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基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚的基礎(chǔ)上，充分運用信息技術(shù)，建成集數(shù)據(jù)采集、數(shù)字傳輸、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)控農(nóng)業(yè)機械為一體的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理體系。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理朝著低成本、可靠型、節(jié)能型、智能化和環(huán)境友好型等五大方向發(fā)展，提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力與農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，增強國際競爭力。

1　技術(shù)特色

北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司的無線傳感網(wǎng)系列產(chǎn)品以及為其專門開發(fā)的上層監(jiān)控軟件，具體特點如下：

先進的物聯(lián)網(wǎng)傳感器（JZH-0系列）技術(shù)及完全無線的硬件連接，獲得多項國家發(fā)明專利。并且在復(fù)雜的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，所有的硬件連接無論是數(shù)據(jù)采集，還是設(shè)備控制都力求“無線”。既避免了遠距離布線的費用，又不受地理環(huán)境影響，另一方面，經(jīng)過技術(shù)上的改進，在全天候的測試中已確保無線通信可靠安全。

軟件的開發(fā)征求了農(nóng)業(yè)專家、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的意見與建議，做到了界面友好、使用簡便、具有較好的用戶體驗。現(xiàn)具有如下功能：

（1）溫室大棚的各種影響因素的數(shù)據(jù)實時采集顯示，如溫濕度、光照、風(fēng)向風(fēng)速、CO2濃度、土壤墑情、土壤水分和溫度等土壤信息以及室外氣象。實現(xiàn)效果如圖1所示。

圖1 客戶應(yīng)用軟件實現(xiàn)效果圖

（2）溫室大棚的各種影響因素的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可下載到本地存為Excel文件，也可在線以折線圖表示，如圖2所示。

圖2 客戶應(yīng)用軟件實現(xiàn)效果圖

（3）遠程自動控制功能，對風(fēng)機、外遮陽卷簾、內(nèi)遮陰卷簾、補光燈、水簾、天窗等設(shè)備可進行手動開關(guān)、定時開關(guān)，并可以按照工作人員設(shè)置的某項參數(shù)情況自動開關(guān)。實現(xiàn)效果如圖3所示。

圖3 客戶應(yīng)用軟件實現(xiàn)效果圖

（4）實時高清視頻監(jiān)控以及圖像捕捉，系統(tǒng)可實時視頻監(jiān)控并定期保存大棚內(nèi)高清圖像信息，如圖4所示。

圖4 大棚高清圖像

2　經(jīng)濟效益

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，人們獲取農(nóng)田信息的方式都很有限，主要是依靠體感和經(jīng)驗，缺乏數(shù)字依據(jù)。因而當(dāng)農(nóng)作物出現(xiàn)問題時難以得到及時解決，特別是外界氣象條件和內(nèi)部環(huán)境發(fā)生突變時，難以及時得到提醒和應(yīng)對，因此經(jīng)常造成損失。如果將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用進來，農(nóng)民僅需按個開關(guān)，做個選擇，或是完全聽“指令”，就能科學(xué)合理地種植農(nóng)作物。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的作用就是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題，并且準確地確定發(fā)生問題的位置。這樣農(nóng)業(yè)將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)用藥、用水、用肥，以及畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖的精準控制，減少浪費，降低污染，加強疾病防疫與疫情防控，促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、效益提高，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效、可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)能夠給農(nóng)民帶來實惠。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，還可將農(nóng)民就地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工人，增加農(nóng)民收入。不僅勞動強度下降，而且收入有了較大提高。

以物聯(lián)網(wǎng)精細農(nóng)業(yè)“智能大棚”為例，它裝有許多傳感節(jié)點，能感知溫度、濕度、光照度、土壤溫濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點溫度、土壤成分、降水量、氣壓，還有風(fēng)力和土壤的pH值等物理量參數(shù)，同時將生物信息獲取方法應(yīng)用于無線傳感器節(jié)點，通過各種儀器、儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，為農(nóng)作物大田生產(chǎn)和溫室精準調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，如根據(jù)棚內(nèi)的溫度自動調(diào)整光照卷簾，能夠根據(jù)棚內(nèi)的濕度進行自動滴灌等，大幅度降低人工巡查的工作量，并對不安全狀況提前進行預(yù)警，通過后臺計算機輕松實現(xiàn)無人值守和遠程監(jiān)測。優(yōu)化農(nóng)作物生長環(huán)境，不僅可獲得作物生長的最佳條件，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以提高水資源、化肥等農(nóng)業(yè)投入品的利用率和產(chǎn)出率，從而實現(xiàn)生產(chǎn)資料生產(chǎn)的智能化、科學(xué)化及集約化。智能大棚實現(xiàn)了清潔綠色的同時，保證植物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，使弱質(zhì)農(nóng)業(yè)向高效優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。

對于一般用戶來說，普通日光溫室（面積約350平方米）年平均生產(chǎn)鮮菜5000公斤，年平均產(chǎn)值凈利潤10000元左右。使用智能日光溫室一方面可精確調(diào)控空氣溫濕度、二氧化碳、肥，水等農(nóng)業(yè)生長重要因素，最大限度地避免減產(chǎn)因素的產(chǎn)生，保證利潤；另一方面由于精確使用肥、水等資源，可達到節(jié)省資源的目標，主人在任意地方（只要能接入互聯(lián)網(wǎng)）都可以完成灌溉，并且大棚灌溉水管依據(jù)土壤墑情和作物用水施行精準灌溉，水怎么澆、澆多少全由自動化系統(tǒng)控制，不浪費一滴水，不但能有效提高農(nóng)業(yè)灌溉用水使用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，并且為作物提供了更好的生長環(huán)境，充分發(fā)揮現(xiàn)有節(jié)水設(shè)施的作用，優(yōu)化調(diào)度，提高效益，使灌溉更加簡約有效。

