魯玲

摘? 要：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)領(lǐng)域的具體應(yīng)用，利用農(nóng)業(yè)信息感知、傳輸、處理等關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于葡萄種植可以幫助農(nóng)戶實(shí)時(shí)監(jiān)控葡萄的生長(zhǎng)狀況，推進(jìn)葡萄種植的自動(dòng)化與智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄種植的科學(xué)管理，增產(chǎn)增收。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);葡萄種植;應(yīng)用

中圖分類號(hào) TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ? 文章編號(hào) 1007-7731（2018）23-0122-03

1 基本情況

全椒灣橋果樹種植農(nóng)民專業(yè)合作社成立于2014年11月，主要從事葡萄種植銷售及苗木種植技術(shù)咨詢，成員出資額100萬(wàn)元，現(xiàn)有成員15戶，擁有葡萄基地13.3hm2（其中牧龍山片6.67hm2）。合作社組織機(jī)構(gòu)健全，運(yùn)行管理規(guī)范，現(xiàn)有辦公經(jīng)營(yíng)用房超過(guò)100m2，常年員工4人，其中技術(shù)人員2人，聘短期用工20多人。其生產(chǎn)的葡萄主銷南京、合肥等地，成熟期間吸引周邊城市眾多游客入園采摘。全椒六鎮(zhèn)鎮(zhèn)牧龍山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)的葡萄片區(qū)是全椒灣橋果樹種植農(nóng)民專業(yè)合作社的重點(diǎn)種植基地，種植了夏黑、美人指等不同熟期的葡萄，采用避雨栽培、滴灌等技術(shù)，科技含量較高。園區(qū)地勢(shì)平坦、規(guī)模連片，土壤肥沃、交通便利、水源充足、溝渠配套、電力暢通、網(wǎng)絡(luò)開通，葡萄品種優(yōu)良，種植水平較高，為物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供了良好的基礎(chǔ)條件。

2 建設(shè)背景

近年來(lái)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、加工、消費(fèi)以及農(nóng)村社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、管理等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)從粗放式、經(jīng)驗(yàn)性管理到精細(xì)化、科學(xué)化管理的快速轉(zhuǎn)換，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境，產(chǎn)生巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，是加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的有效途徑，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定具有重大推動(dòng)作用。為了貫徹落實(shí)中央和省、市、縣政府工作部署，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)服務(wù)方式，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，提高資源利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)效率，加快現(xiàn)代化建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)村社會(huì)進(jìn)步，同時(shí)為了強(qiáng)化綜合服務(wù)平臺(tái)保障，穩(wěn)步擴(kuò)大示范規(guī)模，努力打造全省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程典范，做好農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融合的高新技術(shù)應(yīng)用示范，全椒縣農(nóng)委在灣橋果樹種植農(nóng)民專業(yè)合作社建設(shè)了葡萄物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)種植示范點(diǎn)。其目的：一是實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)葡萄種植的環(huán)境狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、報(bào)警提醒、設(shè)備控制和信息追溯以及葡萄苗情、墑情、病蟲情、災(zāi)情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，建立葡萄精細(xì)種植全過(guò)程的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范;二是實(shí)現(xiàn)對(duì)合作社葡萄基地的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高管理能力;三是實(shí)現(xiàn)葡萄園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的全方位宣傳展示，擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)影響力。

3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

為了應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)種植、科學(xué)監(jiān)測(cè)，提升農(nóng)業(yè)效益，該示范點(diǎn)建立了1個(gè)智能生產(chǎn)管理平臺(tái)、1個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用控制中心和1個(gè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。

3.1 智能生產(chǎn)管理平臺(tái) 以物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)基地生產(chǎn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。合作社智能生產(chǎn)管理平臺(tái)主要包括葡萄精細(xì)種植管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和葡萄園區(qū)視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用2部分。

