智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統的具體應用論文

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智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統的具體應用論文

摘要:

傳統的農業種植模式已經很難滿足現代生活模式與需求,以傳統塑料大棚為例,不僅產量很低,也會帶來較大的汙染,且人員管理非常繁瑣,不利於蔬菜種植效益的提升。智慧溫室大棚蔬菜種植模式優勢較多,相比於傳統塑料大棚能夠大幅度擴充套件蔬菜種植髮展空間,也改變了現代農業、新型農村的格局。該文簡述了智慧溫室大棚蔬菜種植的優勢,然後分析了智慧溫室大棚建設方案,最後介紹了智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統的具體應用。

關鍵詞

智慧溫室;大棚蔬菜;種植技術

引言:

在傳統農業發展模式下,農民的澆水、施肥和打藥等農業勞動過程主要藉助已有經驗進行。在溫室大棚蔬菜種植中,需要關注澆水的時機,準確把控農藥濃度,且保證溫溼度、光照、氮元素等處於適宜的狀態。由於無法量化指標,通常依賴於人為判斷,因而經常發生誤差,也無法提高溫室大棚蔬菜種植的產量和質量。要想解決傳統農業中低效率、低產能等現象,需要積極引入智慧溫室大棚蔬菜種植技術,將各影響因素進行有效控制,改進環境條件,促進蔬菜的正常生長。

1、傳統大棚蔬菜種植的危害氣體

傳統大棚蔬菜種植會釋放很多有害氣體,如氮氣,引起有害氣體含量超標的原因較多,主要包括人員操作不當、肥料質量不合格等因素。若是施肥方法不科學,施用含量超標的肥料,將引起氮氣排放的增加,當溫室大棚內氮氣含量超出一定限度後,將導致葉片枯死,特別是對黃瓜、西紅柿、西葫蘆等蔬菜來說,對氮氣更加敏感。此外,還會存在亞硝酸氣體,當土壤呈弱酸性後,即pH值未超過5,某些菌體的作用效果將持續減弱,形成大量的亞硝酸氣體。亞硝酸氣體含量的增加,會讓蔬菜綠葉發生白色斑點,黃瓜、西葫蘆、青椒和西芹等蔬菜對亞硝酸氣體較為敏感[1].冬季嚴寒,很多農民常用煤球升溫取暖,在燃料不充分燃燒的情況下,將形成大量一氧化碳等有毒氣體,溫室大棚中碳元素也會超標,不利於蔬菜產量與質量的提升。

在預防過程中主要採取以下措施:

(1)做到施肥的科學性。溫室大棚中施用的有機肥必須需要發酵腐熱,以優質化肥為主,尿素要與過磷鈣混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少為12cm,施後及時覆土澆水。

(2)通風換氣。在天氣條件較好的情況下,要根據溫度要求及時通風換氣,遇到雨雪天氣時也應該做好通風換氣工作。

(3)農膜與地膜不能產生毒性,溫室大棚中廢舊塑料品等需第一時間清理乾淨。

2、智慧溫室大棚蔬菜種植的優勢

在蔬菜種植中需要控制好空氣溫溼度、土壤溫溼度和水肥條件,才能保證蔬菜生長的品質,實現產量提高的目的。因此要通過精準化控制各項環境因素,改善溫室大棚蔬菜種植品質,確保經濟效益逐步提升。智慧大棚主要在溫室大棚蔬菜種植中引入自動化控制系統,發揮最新生物模擬技術的作用,對棚內蔬菜生長最適宜的環境進行模擬。同時也設定了溫度、溼度、二氧化碳和光照度感測器,對溫室大棚內多項環境指標進行感知,並利用微機完成資料分析,實現對棚內水簾、風機和遮陽板等設施的全面監控,最終有效改善大棚內蔬菜生長環境。

