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2023-03-13
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智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.
[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.
[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.
[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.
[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
;“在蔬菜生产管理系统软件我蔬菜生产管理系统软件的理解里蔬菜生产管理系统软件,农业一定是以农产品本身作为产品的”
中国农产品面临的问题之一是产量与品质的平衡,现状是很多农户过于注重产量而忽视质量,因而产生缺乏稳定可信的销售渠道、地头价被不断压低等问题。有一大批企业正在着眼于农产品质量问题,运用数字农业技术进行农产品生长过程检测,生产出有品质保障、可追溯的农产品。
近日,35斗采访了「易农 科技 」创始人董瑞芳,他为我们讲述了中国农产品面临的困境以及「易农 科技 」给出的解决策略。在董瑞芳眼中,卖肥料、卖软件服务、做互联网都不能算做农业公司, 真正的农业公司是以种植为手段,以农产品为最终产品,以服务消费者为目的的公司。
一、曾在国务院、财政部实习,从钢铁行业回归农业创业
“农业是一个‘漫长’的行业,你永远不用担心这个行业垮掉。”
「易农 科技 」成立于2014年,为农户、政府、大型企业提供农业技术、物联网技术、基于数字化园区管理系统的软件咨询、农业地理信息系统、第三方植保等服务,最终希望向市场提供100%安全的蔬菜。
创始人董瑞芳本科就读于北京大学经济学院,硕士被保送至财政部财政科学研究院。在周围人看来,农业与董瑞芳毫无关系,但其实,他在北大上学时的经历早就埋下了日后转行到农业领域的种子。
其实,农村出身的董瑞芳的每一段经历都与农业息息相关。上学期间,他得到的两次实习机会都阴差阳错的和农业相关。在读研二时,申请到去财政部农业司实习的机会,负责新农村建设相关工作调研;凭借研究课题申请到“国务院发展研究奖学金”,得到了去国务院实习的机会,当时所在的部门是国务院发展研究中心农村部,负责农民工战略问题研究等调研工作。大量的实地调研使得他产生了一个很深刻的感受—— “农业是一个‘漫长’而重要的行业,你永远不用担心这个行业垮掉”。中国必须要有一帮真正干农业的公司来改变生产端低效率低素质的管理方式。
毕业后,董瑞芳进入钢铁行业,他坦言“在钢铁行业做了2年多,我就感觉这个行业不如我在干农业的时候心情那么平顺,因为我永远感觉到钢铁行业在走下坡路”。经历了一番挣扎,董瑞芳决定回归农业,做自己喜欢的事。
在入行之初,董瑞芳就提出了这样一个问题——中国的二元经济结束后,国民收入水平开始上升,劳动力价格也在不断提高,按理说农产品价格也应该随之提升,但实际情况就是农产品价格仍然很低。董瑞芳认为,根本问题不在于流通环节,而在于生产环节, “中国没有商品化的农产品” 。所谓商品化农产品最基础的要求是:通过 社会 分工和引入 科技 体系使生产端标准化,即对农药、化肥、生产过程的有效管理,从而让生产者,或第三方植保,或金融机构,具有承担农产品质量违约赔偿责任的能力和义务。如果农残超标,追溯到一个贫困户,让他承担全部后果,那么这种追溯毫无意义。
董瑞芳希望「易农 科技 」能为中国传统农业提供全方位的第三方服务,这一定位是基于此前在无土栽培和有机农业领域不成功的 探索 。他认为,有机蔬菜很难推动中国蔬菜技术端的进步,并没有提高中国蔬菜的管理水平,很多入行的人只是在靠情怀推动。而无土栽培的市场尚待考证,不能带动整个蔬菜行业发生变革。
二、中化MAP+一亩田=「易农 科技 」?
