摘要：隨著(zhù)設施新農業(yè)的迅速發(fā)展，人們的需求也越來(lái)越高，傳統溫室大棚已經(jīng)不能滿(mǎn)足當下市場(chǎng)的需求。智能溫室（通常簡(jiǎn)稱(chēng)連棟溫室或者現代溫室）隨之而生，智能溫室擁有綜合環(huán)境控制系統，利用該系統可以直接調節室內溫、光、水、肥、氣等諸多因素，可以促進(jìn)全年優(yōu)產(chǎn)。近幾年隨著(zhù)蔬菜大棚建設的迅速發(fā)展，智能溫室為農業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的推動(dòng)力。

一、什么是智能溫室

智能溫室也稱(chēng)作自動(dòng)化溫室，是指配備了由計算機控制的可移動(dòng)天窗、遮陽(yáng)系統、保溫、濕窗簾/風(fēng)扇降溫系統、噴滴灌系統或滴灌系統、移動(dòng)苗床等自動(dòng)化設施，基于農業(yè)溫室環(huán)境的高科技“智能”溫室。智能溫室的控制一般由信號采集系統、中心計算機、控制系統三大部分組成。

二、智能溫室貴在“控制系統”

智能溫室的“中樞系統”即智能溫室監控系統。它由傳感器、自動(dòng)化控制系統、通訊、計算機技術(shù)與專(zhuān)家系統與一體，通過(guò)預裝多種作物生長(cháng)所需的適宜環(huán)境參數，搭建溫室智能化軟硬平臺，實(shí)現對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳、營(yíng)養液等因子的自動(dòng)監測和控制。

溫室大棚內溫度、濕度、光照強弱以及土壤的溫度和含水量等因素，對溫室的作物生長(cháng)起著(zhù)關(guān)鍵性作用。溫室自動(dòng)化控制系統是以PLC為核心，采用計算機集散網(wǎng)絡(luò )控制結構對溫室內的空氣溫度、土壤溫度、相對濕度、CO2濃度、土壤水份、光照強度、水流量以及PH值、EC值等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調節、檢測，創(chuàng )造植物生長(cháng)的良好環(huán)境，使溫室內的環(huán)境接近人工設想的理想值，以滿(mǎn)足溫室作物生長(cháng)發(fā)育的需求。適用于種苗繁育、高產(chǎn)種植、名貴珍稀花卉培養等場(chǎng)地，以增加溫室產(chǎn)品產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。是高科技成果為規模化生產(chǎn)的現代農業(yè)服務(wù)的成功范例。

計算機操作人員根據種植作物所需求的數據及控制參數輸入計算機，系統即可實(shí)現無(wú)人自動(dòng)操作，計算機采集的各項數據準確的顯示、統計，為專(zhuān)家決策提供可靠依據。控制柜設有手動(dòng)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，必要時(shí)可進(jìn)行手動(dòng)控制操作。

三、溫室監控系統如何工作？

電腦通過(guò)傳感器采集各種環(huán)境參數，結合農業(yè)專(zhuān)家系統知識，作出決策并發(fā)出指令，通過(guò)手動(dòng)、自動(dòng)、計算機網(wǎng)絡(luò )（有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)）等多種方式對灌溉系統、調溫系統、調濕系統、內外遮陽(yáng)及補光系統等設備進(jìn)行控制，以創(chuàng )造適宜作物生長(cháng)發(fā)育的環(huán)境條件，實(shí)現高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的生產(chǎn)目標。

該系統可以廣泛應用于各個(gè)地區的現代化溫室、貯藏保鮮庫、養殖蓄舍等農業(yè)設施的生產(chǎn)管理，讓用戶(hù)真正體會(huì )到“科技服務(wù)農業(yè)”所帶來(lái)的便利，通過(guò)溫室監控系統的使用，農戶(hù)隨時(shí)都有“無(wú)論外邊刮風(fēng)下雨，溫室總是風(fēng)調雨順”的感覺(jué)。

四、控制系統工作原理

溫室大棚自動(dòng)化控制系統是根據溫室大棚內的溫濕度、土壤水分、土壤溫度等傳感器采集到的信息，利用RS485總線(xiàn)將傳感器信息送給485轉232的轉換器，接到上位計算機上進(jìn)行顯示，報警，查詢(xún)。監控中心將收到的采樣數據以表格形式顯示和存儲，然后將其與設定的報警值相比較，若實(shí)測值超出設定范圍，則通過(guò)屏幕顯示報警或語(yǔ)音報警，并打印記錄。與此同時(shí)，監控中心可向現場(chǎng)控制器發(fā)出控制指令，監測儀根據指令控制風(fēng)機、水泵等設備進(jìn)行降溫除濕等操作，以保證溫室內作物的生長(cháng)環(huán)境。監控中心也可以通過(guò)報警指令來(lái)啟動(dòng)現場(chǎng)監測儀上的聲光報警裝置，通知溫室管理人員采取相應措施來(lái)確保溫室內的環(huán)境正常。

