 在对智慧温室大棚蔬菜种植技术展开研究时 需 要充分关注各类新型智能技术在蔬菜种植管理中的实际应用效 果 在为农民增收及农村发展注入动力的同时 也为农业现代化 发现贡献更多力量 参考文献 1 唐新苗 以物联网为基础的智慧温室大棚蔬菜种植技术 J 现 代农机 2 0 2 5 2 8 7 8 9 2 孙静静 互联网背景下智慧温室大棚蔬菜种植技术分析 J 优 质农产品 2 0 2 5 3 1 1 5 1 1 7 3 刘宝刚 物联网技术在塑料大棚蔬菜种植中的应用 J 农业工 程技术 2 0 2 4 4 4 2 1 8 2 8 3 4 王生 物联网背景下智慧温室大棚蔬菜种植技术 J 农业工程 技术 2 0 2 4 4 4 1 5 7 4 7 5 5 赵兵 王瑞铃 物联网背景下智慧温室大棚蔬菜种植技术 J 新 农业 2 0 2 4 4 1 6 0 5 9