基于物联网的高档花卉智慧大棚关键技术研究.pdf

基于物联网的高档花卉智慧大棚关键技术研究 一、立项依据 1、本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势 随着人们物质和精神文化不断提高,在各种场合,特别是喜庆布 置,家庭装饰和大型礼仪布置等方面，盆栽花卉深受大家喜欢，市场 需求量较大，国内外都进行广泛栽培。在我国，由于高档花卉生产起 步较晚，生产设施较落后，栽培技术相对落后，难以规模化生产出高 品质的花卉产品，市场竞争力不强，且主要以自然开花为主，花期较 短，供应期相对集中,商品经济效益不高. 特别是一些高档花卉,对环境要求较高，在华东地区无法在室外 栽培,因此大多采用大棚栽培.但是大棚栽培对棚内的光照、温度和湿 度等环境的控制要求比较高，传统的人工检测和调节难度较大，且精 度不高，这样使得温室的利用率比较低。目前随着科技的不断发展， 有些大棚也已经开始使用一些传感器监测大棚内的环境,但也只局限 于环境的监测.根据监测到的数据，技术人员才会对大棚的环境进行 调整。 本课题提出的基于物联网的智慧大棚主要是是利用物联网及分 布式传感器网络将温室内的光照、温度、湿度、二氧化碳含量、作物 长势、土壤质地和养分水分状况等进行采集、存储、传输、处理和输 出，再与信息转换、实时控制、专家系统相配合，按区内要素的空间 变量数据精确设定最佳施肥、灌溉、光照控制、加湿等多种农事操作, 使传统的粗放生产变为精细农作,从而可以显著提高水、肥等的利用 效率，以最经济的投入获得最佳产出。与传统的温室相比，智慧大棚， 除了能够保证棚内花卉的高质量外，还能够对温室环境的控制来调整 高档花卉的长势，使得这些花卉能够提前或者滞后进入花期,从而使 得花卉提前上市，并延长上市的时间从而获得更高的经济效益。 2、本项目研究的目的、意义 （1）全面提高花卉产品的品质，满足人们物质文化生活的需要 随着花卉产业的壮大，为了能让自己的产品在繁多的花卉市场上 具有“鹤立鸡群的效果，要求花卉产品必须力举新招牌来满足消费 者求新求异的消费心理，只有这样才能沉着应对国内外市场的激烈竞 争。实现基于物联网的高档花卉智能大棚系统正是利用科技助农技 术、提升花卉品质、丰富我国花卉种类的具体战略与举措。 (2）改善花卉特性,提高市场竞争力 通过智慧大棚的专家系统，可以调整花卉栽培过程中的一些环 境参数，如日照，日夜温度差等参数来控制花卉的长势。这就能够使 得花卉提前或者滞后上市，避开花卉集中上市的高峰时间段，从而延 长了花卉的供应期，大大提高了花卉的市场竞争力。 (3）结合新一轮农业产业结构调整，形成强势产业的需要 基于物联网的智能大棚系统，能够将传统温室大棚粗放的生产方 式彻底改变,利用专家数据库分析系统，能够科学合理利用科学技术 发展温室花卉栽培技术，使其成为一种精细农作。该技术能够有效地 促进新北区农业结构调整，增加农业产品的附加值，使农业增效、农 名增收，并逐步广泛推广,实现规模化和产业化生产，成为带动当地 经济发展的龙头，形成常州农业生产的特色产业. （4)有效地保护生态环境,发展生态农业和可持续发展的需要 实施本项目可以有效地控制和减少化学农药、化肥等对环境的污染， 保护和改善生态环境,保持农业生物多样性和生态平衡.同时,绿色植 物的栽培覆盖,能防止水土流失，对维持生态平衡起到重要作用。花 卉植物的大量栽培,能促进光合作用，有效杀灭空气中的细菌,保证人 体健康。 4、本项目研究国内外竞争情况及产业化前景 目前,物联网在温室大棚中有着广泛的应用 ,无论是从农产品种 植的培育阶段还是收获阶段，都可以用物联网的技术来提高工作效率 和精细管理.种植准备的阶段，可以在温室内布置传感器，分析实时 土壤信息，以选择合适的农作物; 种植和培育阶段，可以用物联网的 技术手段采集温度湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变 化; 农产品的收获阶段，也可以利用物联网的信息,采集传输阶段使 用阶段的各种性能,反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的 测算. 本智慧大棚项目除了完成物联网在农业中的基本应用外，还包含 以下三个平台: • 精准花卉栽培管理平台 —— 建立环境参数分析控制模型,利用 无线传感器网络监测花卉温室的局部环境参数和周边地区的区域 环境参数并加以分析,然后通过PLC实现温室机械装置的自动控制, 使花卉生长在适宜的温度、湿度、光照和CO 环境中。