沈慧
摘 要：物联网技术近几年来发展迅速，被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。其在各行各业中逐渐得到推广应用，尤其在农业领域中的应用更是为农业发展开创了一条崭新的途径。农业物联网技术应用于葡萄种植可以帮助农户实时监控葡萄的生长状况，推进葡萄种植的自动化与智能化，实现对葡萄种植的科学管理，增产增收。该文将在简单介绍农业物联网技术的基础上，重点探讨物联网技术在葡萄种植中的应用。
关键词：农业 物联网技术 葡萄种植 应用
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0079-02
农业物联网技术是物联网技术应用于农业领域的具体体现，农业物联网是指利用射频识别（RFID）、智能传感器、网络通信等先进技术设备，将农业系统中的动植物、环境要素、生产设施工具与互联网连接起来，利用网络进行信息的实时传输和分析，实现对农业生产的智能化监控和管理[1]。农业物联网技术是对物联网技术的一种拓展，可帮助人类提高对农业系统的调控能力和对突发事件的应对能力。在当前科学技术不断发展的时代背景下，物联网技术正悄悄走进农业种植领域中来，葡萄种植中农业物联网技术的应用就是其中的典型。
1 农业物联网技术在改善葡萄种植环境中的应用
应用农业物联网技术，在葡萄种植区设置多个物联网信息采集点，进行葡萄生长环境条件的信息采集，包括葡萄种植区内的温度、湿度、光照条件、二氧化碳浓度、土壤水分、土壤养分等，利用互联网将各个信息采集点联系起来，通过网络将信息传输给终端管理平台，再由管理中心的计算机对所采集的种植环境信息进行整理分析，判断该种植环境下葡萄的生长状况，然后根据分析结果，将所需处理的事项以命令的形式传输给控制柜，对葡萄进行灌溉、施肥、喷药等。
某葡萄种植园引进物联网技术后不仅节省了人力物力，还节省了成本，提高了收入，该葡萄种植通过应用物联网技术，每亩葡萄可节省2 000余元的人工费用，施肥和灌溉的费用也节省了近50%，每年减少农药投入在300多元左右，葡萄的亩产值也由原先的每亩3万元增加到了如今的每亩3万7千多元，大大提高了种植户的收入。原先依靠经验种植葡萄的情况已被当下物联网智能化管理所取代，通过物联网技术可实时采集、存储其所在地点的各种土壤和环境参数，获得包括土壤温度、水分、空气湿度、光照度等数据，这些数据直接输入监控室的计算机内，农户点点鼠标就能及时了解结果。如果数据显示湿度不够，那么轻点鼠标发出指令，根据预先设置好的程序，自动启动水泵给葡萄喷灌[2]；另外种植园内安装了移动视频监控，农户在家中只要通过电脑或手机，就可以随时看到种植园内部的情况。
2 应用农业物联网技术实现葡萄智能化灌溉
滴灌技术是目前葡萄灌溉常用的技术之一，滴灌技术的应用在很大程度上节省了水资源，实现了水资源的有效利用，但其也存在诸多问题，例如滴头出水的孔径小，容易堵塞；灌水不均匀；关闭部分管道后，会造成管道内部压力增大，易损坏管道；灌溉时间和灌溉量很难进行精准控制等。应用农业物联网技术，引进自动变频灌溉系统（见图1），通过物联网控制箱和专家信息系统，根据所采集信息对葡萄进行精确灌溉。自动变频灌溉系统运用了变频技术，可实现水泵的自动启动和停止，不需要长时间运行，减轻了水泵的负荷，只要设定好相关参数，即可保证管道内水压和水流速度维持在一个合理的范围内，避免了对管道的损坏，减少了管道堵塞现象的发生[3]。
物联网可通过各种传感器感知葡萄种植土壤中的水分含量，当检测到土壤水分较少，影响葡萄生长时，传感器就会将信息传输给管理中心，管理中心收到信息后，发送指令将所需灌溉区域的电磁阀打开，自动给需灌溉的葡萄浇水。当灌溉到一定程度后，由专家信息系统对是否继续进行灌溉做出判断，专家信息系统可以将专家知识和相关种植经验转换为控制参数，再将其传输给控制中心，为判断当前情况提供可靠的依据。