五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能溫室中的應用

實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將各種感知技術(shù)、現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和人工智能與自動(dòng)化技術(shù)聚合與集成應用。

在溫室環(huán)境里，單棟溫室可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )一個(gè)測量控制區，采用不同的傳感器節點(diǎn)和具有簡(jiǎn)單執行機構的節點(diǎn)，如風(fēng)機、低壓電機、閥門(mén)等工作電流偏低的執行機構，構成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，來(lái)測量基質(zhì)濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等，再通過(guò)模型分析，自動(dòng)調控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè)，從而獲得植物生長(cháng)的良好條件。

對于溫室成片的農業(yè)園區，物聯(lián)網(wǎng)也可實(shí)現自動(dòng)信息檢測與控制。通過(guò)配備無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)，每個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)可監測各類(lèi)環(huán)境參數。通過(guò)接收無(wú)線(xiàn)傳感匯聚節點(diǎn)發(fā)來(lái)的數據，進(jìn)行存儲、顯示和數據管理，可實(shí)現所有基地測試點(diǎn)信息的獲取、管理和分析處理，并以直觀(guān)的圖表和曲線(xiàn)方式顯示給各個(gè)溫室的用戶(hù)，同時(shí)根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息，實(shí)現溫室集約化、網(wǎng)絡(luò )化遠程管理。

此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應用到溫室生產(chǎn)的不同階段。在溫室準備投入生產(chǎn)階段，通過(guò)在溫室里布置各類(lèi)傳感器，可以實(shí)時(shí)分析溫室內部環(huán)境信息，從而更好地選擇適宜種植的品種；在生產(chǎn)階段，從業(yè)人員可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段采集溫室內溫度、濕度等多類(lèi)信息，來(lái)實(shí)現精細管理，例如遮陽(yáng)網(wǎng)開(kāi)閉的時(shí)間，可以根據溫室內溫度、光照等信息來(lái)傳感控制，加溫系統啟動(dòng)時(shí)間，可根據采集的溫度信息來(lái)調控等；在產(chǎn)品收獲后，還可以利用物聯(lián)網(wǎng)采集的信息，把不同階段植物的表現和環(huán)境因子進(jìn)行分析，反饋到下一輪的生產(chǎn)中，從而實(shí)現更精準的管理，獲得更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

溫室應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可達到改善產(chǎn)品品質(zhì)、調節生長(cháng)周期、提高經(jīng)濟效益的目的。對于規模化的溫室設施而言，如果借助人工來(lái)調控溫室內的環(huán)境條件，需要大量人手和時(shí)間，而且存在難以避免的人工誤差。如果應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就只需點(diǎn)擊鼠標，在短的時(shí)間里完成人工操作，而且非常嚴謹，這也是業(yè)內看好物聯(lián)網(wǎng)在現代農業(yè)中應用的重要原因。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及應用，普通用戶(hù)可以通過(guò)計算機或手機隨時(shí)接收各種實(shí)時(shí)采集的精確傳感器數據，還可以通過(guò)遙控溫室內的視頻傳感器，觀(guān)察溫室的全面情況。產(chǎn)品出圃后，可以由對應的條形碼，隨時(shí)檢索到其流通過(guò)程。業(yè)界普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)農業(yè)智能監控系統將在設施農業(yè)中得到更廣泛應用。

六、農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體制創(chuàng )新，加速智能溫室普及應用

面對農村勞動(dòng)力大量外流的現狀，國家頒布一號文件提倡創(chuàng )新農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體制，發(fā)展田園綜合體、休閑農業(yè)園區、現代科技示范園，種植大戶(hù)、新型農民合作組織，支持龍頭企業(yè)通過(guò)兼并、重組、收購、控股等方式組建大型企業(yè)集團。創(chuàng )建農業(yè)產(chǎn)業(yè)化示范基地，促進(jìn)龍頭企業(yè)集群發(fā)展。推動(dòng)龍頭企業(yè)與農戶(hù)建立緊密型利益聯(lián)結機制，采取保底收購、股份分紅、利潤返還等方式，讓農戶(hù)更多分享加工銷(xiāo)售收益。鼓勵和引導城市工商資本到農村發(fā)展適合企業(yè)化經(jīng)營(yíng)的種養業(yè)。增加扶持農業(yè)產(chǎn)業(yè)化資金，支持龍頭企業(yè)建設原料基地、節能減排、培育品牌。