目前,「易农 科技 」已经形成了较成熟的五项较成熟的服务。
Ⅰ 农业技术服务 :包括栽培技术、栽培方式的选择、土壤的调配。比如「易农 科技 」在新疆塔克拉玛干沙漠的一个项目,想要在这样一片盐碱地里实现高产,就必须改造土壤,「易农 科技 」的做法是将当地沙子、东南亚的椰糠和有机肥配成土壤,上层铺设防水层,下层铺设地膜来降低蒸发。
Ⅱ 物联网服务: 物联网设备是目前主要开发的产品,包括日光温室的智能控制仪、pwm变频水肥一体机、智能电子秤、鱼菜共生数字化解决方案等。
Ⅲ 基于数字化园区管理系统的软件咨询服务: 这一套系统适合多品种种植、5000亩以上的园区,包含GIS、地块管理、农事管理、北斗定位、销售与追溯、财务系统、积温积光分析等上百项功能。
Ⅳ AIGIS 农业地理信息系统: AIGIS即agriculture information Geographic information system,农业信息地理信息系统,将每一个地块的边界用电子围栏的方式绘制出来,并收集地块的种植者联系方式、农事、病虫害、采收计划、作物长势和成熟度、农资投入品等信息。基于这些标准化的信息,对接商超、渠道商、批发市场等。帮助农户以有竞争力的价格卖出,帮助商超等拿到安全、标准化、可追溯的蔬菜。
Ⅴ 第三方植保服务: 主要服务对象是在大型农业企业辐射范围之外的小农户。易农与农户签订三方协议,负责承担农残、产量等风险,而小农户只需对自己种的菜服务。在这里,董瑞芳提出了一个观点—— “农产品的地头价之所以被杀得那么低,就在于在品质和产量之间做选择的时候,大多数人选择了产量,因为小农户无法负担选择品质之后昂贵的农药检测费用。” 而这是「易农 科技 」希望通过植保担保服务,让农户兼顾质量和产量,他认为这是中国农业未来发展的必由之路。
以上五项服务可以说都是「易农 科技 」为“菜师兄”品牌的推广搭建供应链体系的过程,董瑞芳的最终目的是——提供安全蔬菜。我们可以将「易农 科技 」的模式理解为 “中化MAP 一亩田” ,从农产品的生产和分销两个方面入手,真正解决农民问题。
还在北大上学时,董瑞芳在一门课上听到老师提到的一个观点,“食品行业是一个天然垄断的行业,它一定是高度品牌化的”。这让董瑞芳联想到中国蔬菜行业缺少品牌,蔬菜行业未来一定会是品牌非常集中的行业。蔬菜是一个消费频次最高、和 健康 关联度最大的行业,远甚于饮料、零食。他希望能打造一个提供安全、平价蔬菜的品牌。于是开始打造“菜师兄”品牌。董瑞芳希望这样的品牌,不同于成本高昂的有机蔬菜,不同于粗放种植的传统蔬菜业,提供一系列安全、平价的蔬菜,让农户、消费者、平台都能受益。
三、农业是个好行业吗?
自营基地的选择上,「易农 科技 」主要会有几点考虑:第一是自然环境适合,如光照条件、水环境;第二是区位因素,不能离大型城市太远;第三是品种选择,叶菜类选择小白菜、小油菜,茄果类选择西红柿。第三方服务方面,现在已服务12个大型园区,2万多农户,合作客户有盛丰农业、花香药谷、鑫茂祥农业、丰农控股、天天学农等。
从2014年进入农业这一行,董瑞芳始终认为,农业是个好行业,是个值得花一辈子时间去做的行业。
变化的是,最初入行时他以为做得成不成功在于能不能吃苦。后来发现这个行业需要来自各行各业的技术不断地实验、优化,才能解决农业生产的标准化问题,不是靠几个人辛苦就可以解决的。
相比其他农业 科技 企业,「易农 科技 」最大的优势在于有自营的生产种植基地、有全套的数字农业服务体系、有稳定可信赖的农产品销售渠道。董瑞芳认为,「易农 科技 」的落脚点不在 科技 ,在农业,这两者的区别在于前者卖的是服务,后者卖的是农产品, 科技 只是手段而非目的。
虽然「易农 科技 」最终想要做的是建立农产品品牌,但在现阶段农产品质量没有保障的时候,董瑞芳希望给所有的农业种植企业提供全方位的第三方服务,帮助传统种植业转型升级。时机成熟后,打造「易农 科技 」自己的供应链系统,实现安全蔬菜得以产业化供给这一目标。
所以,「易农 科技 」未来要做的事情很明确,第一步是优化现有的五大数字农业服务体系;第二步是打造“菜师兄”农产品品牌或品控品牌,构建一个中国自己的安全蔬菜品牌。
( 图源: 受访者)
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