，傳輸距離長，抗干擾性強
，測量精度高等特性保證了穩(wěn)定性
，并把數(shù)據(jù)傳送至星云天啟農(nóng)業(yè)云管控平臺，植物光合作用需要光照和二氧化碳
，當光照度達到系統(tǒng)設定值時，系統(tǒng)會自動開啟風扇加強通風
，為植物提供充足的二氧化碳
。在弱光的時候工作人員采用智能定向補光系統(tǒng)，基于植物生長環(huán)境光照不足和各階段紅藍光需光亮差異問題
，采用對應植物吸收峰值波長的紅藍兩色LED微光源
，應用分類限值設置
、分段光強檢測鉻溫度檢測
，精確計算補光量，控制LED驅(qū)動電流
，從而實現(xiàn)低耗能按需精確定量補光
。
（四）二氧化碳智能補充系統(tǒng) 植物通過吸收二氧化碳完成光合作用，進行新陳代謝產(chǎn)生養(yǎng)分
，而空氣中過多的二氧化碳含量卻反而會抑制作物的生長
，通過控制溫室大棚中的二氧化碳濃度可以有效控制植物的光合作用，采用智能二氧化碳傳感器實時檢測溫室內(nèi)二氧化碳濃度
，根據(jù)不同作物所需濃度計算補充量，從而精確控制二氧化碳產(chǎn)生設備的開啟與關斷
，將溫室二氧化碳維持在植物生長所需的最佳濃度范圍內(nèi)
，達到加快植株生長；當濃度超過系統(tǒng)設定值范圍
，通過Wiscloud二氧化碳傳感器將相關數(shù)據(jù)傳送到智慧農(nóng)業(yè)云管控平臺
，由相關工作人員做出相應控制，也可以設置自動打開與之相連的通風設備
，也可增加對作物的光照
，使之進行更多的光和作用
，從而減少二氧化碳的濃度，為植物生長提供良好的空氣含量
，提高農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)外品質(zhì)、實現(xiàn)增產(chǎn)增收
。
（五）安防監(jiān)控功能 采用人體紅外感應模塊
，當溫室大棚周邊有非法人員出現(xiàn)時，星云天啟監(jiān)控系統(tǒng)向云管控平臺發(fā)送信號并報警
，短信發(fā)送報警信息至用戶手機。它檢測的最遠距離為7米
，角度在100o左右
，可對多個農(nóng)業(yè)大棚進行360度全方位監(jiān)控可24小時不間斷工作，并可以長時間保留監(jiān)控資料
。
（六）遠程視頻監(jiān)測功能 基于3G無線網(wǎng)絡
，在溫室大棚內(nèi)每隔50米安裝一個高清攝像頭，實時捕獲溫室內(nèi)部的畫面
，將畫面數(shù)據(jù)傳輸給智慧云管控平臺。我們可以通過遠程訪問的方式來觀看溫室內(nèi)部的實時畫面
，當發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物上出現(xiàn)害蟲時
，工作人員可以及時開啟自動噴灑農(nóng)藥系統(tǒng)，可以及時的減少農(nóng)作物損失
；也可以在觸屏液晶顯示器上看到溫室內(nèi)部的實時畫面
，農(nóng)業(yè)技術人員可以隨時看到植物生長情況。
（七）遠程訪問與控制功能 采用云計算遠程控制系統(tǒng)
，這樣用戶便可以使用星云天啟主機訪問數(shù)據(jù)
，通過操作星云天啟農(nóng)業(yè)云管控平臺界面遠程控制溫室內(nèi)的執(zhí)行器件，維護系統(tǒng)穩(wěn)定
。
（八）GPRS云計算數(shù)傳模塊 智慧農(nóng)業(yè)云管控平臺接入GPRS
，用戶便可以用手機來訪問數(shù)據(jù)，了解溫室內(nèi)部環(huán)境的各項數(shù)據(jù)指標
，如溫度
、濕度、光照度和安防信息等
，實現(xiàn)云端控制
，永不掉線。
（九）控制參數(shù)設定及瀏覽 對所要實現(xiàn)自動控制的參數(shù)如溫度
、濕度
、氧氣濃度等
，進行設置以滿足自動控制的要求。用戶既可以直接操作網(wǎng)關界面上的按鈕來完成系統(tǒng)平衡參數(shù)的設置
，又可以通過電腦或手機遠程式的方式完成參數(shù)的設置
。
（十）顯示實時數(shù)據(jù)曲線 實時趨勢數(shù)據(jù)曲線可將系統(tǒng)采集到的溫室內(nèi)的數(shù)據(jù)以實時變化曲線的形式顯示出來，便于觀察系統(tǒng)某時間段內(nèi)整體的生長狀況
。系統(tǒng)可擴充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件
，能進行繪制棒圖、餅圖
，進行曲線擬合等處理
，可按TEXT格式輸出，也能進入EXCEL電子表格等office的軟件進行數(shù)據(jù)處理
。
（十一）顯示歷史數(shù)據(jù)曲線 可顯示出溫室內(nèi)各測量參數(shù)的日
、月、年參數(shù)變化曲線