在科技進步與發展過程中,各種智慧大棚控制系統得到了廣泛應用,實行精細化管理模式,溫室大棚內的茄子、辣椒、黃瓜和西紅柿等蔬菜都能快速生長,能夠幫助種植戶創造豐厚利潤,也促進了智慧溫室大棚的發展。在智慧大棚控制系統中主要應用了物聯網技術,設定農業物聯網感測器,管理中物聯網系統能夠有效採集實施環境資料,其中包含了光照、空氣溫度、溼度和二氧化碳濃度等資訊,在網路支援下向控制平臺傳輸[2].系統結合獲得的資料資訊完成智慧判斷,遠端控制溫室大棚中的各項裝置,達到及時調節棚內環境的目的,確保滿足大棚內蔬菜生長的要求。在溫室大棚蔬菜種植中引入智慧大棚控制系統,大幅度提升了溫室大棚生產自動化和管理智慧化水平。

智慧大棚控制系統除了可以在溫室環境方面實現精準管理以外,還具備大面積統一管理的優勢。在系統執行過程中,能夠為溫室大棚蔬菜種植提供精細化的智慧管控服務,實現對設施農業管理效果的不斷優化。這樣不僅能讓溫室大棚管理效率大幅度提升,也有效減少了管理成本的投入,為大棚蔬菜種植創造了諸多便利,能夠達到增產增收的目的,溫室大棚蔬菜種植也能逐步發展為穩定型和持續增收型產業。在中國加快推進鄉村振興戰略實施的過程中,智慧大棚控制系統將在農業智慧化發展中發揮越來越大的作用,為農業全面升級打牢基礎。

3、智慧溫室大棚建設方案

在智慧溫室大棚建設過程中,需要由多個環境監測節點完成組網,才能實時採集環境資訊,達到精準控制的目的。在各環境監測節點上需要安裝感測器,控制裝置主要有補光照明裝置、排風裝置、灌溉裝置以及報警裝置等。各節點也設定2節乾電池保證電能供應,因為節點功耗不高,所以電池使用壽命很長,在智慧溫室大棚中供電非常安全與便利。各感測器獲得的資料向上位機傳輸過程中,上位機除了可以實時顯示、控制與儲存,並自動生成溫度、溼度和光照等環節因素變化曲線圖以外,也可以藉助閘道器與Internet伺服器進行連線,達到手機遠端監測和控制等目的。建設智慧溫室大棚後,能夠實現對溫室大棚蔬菜生長情況的遠端視訊監控,也能將相關資訊實時儲存下來,為農業生產科學化管理創造條件。

在智慧溫室大棚功能設計上,主要包括以下幾點:

(1)身份識別功能。藉助RFID射頻識別技術將個人資訊顯示在上位機,使用者在系統刷卡登記後才能完成相應操作。

(2)自動報警功能。要想農業生產更加安全可靠,在大棚中發生煙霧、明火以後,利用煙霧感測器與火焰感測器進行檢測,能夠第一時間讓蜂鳴器報警得到控制,在GPRS模組支援下為使用者傳送簡訊或者是打電話,並在螢幕上清晰完整呈現大棚報警資訊。

(3)遠端監控功能。登入網頁端,即實現對智慧溫室大棚蔬菜種植的遠端監控。

(4)無線資訊採集與傳輸功能。為提高大棚蔬菜種植的產量與質量,要實時監測和控制大棚內蔬菜生長環境。環境監測節點主要由光照、空氣溫度、土壤溫溼度以及二氧化碳感測器等構成,能夠精確採集相關資訊資料[3].

(5)定時防治病蟲害功能。利用臭氧發生器,能夠在高壓、高頻電等電離作用下,讓空氣內氧氣轉化為臭氧,並定時進行殺菌,達到對溫室大棚蔬菜種植中的病蟲害防治功能。這種方式不僅具有安全、高效等優點,還降低了成本與農藥使用量,能夠達到無汙染、無殘留的要求,不斷推動智慧溫室大棚蔬菜種植增值提效。