3.1.1 葡萄精細(xì)種植管理 主要是在監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝氣象、土壤環(huán)境傳感設(shè)備以及視頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)和視頻影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)合作社的通信網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)至物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)空氣和土壤環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、閾值超限自動(dòng)報(bào)警，葡萄苗情、病蟲情、災(zāi)情的視頻監(jiān)控，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)控制系統(tǒng)，做到遠(yuǎn)程管理、在線診斷，實(shí)現(xiàn)葡萄種植物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)管理。同時(shí)通過(guò)手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)智能查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程控制，并通過(guò)短信自動(dòng)提醒。其系統(tǒng)功能如下：

（1）環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)：對(duì)園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，將園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照葡萄生產(chǎn)環(huán)境分為空氣、土壤2個(gè)層面，每5min采集傳輸1次數(shù)據(jù)。空氣層面有空氣溫濕度、光照強(qiáng)度傳感器作為園區(qū)氣象數(shù)據(jù)采集站，及時(shí)掌握?qǐng)@區(qū)的大氣環(huán)境狀況;土壤層面有土壤溫度、土壤水分傳感器，及時(shí)掌握該區(qū)域土壤環(huán)境狀況。將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可通過(guò)電腦或手機(jī)端對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)查看和歷史數(shù)據(jù)查詢。

（2）環(huán)境預(yù)警：通過(guò)在系統(tǒng)中設(shè)置各種環(huán)境數(shù)據(jù)的閾值，如土壤濕度閾值，超過(guò)設(shè)置的閾值，將觸發(fā)“預(yù)警子系統(tǒng)”，超警信息通過(guò)相應(yīng)渠道（手機(jī)短信、微信和系統(tǒng)平臺(tái)等）發(fā)送給用戶和相關(guān)管理人員，短信預(yù)警功能設(shè)置群組群發(fā)功能，用戶收到預(yù)警信息后立即對(duì)異常情況進(jìn)行處理，系統(tǒng)可以自動(dòng)保存預(yù)警信息，用戶可以查詢歷史環(huán)境預(yù)警的詳細(xì)信息，如預(yù)警信息、處理過(guò)程、處理時(shí)間、處理后效果。

（3）設(shè)備控制：根據(jù)葡萄在各生長(zhǎng)周期對(duì)環(huán)境的需求不同，系統(tǒng)自定義設(shè)置環(huán)境參數(shù)預(yù)警區(qū)間，對(duì)灌溉水泵設(shè)備開啟的頻率和時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置，以及設(shè)置各設(shè)備開啟的先后順序，實(shí)現(xiàn)分步控制，完成自動(dòng)灌溉等控制，并可通過(guò)電腦、手機(jī)實(shí)現(xiàn)灌溉等手動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)葡萄精細(xì)化、智能化管理。系統(tǒng)可以記錄每次控制操作信息，用戶可以查詢歷史的操作情況。

（4）數(shù)據(jù)管理：可以查看園區(qū)的實(shí)時(shí)種植數(shù)據(jù)信息，包括不同品種、土壤溫濕度情況，可以通過(guò)選擇數(shù)據(jù)的名稱、種植品種等進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢篩選，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)采集歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，可以選擇查詢每日、每周、每月的環(huán)境參數(shù)（土壤溫濕度等）的變化趨勢(shì)。對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的環(huán)境原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、分揀和融合，綜合得出系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)告，形成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和報(bào)表，通過(guò)直方圖、餅圖、曲線的方式進(jìn)行表現(xiàn)處理。可以計(jì)算每日平均數(shù)以及某時(shí)段的最高值、最低值，以及數(shù)據(jù)求和，數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出、打印等。

（5）視頻監(jiān)控：軟件系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)查看園區(qū)的視頻監(jiān)控圖像，通過(guò)電腦端和手機(jī)端隨時(shí)可遠(yuǎn)程控制攝像頭，設(shè)置步長(zhǎng)1～4，360°無(wú)死角旋轉(zhuǎn)、20倍變焦，視頻圖像達(dá)到200萬(wàn)像素以上，時(shí)刻監(jiān)控葡萄苗情、病蟲情、災(zāi)情和生長(zhǎng)發(fā)育以及周邊環(huán)境等情況，視頻數(shù)據(jù)保存15d。

