物联网在精准农业中的应用

   2014-2015年，条山集团引进了4套防霜冻远程监测站和9台大型防霜冻风机，与微喷系统结合形成了果园防霜冻物联网。投资30万元引进了奥地利普赛公司生产的caipos农业土壤墒情自动监测预警系统和农业灌溉自动控制系统。同时引进了土壤电导率传感器、土壤水势传感器和叶片水势传感器，自此又形成一个土壤墒情远程监控、自动化灌溉及养分控制和作物生长监控物联网。目前，防霜冻物联网系统已进入应用阶段，土壤墒情自动监测与自动化灌溉系统处于试验阶段，土壤养分控制和作物生长监控物联网处于建设阶段。物联网的引进让人耳目一新，虽然还需进一步完善，但已经让人们真切的看到了现代农业发展的新趋势。那就是通过物联网的发展，不断推进农业信息化建设，在实现数字农业的基础上，最终实现精准农业。
   防霜冻物联网包括高精度双通道温湿度远程监控记录仪、防霜冻风机和微喷管系统。每年晚霜高发期，有专人对果园温湿度进行远程监控，在霜冻来临时及时通知果园开关防霜冻风机及喷灌系统进行果园霜冻预防。没有防霜冻物联网之前，霜冻来临之前，需要大量人员在果园准备柴草，在寒冷的环境下监测温度。天气潮湿时，柴草不易点燃，生烟不及时，果园受冻造成大量损失。防霜冻物联网采用的温湿度记录设备与常用的水银温度及相比更加精准。常用的水银温度计最小刻度为0.05℃，肉眼观察非常费力，尤其是在夜间光照较差的条件下。防霜冻物联网采用高精度温湿度传感器的测量精度为0.01℃，而且测量的频率可做到一分钟一次，从地面到高空10米，每隔1米一个温湿度探头。它的测量精度、范围和测量频率都是人力无法做到的。防霜冻风机和微喷系统只需控制开关，对温度预警的响应和反馈更加及时，对温度的调控更加精准。随着防霜冻物联网的发展，防霜冻风机和微喷系统实现自动控制，与预警系统相结合，物联网将根据果园温度自动控制防霜冻风机和微喷系统，实现果园防霜冻的自动化精准控制。
   土壤墒情监控物联网包括全天候自动气象站、Z100土壤湿度传感器，基站、caipos土壤墒情网络监控平台和自动化灌溉控制系统。全天候自动气象站不但可用于日常天气监测，病虫害预防预报，而且能用来计算作物的蒸发蒸腾量（ET0）。利用作物的蒸发蒸腾量（ET0）和作物系数（KC0）计算出作物需水量（ETC），即灌溉量。作物系数（KC0）需要根据试验或生产经验来确定。灌水时， Z100土壤湿度传感器即时测定土壤含水量，然后由基站对数据进行处理，发送至caipos土壤墒情网络监控平台。管理人员通过联网的手机或电脑即可看到当前的土壤含水量变化。自动化灌溉控制系统通过网络连接手机。管理人员可通过手机设定土壤墒情到什么程度灌水或关闭滴管系统、灌溉时间及灌水量，对大量阀门进行控制进行精准灌水。传统的墒情监测采用烘干法，非常耗时费力。即便采用便携式设备，依然需要四处跑动，不能满足大面积管理的需要。灌溉需要很多人四处跑动开启阀门，无法做到土壤墒情的精准控制。caipos农业土壤墒情自动监测预警系统测定土壤墒情可以做到5分钟一次，数据反馈及时准确。灌溉通过手机在很短的时间内完成所有阀门的控制。土壤墒情管理做到了远程精准监控。土壤墒情物联网的引进使一个人就能完成所有土地的水分管理，而且更省时、更省力、更精准。
   物联网的发展在提高农业管理水平的同时，对管理人员提出了更高的要求。管理人员不但要能熟练掌握物联网，而且对物联网的检查维护将成为管理人员的一项重要工作。物联网一旦发生故障，很可能造成严重的损失。
   防霜冻物联网和土壤墒情监控物联网引进只是条山集团精准农业发展的开端。随着农业信息化建设，条山集团将创造条件逐步引进全球定位系统（GPS）对地块进行编号，遥感系统（RS）收集地块信息，地理信息系统（GIS）对地块信息进行管理，智能决策支持系统（IDSS）输入指令，利用智能化农作变量机械（IFM）按照指令完成精准作业，形成土壤墒情控制系统、土壤肥力控制系统、病虫害控制系统等小型物联网有机融合的大型农业物联网，做到大面积管理下的小面积地块单元精耕细作，实现精准农业。(文/王海龙)