4、智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統

在農業自動化發展過程中,除了應用計算機技術以外,也涉及微電子技術、通訊技術和光電技術等,尤其對蔬菜種植自動控制系統而言,它們是智慧溫室大棚蔬菜種植中需要重點關注的.內容。對該系統而言,主要結合蔬菜溫室控制要求建設的遠端監控管理系統,屬於可擴充套件、可操作的硬體與軟體系統。利用無線通訊方式與蔬菜溫室管理中心的計算機聯網,能夠讓蔬菜溫室單元得到實時調節與控制。

蔬菜種植自動控制系統主要構成如下:

(1)無線感測器,分別為溫溼度感測器,土壤溫溼度感測器、光感測器和二氧化碳感測器等裝置。

(2)控制器,主要有溫溼度控制器、光強控制器和土壤溫溼度控制器等,可以集中處理各感測器傳輸的資料資訊,並由計算機發出相應的控制指令。

(3)觸控式螢幕,能夠顯示各種資料,以及風機、加溼、加熱電磁閥等現場裝置的遠端控制,各種資料報表的列印等。

(4)遙控終端,通常包括手機、計算機等。

對蔬菜種植自動控制系統功能來說,包括以下幾點:

(1)檢測系統:設定多種無線感測器,將蔬菜生長環境中的溫度、溼度、pH值、光照強度、土壤養分和二氧化碳濃度等物理引數及時採集起來。

(2)資訊傳輸系統:利用本地無線網路、網際網路、行動通訊網路等通訊網路,為資料傳輸、轉換等創造有利條件,能夠提高智慧溫室大棚內環境資訊傳輸效率。

(3)資訊通過無線網路傳輸系統和資訊路由裝置傳輸到控制中心,各節點能夠自由匹配,任意監控,互不干擾。

(4)控制系統:增加攝像頭,對各溫室大棚進行監測,並藉助監控計算機對環境調整的全過程進行監控。蔬菜生長環境資訊資料等進行實時監測,將各節點資料採集起來,通過儲存、管理後能夠動態呈現各測點資訊。同時結合掌握的資訊資料自動灌溉、施肥、噴施、降溫和補光等,發揮歷史資料儲存、查詢、報警和列印等作用[4].

(5)遠端控制系統:行動電話終端使用者能夠了解蔬菜棚的工作狀態,藉助手機實時釋出指揮控制裝置。

蔬菜種植自動化控制系統不僅安全可靠,適應性也很強,能夠提高蔬菜種植智慧化水平,為綠色健康蔬菜種植奠定了良好基礎。蔬菜自動種植控制系統融合處理大量的農業資訊,確保技術人員可以完成多個蔬菜棚環境的監控與智慧管理,讓蔬菜生長環境得到改善,真正實現增產、提高質量、調節生長週期、提高經濟效益等目標,也達到集約化農業生產、高產、優質、高效、生態、安全的目的[5].

5、結語

總之,近年來人民生活水平不斷提高,在蔬菜栽培自動化控制系統建設與應用上有著更高的要求,產品附加值越來越高,經濟效益也不斷提升。通過光照、溫度、溼度、二氧化碳、土壤等監測與自動化控制,推動現代農業發展再上新臺階,也是智慧技術在農業生產中作用的體現。實行智慧溫室大棚蔬菜種植技術,為蔬菜種植技術提供量化指標作為參照,這樣蔬菜種植產量與品質得到保障,可操作性也大幅度提升,不僅可以實現增產創收的目的,也為產業鏈的形成創造了有利條件。

參考文獻

[1]胡瓊香基於物聯網的智慧溫室大棚蔬菜種植技術[J]江西農業,2019(14):13-17.

[2]劉欣"網際網路+"設施蔬菜智慧決策管理系統設計與驗證[J.江蘇科技資訊,2018,35(29):62-64.

[3]孫通農業氣象物聯網在蔬菜大棚中的應用[J]現代農業科技2020(16):164-171.

[4]何淑紅設施大棚蔬菜生產技術與發展趨勢研究[J].農村實用技術2020(08):11-12.

[5]膽溫室大棚蔬菜種植技術試析[J]農民致富之友,2020(13):50-50.