，根據(jù)該曲線可合理的設置參數(shù)
，可分析環(huán)境的變化對植物生長的影響
。便于對溫室大棚運轉(zhuǎn)情況進行分析做出改進
，提高溫室大棚的生產(chǎn)效率。
（十二）分塊控制 實現(xiàn)同一個棚內(nèi)劃區(qū)域管理
，不同區(qū)域種植不同作物的要求，整套系統(tǒng)可以實現(xiàn)每個控制節(jié)點實現(xiàn)2-4個區(qū)域控制區(qū)域劃分
。每個區(qū)域有自己獨立的控制模型來適應不同的作物
。即可以實現(xiàn)每個種植區(qū)不同溫度，不同濕度
，不同氣體配置等環(huán)境技術指標
。可根據(jù)用戶需要即可以將整個大棚變成一個整體
，也可分成多個區(qū)域來進行種植
。這樣可以實現(xiàn)多環(huán)境作物同時培育，也方便一些科研實驗的多環(huán)境任務要求
。對于用戶來說可以通過智慧云管控平臺來監(jiān)測
、查詢各分塊數(shù)據(jù)，也可以對個分塊進行單獨控制和整體協(xié)調(diào)控制�
，F(xiàn)場工人和實施人員還可以對各自的控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)手動控制
。
第六章 智慧農(nóng)業(yè)的意義
（一） 加速提升農(nóng)業(yè)科技水平
我國農(nóng)業(yè)的整體科技水平較低,與世界發(fā)達國家還存在較大差距,如傳統(tǒng)的灌溉、施肥技術和農(nóng)藥
、除草劑的大量施用,不但造成生產(chǎn)成本的提高和資金的浪費,而且直接危害人畜健康,污染農(nóng)產(chǎn)品
、環(huán)境和水質(zhì)。因此需要利用能夠根據(jù)作物生長需求
、田間雜草及病蟲害分布情況,實現(xiàn)精確噴灌
、施肥及定點噴藥,減少成本和環(huán)境污染的自動控制機械與技術。例如用于除草的噴藥機械要求較高的控制精度,能夠利用計算機視覺技術進行雜草識別,進而控制噴藥的地點與用量。智慧農(nóng)業(yè)是以高科技帶動的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新技術體系,對于加速提升我國農(nóng)業(yè)科技水平,促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有十分重要的意義。
（二） 進一步增強農(nóng)產(chǎn)品競爭力
、實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)
智慧農(nóng)業(yè)是質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè),以優(yōu)質(zhì)高效為目標,追求以最少的投入實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效
。我國化肥利用率相當?shù)?僅為30 %～40 %,且氮
、磷、鉀肥施用比例不合理,中
、微量元素缺乏的情況沒有得到及時糾正,氮肥損失率高達70 %～80 %,浪費十分嚴重,肥料的增產(chǎn)效益未能充分發(fā)揮,養(yǎng)分管理和施肥技術方面的研究基礎更是薄弱
。實施智能農(nóng)業(yè),可在作物田塊內(nèi),依據(jù)特定小區(qū)的作物生長潛力投入不同水平的管理(變量播種、施肥
、噴藥等) ,提高化肥
、農(nóng)藥的有效利用率,降低農(nóng)用成本和作物中有毒物質(zhì)的殘留量,從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì),增強農(nóng)產(chǎn)品的競爭力,實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)。
（三）有效地保護環(huán)境
、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
從我國近幾十年的農(nóng)業(yè)發(fā)展來看,環(huán)境保護與農(nóng)業(yè)發(fā)展間存在著一定的矛盾,且日益嚴重
。目前中國農(nóng)村化肥、農(nóng)藥
、除草劑
、農(nóng)膜的大量使用已經(jīng)造成了嚴重的面污染,例如過量的化學氮不僅形成大氣污染源,且同過量的磷向水體淋溶,形成水體富營養(yǎng)化。實施智慧農(nóng)業(yè)可以減少因農(nóng)業(yè)化學物質(zhì)濫用造成的環(huán)境污染,是保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑
。
（四）有利于促進農(nóng)民生產(chǎn)觀念轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)技術和素質(zhì)的提高
智慧農(nóng)業(yè)使農(nóng)業(yè)勞動力的就業(yè)結(jié)構發(fā)生變化,從事密集型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力逐漸減少,農(nóng)民的知識結(jié)構也將從根本上得到改變,這是突破千百年來形成的傳統(tǒng)耕作觀念的關鍵之一
。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過密集型勞動生產(chǎn)的投入和豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗的積累而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術,也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量,只是沒有現(xiàn)代科學方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力�
，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術與電子信息技術的發(fā)展,使定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異信息、實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控
、達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能
。智能農(nóng)業(yè)技術可顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力,節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥
、能源和勞力的投入,并獲得良好的經(jīng)濟效益
。
（五）有利于促進研究開發(fā)高新技術在農(nóng)業(yè)領域的應用
智慧農(nóng)業(yè)的關鍵技術是實現(xiàn)采集地塊作物收獲量分布狀況,生成小區(qū)產(chǎn)量分布圖；根據(jù)田間作物生長條件的差別,以及田間土壤類型
、水分
、肥力
、實測的產(chǎn)量分布圖、作物栽培模型等,并綜合專家知識決定如何操作處理地塊內(nèi)小區(qū)間的條件差別,對地塊小區(qū)產(chǎn)量分布圖進行分析,定義需要進行特殊處理的區(qū)域,分析形成決策方案,生成決策圖
；根據(jù)地塊決策圖生成控制指令,對變量作業(yè)機械進行調(diào)節(jié)與控制
。農(nóng)業(yè)機械的精確定位與變量作業(yè),需要空間信息技術的支持,由于GPS、GIS
、RS 與其他傳感控制技術的發(fā)展,使變量機械的設計成為可能。如帶有谷物產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收割機能繪制產(chǎn)量分布圖,帶有GPS 與測量谷物產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收割機能繪制小區(qū)產(chǎn)量分布圖,這些產(chǎn)量分布圖反映了地塊小區(qū)的差異
；用于除草的自動監(jiān)控噴藥機械,能夠利用計算機視覺技術進行雜草識別
、進而控制噴藥的地點與用量；用于滅蟲的噴藥機械,需要相對定位,可以利用帶GPS 數(shù)據(jù)采集器繪制地塊的病蟲害分布圖,作為噴藥的依據(jù);變量施肥播種機具,能根據(jù)土壤肥力的不同,自動調(diào)節(jié)施肥量,同時也能根據(jù)土壤水分
、土壤溫度的不同,自動調(diào)節(jié)播種深度
。
第七章 總結(jié)
智慧農(nóng)業(yè)目前已經(jīng)形成一種高新技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑
。在農(nóng)業(yè)等大規(guī)模生產(chǎn)方面
，如何把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度
、光照
、降雨量等，土壤的有機質(zhì)含量
、溫濕度
、重金屬含量、PH值等
，以及植物生長特征等信息進行實時獲取傳輸并利用
，對于科學施肥、灌溉作業(yè)來說具有非常重要的意義
