二十四小時自動採集當前環境資訊，並採用主動方式傳送採集到的資料，資料經無線感測網路傳遞至中心控制平臺。特別是溫室大棚，透過這種以資料位中心的網路，管理人員可以隨時查詢各溫室大棚以及大棚內各個節點當前環境資訊，具有高度的實時性和精確度。標籤發射訊號時間間隔可根據使用者實際要求調節，整個過程無需人為干預。

系統中心監控平臺對採集標籤採集的資料進行分析與處理，透過事先設定的閥值範圍，系統可以自動啟動與調節風機、捲簾機、空調、光照、灌溉等裝置，為農作物提供一個最適宜的生長的環境。

智慧農業環境監控系統組成

該系統包括 ：感測終端、通訊終端、無線感測網、和應用軟體平臺。

1、感測終端：無線空氣溫溼度感測器、無線光照感測器、無線土壤溫溼度感測器、無線 CO2感測器、無線基站（傳輸中繼Relay）、透過無線基站將採集資料傳輸至監控中心，以指導生產。

2、通訊終端及感測網路建設：溫室大棚無線感測通訊網路主要由如下兩部分組成：溫室大棚內部感知節點間的自組織網路建設；溫室大棚間及溫室大棚與農場監控中心的通訊網路建設。前者主要實現感測器資料的採集及感測器與執行控制器間的資料互動。溫室大棚環境資訊透過內部自組織網路在中繼節點匯聚後，將透過溫室大棚間及溫室大棚與農場監控中心的通訊網路實現監控中心對各溫室大棚環境資訊的監控。

3、控制終端：溫室大棚環境智慧控制單元由測控模組、電磁閥、配電控制櫃及安裝附件組成，透過GPRS模組與管理監控中心連線。根據溫室大棚內空氣溫溼度、土壤溫度水分、光照強度及二氧化碳濃度等引數，對環境調節裝置進行控制，包括內遮陽、外遮陽、風機、溼簾水泵、頂部通風、電磁閥等裝置。

4、應用軟體平臺：透過應用軟體平臺可將土壤資訊感知裝置、空氣環境監測感知裝置、外部氣象感知裝置、影片資訊感知裝置等各種感知裝置的基礎資料進行統一儲存、處理和挖掘，透過中央控制軟體的智慧決策，形成有效指令，透過聲光電報警指導管理人員或者直接控制執行機構的方式調節設施內的小氣候環境，為作物生長提供優良的生長環境。

（1）實時檢測

（2）儀器設定與報警

（3）報警管理與實時執行資料

（4）查詢歷史資料、生成報表

（5）報警查詢

使用智慧農業環境監控系統的好處（優勢）

1、建立無線網路監測平臺，能對農產品的生長過程進行全面監管和精準調控

植物只有在一定的環境範圍內才能夠生長。環境對生長的影響是 綜合的，它既可以透過影響光合、呼吸、蒸騰等代謝過程，也可以通 過影響有機物的合成和運輸等代謝過程來影響植物的生長，還可以直 接影響土溫、氣溫，透過影響水肥的吸收和輸導來影響植物的生長。

1、溫度和溼度：作物的生長與溫度和溼度有密切關係，塑膠大棚的 控制引數中，溫度與 溼度檢測、控制是主要引數之一。

2、土壤乾燥度：作物生長需要水份，在設施農業中如何灌水，做到 既不影響作物生長又 不浪費水資源是至關重要的問題。

3、CO2：農作物生長髮育離不開光合作用，而光合作用又與 CO 2 有 關，所以控制 CO 2 的濃度，有利於作物的生長髮育。

4、光照度：採用光感測器來檢測和控制光照強度，使作物可以得到均勻一致的光照。

5、土壤養分：土壤養分依賴於施肥，合理施肥不僅可以提高作物產 量，而且可以避免過量施肥而造成不必要的損失。 相關資料表明，在可自動控制室內的溫度、溼度、灌溉、通風、二氧化碳濃度和光照的溫室中 ，每平方米溫室一季可產番茄30kg~50kg，黃瓜40kg，相當於露地栽培產量10倍以上。其他各類作物在這種環境下的產量也將得到明顯的提升。

2、開發基於物聯網感應的農業灌溉控制系統，達到節水、節能、高效的目的

利用感測器感應土壤的水分並控制灌溉系統以實現自動節水節能，可以構建高效、低能耗、低投入、多功能的農業節水灌溉平臺。

農業灌溉是中國的用水大戶，其用水量約佔總用水量的70％。據統計，因乾旱中國糧食每年平均受災面積達兩千萬公頃，損失糧食佔全國因災減產糧食的 50％。長期以來，由於技術、管理水平落後，導致灌溉用水浪費十分嚴重，農業灌溉用水的利用率僅40％。如果根據監測土壤墒情資訊，實時控制灌溉時機和水量，可以有效提高用水效率。而人工定時測量墒情，不但耗費大量人力，而且做不到實時監控；採用有線測控系統，則需要較高的佈線成本，不便於擴充套件，而且給農田耕作帶來不便。因此，設計一種基於無線感測器網路的節水灌溉控制系統，該系統主要由低功耗無線感測網路節點透過ZigBee自組網方式構成，從而避免了佈線的不便、靈活性較差的缺點，實現土壤墒情的連續線上監測，農田節水灌溉的自動化控制，既提高灌溉用水利用率，緩解中國水資源日趨緊張的矛盾，也為作物生長提供良好的生長環境。