（6）生產(chǎn)管理日志：生產(chǎn)管理日志可以供生產(chǎn)者記錄生產(chǎn)工作具體情況，如整地、種植、施肥、用藥等日常工作的電子詳細(xì)記錄，記錄各生產(chǎn)管理過(guò)程的時(shí)間、操作人、操作方法和操作結(jié)果。

（7）手機(jī)端遠(yuǎn)程管理：用戶安裝智能生產(chǎn)管理手機(jī)端應(yīng)用系統(tǒng)，可通過(guò)手機(jī)查看到園區(qū)的空氣溫濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，也可實(shí)時(shí)查到基地的視頻數(shù)據(jù)，并可以控制攝像頭角度和焦距。通過(guò)系統(tǒng)，使用手機(jī)端對(duì)灌溉設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。

3.1.2 葡萄園視頻監(jiān)控 在園區(qū)安裝智能球和槍式攝像頭，建立視頻監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)監(jiān)控全覆蓋。通過(guò)電腦、手機(jī)可實(shí)時(shí)查看到整個(gè)園區(qū)的視頻影像數(shù)據(jù)。能夠發(fā)現(xiàn)攝像頭視野內(nèi)的移動(dòng)物體，并在應(yīng)用中心向管理者進(jìn)行提醒報(bào)警。在最北邊的葡萄園安裝1個(gè)高音喇叭，應(yīng)用者通過(guò)高音喇叭向移動(dòng)物體喊話，令其離開。安裝智能球1個(gè)、360°巡視園區(qū)道路、周邊及整個(gè)園區(qū)狀況，在相關(guān)道口安裝7個(gè)槍式攝像頭，將智能球和槍式攝像頭的視頻實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到硬盤錄像機(jī)，回看時(shí)間達(dá)到15d。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用控制中心 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用控制中心設(shè)置在合作社管理區(qū)辦公室內(nèi)。依托縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，將項(xiàng)目的視頻信號(hào)、信息數(shù)據(jù)等應(yīng)用系統(tǒng)接入縣平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)功能。辦公室配有1臺(tái)計(jì)算機(jī)和1臺(tái)顯示器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用全椒縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻、報(bào)警、水泵控制的統(tǒng)一管理和物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)功能的展示。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，用于存儲(chǔ)園區(qū)綜合應(yīng)用平臺(tái)的視頻和傳感信息及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并提供業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)園區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)信息，是園區(qū)各項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。各環(huán)節(jié)采集的信息必須輸入數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)無(wú)縫交換。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、應(yīng)用由縣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中心的服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行，主要包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)、交換機(jī)和防火墻及其配套設(shè)施。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心分為基礎(chǔ)設(shè)施層和數(shù)據(jù)服務(wù)層，上層應(yīng)用軟件系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)層向下延伸;基礎(chǔ)設(shè)施層向上發(fā)展，演變成智能架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的自動(dòng)化。視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于項(xiàng)目的硬盤等設(shè)備中。

4 基本配置

4.1 系統(tǒng)配置 園區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)系統(tǒng)配置：球機(jī)1個(gè)，在葡萄架下，距地面高約1.4m，覆蓋相應(yīng)區(qū)域;空氣溫濕度、光照強(qiáng)度傳感器各1個(gè)，在葡萄架與避雨棚之間，距地面高約1.8m;土壤溫濕度傳感器各1個(gè)，在地下距地面約15cm的土層。另有數(shù)據(jù)采集器（含網(wǎng)關(guān)）、設(shè)備控制器各1個(gè)，立桿2根，以及其他輔助設(shè)施。水泵、滴灌系統(tǒng)等生產(chǎn)設(shè)備由合作社提供。

