溫室大棚用上物聯網控制系統,智慧種植開啟農業發展新時代

2020-06-18 15:30:03 wxadmin

      互聯網是新一代信息技術,物聯網融合了互聯網、傳感網、傳感元件和智能信息處理相關方面的內容。物聯網最初源于網絡化無線射頻識別系統,隨后,慢慢發展成熟。我們普遍認可的一種說法是物聯網是一種基于有線和無線通信方式,通過傳感器、衛星定位、射頻識別等采集物體信息,并把這些信息上傳至互聯網,實現對現實生活中物品的精準定位識別以及監控和管理。物聯網技術在農業生產中的廣泛應用主要體現于農業服務、農業管理和農業生產經營等環節,從物聯網技術特點角度,可以把物聯網技術分成傳輸層、感知層和應用層。每一個技術層都發揮著各自的功能。

     一,感知層。感知層常作為農業物聯網的基礎,為應用層和傳輸層提供了更加可靠的數據支撐,具體來講,感知層通過衛星定位、遙感技術、智能傳感器等來全面采集日常生活中的物品信息,如農作物長勢信息、土壤信息、環境信息、產品物流信息等。

     二,傳輸層。農業物聯網中間環節傳輸層利用互聯網、移動通信網、局域網等來實現對感知層采集物體數據信息的傳輸,把數據安全穩定地傳輸至應用層。同樣的,對于應用層處理后的數據,也經過傳輸層來回饋至感知層設備終端,為農業生產提供指導。

    三,應用層。應用層可以說是整個農業物聯網的頂層環節,具體包括農產品追溯領域、大田種植領域、設施養殖領域、設施園藝領域、農產品物流領域等。在應用層,實現了數據融合、數據管理、數據預警、智能控制、診斷推理等,助推農業生產過程更加智能化、高效化、集約化的實現。

      基于物聯網的設施農業溫室大棚智能控制系統設計眾所周知,我國擁有大規模的設施農業產業,但是,設施農業大棚生產效率卻始終不高,這主要是由于技術水平的局限。設施農業溫室大棚環境參數及特點從總體上來看,園藝作物能否得到健康生長,一方面取決于自身的遺傳特性,另一方面就與所生長的環境息息相關。環境因子主要包括溫度、濕度、光照、氣體因子等,在溫室大棚內部,通過控制各項環境因子在適宜的水平,能夠有效地提高農作物的質量與產量。

      一、溫度。溫度是影響園藝作物呼吸作用和光合作用的重要因素,每一種農作物生長都有適宜的溫度范圍,并滿足“三基點”要求。“三基點”具體包括溫度下限、溫度上限以及最適生長溫度,例如:對于光合作用而言,農作物最適宜生長溫度范圍在20℃~25℃;對于呼吸作用而言,農作物最適宜的呼吸溫度范圍在36℃~40℃。需要強調的是,對于設施農業溫室大棚的環境,也應該保持一定的晝夜溫差.一般情況下,我們主要采用電熱采暖、熱風采暖、熱水采暖3種方式進行加溫,采用水分蒸發、遮陽、通風的方式進行環境的降溫。在必要的情況下,由于溫度和濕度之間存在著一定的關聯性,升溫和降溫都會引發溫室大棚內部濕度的改變,我們還要考慮到濕度改變對農作物生長的影響。

      二,濕度。濕度可以說是影響農作物生長的最重要的環境因子,一般情況下,農作物的含水量為60%~80%,而農作物的生理過程幾乎都離不開水分的參與,如蒸騰作用、呼吸作用、光合作用。對于設施農業溫室大棚而言,其內部環境的濕度是由土壤濕度和空氣濕度共同決定的。溫室大棚本身是密閉的微環境,我們常常對其進行降濕處理,一般情況下,我們可以采用通風的方式來去除空氣中多余的水分,也可以采用一定的吸附材料來降低空氣的濕度。

      三,光照強度。植物的光合作用離不開光照,并且光合作用的速率也隨著光照強度的改變而發生變化,眾所周知,對于農作物而言,每一種農作物都對應一個光飽和點。低于這個光飽和點,農作物的生長受到限制,而高于這個光飽和點,即便是光照強度加大,農作物光合作用也不再加快。大多數的農作物最適光照強度范圍8000~12000lux,而我們常常采用遮光和補光操作的辦法,能讓農作物盡可能在最適光照強度范圍內生長。利用人工光源,人為地延長光照時間或者提高光照強度進行補光操作,利用遮陽網來進行遮光操作。

四,二氧化碳濃度。植物的光合作用離不開二氧化碳的參與,我們常形象地稱二氧化碳就是農作物的“糧食”。大多數農作物生長所需的二氧化碳濃度為0.1%,而大氣中的二氧化碳濃度僅為0.03%,因此,我們有必要對設施農業溫室大棚進行人工補充二氧化碳,但是,二氧化碳濃度也不是越高越好,一旦二氧化碳的濃度很高,就會導致農作物葉面系統關閉,反而不利于光合作用的進行。

設施農業溫室大棚智能控制系統設計依據各項溫室大棚環境參數,設計的物聯網體系架構包括感知層、傳輸層和應用層,以以太網接入局域網絡,實現了對溫室大棚的自動化、智能化、科學化控制,大大提高了農業生產的效率。


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