3 葡萄种植中的智能监控
智能监控在葡萄中的应用同样也是属于物联网技术的一种，通过智能监控系统，控制中心的管理人员可直观地观察到葡萄种植区域内的人员管理情况和葡萄生长状况，为葡萄种植管理和人员调度提供了图像等直观信息，提高了管理效率。另外，通过监控摄像头传输回来的高清图像和视频，管理人员可对葡萄的生长状况做出判断，对葡萄出芽、开花、结果等过程有一个直观的了解，当发现葡萄出现病虫害或生长不良时，可直接将获取的图像和视频传输给现场的工作人员，现场工作人员再根据接收到的图像和视频，并结合物联网传感器所采集的种植环境信息和专家信息系统所提供的专家知识找出出现问题的葡萄植株，判断病虫害类型，查清葡萄生长不良的原因，并采取针对措施进行及时的处理。
智能监控系统也可实现异地实时监控，只要有网络，管理人员可在任何地方通过电脑或手机查看葡萄生长情况和工作人员管理情况，方便快捷，具有较强的时效性，其已成为葡萄种植生产管理中不可缺少的一部分。
4 葡萄种植物联网平台的构建
葡萄种植物联网平台主要包括环境信息采集系统、自动控制系统和智能监控系统等，种植园内的工作人员可通过网络访问该种植园的网站，在控制平台通过一系列的操作实现对园内各设备的控制，通过监控摄像头传输回的图像来掌握葡萄的生长状况。管理人员也可通过设置在园内的各种传感器传输回的环境监测信息来了解葡萄的生长状况，并通过专家信息系统来实现对园内葡萄生产的指导与管理。借助于物联网平台消费者可实时了解葡萄是否成熟，葡萄在种植过程中是否绿色环保，由此一来，消费者对于葡萄的质量有了更进一步的信任，从而扩大了葡萄的销量。
环境信息采集系统主要通过各类传感器完成信息的采集，物联网传感器节点是采集系统的最末端单元，在布置传感器节点时，既要保证传感器节点能准确检测到种植环境的各类参数，又要保证其能覆盖整个园区，实现系统效率的最大化。传感器节点的结构如图2所示，包括传感器模块、计算与存储模块、通信模块、电源模块，监测节点采用无线传输，每隔一定距离就布置一个监测节点，按照不同的地面高度，将监测节点层次化，在距离地面不同高度各设置一个监测节点，用以监测园内空气湿度、温度、二氧化碳浓度、光照强度等，另外设土壤pH值传感器和氨氮传感器，用支架将其分别插入土壤中。
智能监控系统（见图3）主要是对环境信息采集系统所采集的信息进行分析，根据分析结果对园内的空气、温度、湿度等做出适当调整。智能监控系统以微控制单元为控制中心，电池模块对系统进行供电，利用无线网络将采集的数据和信息传送到PC機端，再通过PC机进行显示，并与标准的葡萄生长环境信息进行比对。
5 结语
农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。葡萄种植中的农业物联网系统的是通过无线网络传输和各类传感器的监测来实现对葡萄种植的管理，实时采集葡萄种植区域的环境信息，进而进行分析、处理和预测，优化葡萄生产管理工作，避免了资金的浪费和环境污染，提高了葡萄生产管理水平，节省了人力物力，在保证葡萄质量的同时，也实现了增产增收，提高了种植户的收入。农业物联网技术是实现葡萄种植业长远发展的关键。
参考文献
[1]何勇，聂鹏程.农业物联网技术在葡萄种植中的应用[J].中国果业信息，2013，30（6）：41-43.
[2]宋艳.基于物联网技术的智能农业种植系统设计[J].现代电子技术，2013（24）：38-39，42.
[3]江媛.物联网技术发展与应用[J].电子测试，2016（5）：81，85.