4.2 設(shè)備配置 園區(qū)設(shè)備配置為計(jì)算機(jī)1臺(tái)、顯示器1臺(tái)、硬盤錄像機(jī)1臺(tái)、硬盤1個(gè)和相關(guān)輔助設(shè)備。合作社原有50M寬帶可用于信息網(wǎng)絡(luò)傳輸。

5 綜合效益

5.1 經(jīng)濟(jì)效益提高 應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立從產(chǎn)前、產(chǎn)中到產(chǎn)后的全程智能控制農(nóng)業(yè)體系，通過(guò)宏觀資訊及智能決策實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和指揮部署;通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中自然及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境關(guān)鍵信息的采集、傳輸和分析，實(shí)現(xiàn)專家診斷和及時(shí)采取技術(shù)對(duì)策。因此，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用極大地改變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)組織方式和技術(shù)傳播方式，提高農(nóng)業(yè)的管理效率和技術(shù)水平，明顯提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量，提升質(zhì)量與安全性，節(jié)約生產(chǎn)物耗與成本，從而大幅度地提高經(jīng)濟(jì)效益。園區(qū)葡萄單產(chǎn)1.87萬(wàn)kg/hm2，產(chǎn)量穩(wěn)定，損失減少1%，異形果減少5%，果穗顆粒大小均勻，質(zhì)量和售價(jià)有所提升;同時(shí)，用水用肥用藥精準(zhǔn)，人工大幅度減少，成本約減少10%。整個(gè)園區(qū)年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄12.5萬(wàn)kg，銷售收入125萬(wàn)元，年成本90萬(wàn)元，年純收入35萬(wàn)元，利潤(rùn)率28%。與物聯(lián)網(wǎng)未建之前相比，共增收14.925萬(wàn)元，其中：銷量增加增收1.25萬(wàn)元，質(zhì)量、售價(jià)提高增收12.375萬(wàn)元，投入品減少增收0.3萬(wàn)元，減少1個(gè)零時(shí)工增收1萬(wàn)元。

5.2 社會(huì)效益提高 通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合完善的基礎(chǔ)設(shè)施條件，推廣優(yōu)良品種和種植技術(shù)，建成全縣農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、學(xué)習(xí)新技術(shù)的窗口，提升葡萄種植管理信息化水平，推動(dòng)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，提高種植經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)葡萄產(chǎn)業(yè)扶貧脫貧，具有重大的示范帶動(dòng)意義。

5.3 生態(tài)效益提高 通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，可以及時(shí)掌握葡萄園區(qū)空氣和土壤環(huán)境等數(shù)據(jù)以及葡萄長(zhǎng)勢(shì)、病蟲害發(fā)生情況，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指導(dǎo)葡萄種植，科學(xué)防治病蟲害和澆水施肥，減少用藥、用水和用肥，既是綠色生產(chǎn)又保護(hù)了環(huán)境，提高了葡萄質(zhì)量和品質(zhì)。

6 結(jié)語(yǔ)

葡萄種植中的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸和各類傳感器的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄種植的管理，實(shí)時(shí)采集葡萄種植區(qū)域的環(huán)境信息，種植者在辦公室可以時(shí)刻關(guān)注葡萄的生長(zhǎng)狀況，點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，發(fā)發(fā)短信就可以對(duì)葡萄的生長(zhǎng)了如指掌，尤其是對(duì)葡萄園區(qū)土壤水分和養(yǎng)分進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)，使品質(zhì)和質(zhì)量得到了保障，節(jié)約了葡萄種植成本，綜合效益大幅度提高。在生產(chǎn)管理上，由原來(lái)的田間地頭技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)視頻指導(dǎo)服務(wù)和技術(shù)資料查詢，可實(shí)現(xiàn)多位專家多視頻同時(shí)指導(dǎo)服務(wù)，對(duì)農(nóng)戶的服務(wù)更加周到、及時(shí)、全面，充分發(fā)揮合作社的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)更多的農(nóng)民從事設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)了葡萄種植健康可持續(xù)性發(fā)展。

（責(zé)編：徐世紅）