對于農(nóng)業(yè)科研來說，針對名貴品種、經(jīng)濟價值極高并且對于生長有著極其嚴格要求的農(nóng)作物或者農(nóng)科院的實驗栽培新品種，在物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)農(nóng)業(yè)專家給定的各項控制數(shù)據(jù)，遙控植物的生長環(huán)境，減少溫室中人為流動次數(shù)，使溫室內(nèi)環(huán)境更適合于農(nóng)產(chǎn)品生長，不滋生有害細菌，這樣可以對棚內(nèi)不實施農(nóng)藥，達到綠色植物的目的，使農(nóng)作物生長精確化、數(shù)字化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化。

鏈接采訪：

北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司市場部部長 馬立萍

Q：“傳感器”是一個寬泛的概念，貴公司主要的傳感器產(chǎn)品有哪些種類？主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

A：多年來，昆侖海岸自主研發(fā)生產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品分為工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、無線傳感、數(shù)據(jù)采集四大類，包括傳感器、變送器、網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)云服務(wù)等，產(chǎn)品主要聚焦工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩大應(yīng)用領(lǐng)域。

Q：2015年貴公司傳感器產(chǎn)品的市場發(fā)展情況如何？您認為在激烈的市場競爭中，貴公司傳感器產(chǎn)品的核心競爭力主要體現(xiàn)在哪些方面？

A：在過去的一年里，我們自動化行業(yè)同仁都會感受到大環(huán)境對產(chǎn)業(yè)的影響，在這種情況下，昆侖海岸整合技術(shù)力量，修煉內(nèi)功，完善主營產(chǎn)品，從外觀、功能、到市場價格，昆侖海岸都在做更利于市場競爭的整體規(guī)劃。作為擁有20多年歷史的傳感器廠商，可以自豪地講，產(chǎn)品成本可控、產(chǎn)品低功率高性能設(shè)計、自主研發(fā)技術(shù)團隊、一線城市售前售后服務(wù)團隊都是昆侖海岸強有力的核心競爭力。

Q：您認為當(dāng)前中國用戶對于傳感器產(chǎn)品的需求在發(fā)生怎樣的變化？在中國市場您看到哪些潛在的市場機會？貴公司未來將采取怎樣的市場發(fā)展策略？

A：當(dāng)前，以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革迅猛發(fā)展，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化日益成為制造業(yè)的主要趨勢。昆侖海岸適時洞察市場變化，早在2010年就研發(fā)出了無線傳感器和網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，以智慧農(nóng)業(yè)和冷鏈物流為主攻方向，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點。

Q：智能化已成為自動化行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，對于傳感器技術(shù)的發(fā)展來說同樣如是，您如何看待這一問題？您認為傳感器的智能化將體現(xiàn)在哪些方面？

A：目前，我國制造業(yè)機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展不平衡，發(fā)展智能制造面臨著關(guān)鍵技術(shù)裝備受制于人、智能制造標準/軟件/網(wǎng)絡(luò)/信息安全基礎(chǔ)薄弱，智能制造新模式推廣尚未起步，智能化集成應(yīng)用緩慢等突出問題。說到傳感器的智能化，主要體現(xiàn)在信息準確性、功能一致性、低功耗節(jié)能環(huán)保、外觀體積小型化等方面。

Q：請詳細介紹一款貴公司最新推出的具有代表性的傳感器產(chǎn)品，其創(chuàng)新性和智能化主要體現(xiàn)在哪些方面？

A ：2015年， 昆侖海岸推出了一款USB溫度記錄儀（UT-Ⅱ），它可以對產(chǎn)品所處環(huán)境的溫度進行測量、顯示及記錄。該產(chǎn)品采用環(huán)保材料，全密封防水防潮設(shè)計，體積小巧便攜，測量準確，自帶顯示，多種方式啟停溫度采集，通過上位機可生成PDF報表。可廣泛應(yīng)用于藥品、食品等關(guān)鍵產(chǎn)品的運輸，全程監(jiān)控整個運輸過程的環(huán)境溫度。

Q：這一產(chǎn)品主要針對哪些應(yīng)用領(lǐng)域？在幫助客戶實現(xiàn)“智能化”方面有哪些優(yōu)勢？

A：前不久出現(xiàn)的“疫苗問題”，讓人們更多地了解和意識到疫苗運輸存儲過程的重要性。昆侖海岸在兩年前就專門針對冷鏈運輸、醫(yī)藥倉儲領(lǐng)域研發(fā)了多款無線智能傳感器，我們本著即時、準確、全過程可追溯的理念，宣傳推廣智能型溫度記錄儀，經(jīng)過市場和用戶的檢驗，產(chǎn)品已在業(yè)內(nèi)得到了廣泛認可。

Q：對于未來發(fā)展，貴公司有何戰(zhàn)略規(guī)劃？

A：昆侖海岸對于品牌形象的核心定位是做國內(nèi)領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)硬件生產(chǎn)商，未來傳感器產(chǎn)品主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域的應(yīng)用。不久前，昆侖海岸與西門子（中國）簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，主要為西門子研發(fā)生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)線用物聯(lián)網(wǎng)框架應(yīng)用底層傳感器。現(xiàn)階段，我們也正在與華為、京東洽談戰(zhàn)略合作事宜。昆侖海岸未來幾年所做的一切，都在緊跟國家的戰(zhàn)略指導(dǎo)，為“中國制造2025”助力。

摘自《自動化博覽》2016年5月刊