农业智慧温室关键技术应用浅析

　　摘要：介绍了农业智慧温室关键技术及温度、通风、光照、水分、湿度控制和视频监控方法。

　　本文源自陈云; 杨国华， 江苏农机化 发表时间：2021-03-31 《江苏农机化》杂志是江苏省农业机械管理局主管、江苏省农业机械试验鉴定站主办的一本立足本省，面向全国，面向基层，面向农村，面向科技人员等多种需求的信息性农机科技普及刊物。自1985年创刊以来，得到了各级农机管理工作者、科技人员和机手的普遍青睐，是一本集政策性、技术性、实用性和可读性于一体的优秀农机科技刊物。

　　关键词：农业智慧温室;关键技术;应用浅析

　　农业智慧温室集农业物联网、移动互联网、云计算和大数据分析技术为一体，依托布置在农业生产现场的各种传感节点，通过智能控制和无线通信网络实现农业生产的智能感知、智能预警、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策[1]。农业智慧温室管理系统可实现每天多个时间段的独立目标设定。通过该系统，可查看当前所有自动化设备的运行状态，并进行远程自动化控制和管理[2]。

　　1关键技术

　　1.1传感器技术

　　该技术通过声、光、电、热、力、位移、湿度等信号来感知现实世界，是物体感知物质世界的“感觉器官”。

　　1.2网络通信技术

　　该技术是物联网物理系统的状态数据和应用服务的反馈信号传输的基础。

　　1.3信息处理技术

　　该技术通过对感知的数据和采集的信息进行处理、分析和决策，实现对物理实体的有效监控与管理。

　　1.4自动控制技术

　　由控制执行器接收并执行命令，最终影响物理实体状态，形成从物理世界到信息空间再到物理世界的循环过程。

　　1.5AI图像识别技术

　　该技术对图像进行不同层次的加工，以识别各种模式的目标和对象，在农业领域可用于病虫害识别等。

　　1.6智能终端设备与标准化生产管理深度整合技术

　　智能终端设备能够成功实现智能化管理，核心在于基于物联网的精准、完备的数据采集，而所有关键环节的数据采集贯穿于标准化生产管理之中。工作人员利用智能终端设备，通过智能分析系统将智能传感设备收集的数据、标准化生产管理系统所下达的任务和农产品物流运输销售信息进一步处理、整合，最终将信息反馈到生产环节，指导农业生产。

　　2技术应用分析

　　2.1温度控制

　　夏季采用自然通风和强制通风相结合的方式进行降温。控制器根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。需要降温时，首先开启顶窗系统进行自然通风，调整温室内温度。经过一段时间后，如温度达不到目标温度值，则开启侧窗系统。如自然通风不能达到温室内温度要求，则关闭自然通风，采用强制通风的方式来控制室内温度。如温度仍达不到目标要求，系统会开启温度过高报警，提示用户增加降温设备。

　　2.2通风控制

　　由室内传感器采集温室内部上、中、下位置温度值，模糊计算室内温差值。如温差值过大，系统开启循环风机。传感器同时采集室内湿度值，如湿度值偏差过大，则开启循环风机，以平衡室内湿度偏差值。还可以根据二氧化碳浓度选择开启或者关闭循环风机。通风换气装置可由电脑操作人员通过控制装置操作，也可进行定时通风设置。

　　2.3光照控制

　　1)遮光控制功能。系统将室外气象站采集的光照值与设定的目标控制值进行对比。如采集到的数值高于系统目标设定值，系统展开外拉幕进行遮光;如采集到的数值低于系统目标设定值，系统则收拢外拉幕。外拉幕的展开与收拢可以由控制器定时操作，也可由工作人员通过控制器操作。

　　2)补光控制功能。系统将室内数据采集器传回来的高灵敏度光照值与设定目标值进行对比。如采集到的数值高于设定目标值，系统自动关闭补光灯;如采集到的数值低于设定目标值，系统自动打开补光灯。系统还设置有光照累积时间值，如光照累积时间不够，补光灯会在设定时间打开进行补光。

　　2.4水分控制

　　系统将土壤湿度传感器采集的湿度值与设定目标值进行对比。如采集到的数值高于设定目标值，系统自动关闭灌溉阀门;如采集到的数值低于设定目标值，系统自动打开灌溉阀门。采取定时轮灌的方式，既能够有效保护水泵，又利于土壤更好地吸收水分。

　　2.5湿度控制

　　系统将室内湿度传感器采集到的数值与目标设定值进行对比。如采集到的数值高于目标设定值，系统自动关闭喷雾阀门;如采集到的数值低于目标设定值，系统自动打开喷雾阀门，保障湿度调整到最佳状态。

　　2.6视频监控

　　视频监控可用于探测农作物的生长情况和病虫害发生情况，并可以监控其他环境调控设备是否在正常执行命令等，为农业生产的可视化管理提供保障。