3、構建智慧農業資訊系統，實現農業從生產到質檢和運輸的標準化和網路化管理。

智慧農業監控資訊系統主要研究溫度、化學等多種感測器對農產品的生長過程全程監控和資料化管理；結合RFID電子標籤在培育、生產、質檢、運輸等過程中，進行可識別的實時資料儲存和管理。本系統致力於構建基於物聯網的專用農業評估資訊系統以實現資料的儲存和管理，實現農業生產的標準化、網路化、數字化。

4、智慧農業環境監控系統完勝人工監管

目前，大多數使用人工監管的農業都不不如智慧農業環境監控系統要來的實用，最主要的問題如下：

1、採用人工測量、記錄的方式，不能夠24小時實時、動態監控。

2、人工監管不穩定、誤差大、容易受干擾。

3、採用人工監控，時效性很差，特別是針對名貴農業，其對環境變化敏感，一旦環境發生改變而未及時採取措施，將可能造成極大的經濟損失。

5、智慧農業環境監控系統性能好

1、更高的精度

2、更高的穩定性

3、更透徹的感知

4、更智慧化的自動控制

5、更全面的互聯互通

6、更方便的安裝與施工

7、更加人性化的介面設計

8、更方便的維護

總結：使用智慧農業環境監控系統的優勢

環境自動監測，提升管理效率

環境自動控制，顯著提高產量和品質

執行成本低，維護量少

減少施肥、澆水用量，節約能源支出

農業是一個精細性操作，農業生產其實和養孩子是一樣的，呵護備至才能茁壯成長，孩子成長需要一個適宜的環境，作物也一樣，需要的環境比如：光照、溫度、溼度等，都有一個最適合的區間，過高或者過低都會影響作物正常生長，傳統農業都是依靠人為的經驗，去評測去採取一些干預措施，這樣精確性會差一些，同時對人員的技術要求比較高，最近幾年出現的智慧農業環境監測系統，可以代替人類，做到對環境的實時監測，下面針對智慧農業環境監測系統簡單談談個人看法。

智慧農業環境監測系統，主要是指利用一些感測器，對農業作物生長環境進行採集，利用網際網路技術進行遠端傳輸，種植者可以利用手機、電腦等裝置，實時檢視這些資料。主要的採集指標包括：風速（大田作物）、溫度、空氣相對溼度、光照、二氧化碳濃度、土壤水分、土壤溫度等。使用環境監測系統的好處包括，第一，實時檢視，調整農事操作，比如遠端看到土壤水分過低，就啟動灌溉；溫度過高，就開啟風口，即使有事情不在地裡，也可以做到對作物生長環境的實時掌握。第二，防控病蟲害，很多病蟲害的發生和環境有很大關係，比如設施內空氣相對溼度長時間高於90%，就會爆發一些疫病、灰黴病等，特別是真菌性病害，在低溫高溼條件下，更容易傳播。控制住環境溫度和溼度，很大一部分可以避免病蟲害的爆發、傳播。第三，便於總結生產經驗，對比高產年和收成不佳年份之間的氣象環境資料，可以得出細微的差別，就是這些細小的差別，差之毫釐失以千里。

但是，目前物聯網環境監測裝置沒有得到廣泛的推廣使用，一方面是因為裝置價格較高，農民無法接受，另一方面是裝置不穩定，農業生產環境比較嚴峻，裝置故障率高，影響使用積極性，再者，就是農民還是以傳統種植方式為主，不容易接受新事物。

以我們公司研發的智慧大棚控制系統為例，系統透過感測器自動進行資料採集，透過有線/無線通訊技術將資料傳輸到系統後臺，經過中央系統智慧分析實現自動報警，並透過反饋鏈路自動對現場裝置進行控制。

▲“智慧大棚”實景圖

系統優勢

精細化種植，提升品質；

自動化控制，降低成本；

資訊化管理，輕鬆種植；

數字化決策，科學種植；

▲“智慧大棚”結構圖

系統功能

1、環境指標的遠端實時監測

透過安裝在大棚內的各種感測器裝置，採集環境與種植資訊，實現遠端實時監測。

2、現場裝置的遠端控制

3、現場裝置的自動控制

除了手工進行指令的遠端傳送之外，系統還能夠根據監測到的環境指標自動控制現場裝置的啟動/關閉。

4、科學化種植管理

電子化的資料儲存，支援資料分析統計，輔助決策，實現科學化種植和精細化管理。

使用無線網路監測平臺，能對農產品的生長過程進行全面監管和精準調控。智慧農業環境監控系統比人工監管的農業實用，環境自動監測能夠提升管理效率，並且執行成本低，維護量少。