在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式下，農(nóng)民的澆水、施肥和打藥等農(nóng)業(yè)勞動過程主要借助已有經(jīng)驗進(jìn)行。在溫室大棚蔬菜種植中，需要關(guān)注澆水的時機，準(zhǔn)確把控農(nóng)藥濃度，且保證溫濕度、光照、氮元素等處于適宜的狀態(tài)。由于無法量化指標(biāo)，通常依賴于人為判斷，因而經(jīng)常發(fā)生誤差，也無法提高溫室大棚蔬菜種植的產(chǎn)量和質(zhì)量。要想解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中低效率、低產(chǎn)能等現(xiàn)象，需要積極引入智慧溫室大棚蔬菜種植技術(shù)，將各影響因素進(jìn)行有效控制，改進(jìn)環(huán)境條件，促進(jìn)蔬菜的正常生長。

　　1 傳統(tǒng)大棚蔬菜種植的危害氣體

　　傳統(tǒng)大棚蔬菜種植會釋放很多有害氣體，如氮氣，引起有害氣體含量超標(biāo)的原因較多，主要包括人員操作不當(dāng)、肥料質(zhì)量不合格等因素。若是施肥方法不科學(xué)，施用含量超標(biāo)的肥料，將引起氮氣排放的增加，當(dāng)溫室大棚內(nèi)氮氣含量超出一定限度后，將導(dǎo)致葉片枯死，特別是對黃瓜、西紅柿、西葫蘆等蔬菜來說，對氮氣更加敏感。此外，還會存在亞硝酸氣體，當(dāng)土壤呈弱酸性后，即p H值未超過5,某些菌體的作用效果將持續(xù)減弱，形成大量的亞硝酸氣體。亞硝酸氣體含量的增加，會讓蔬菜綠葉發(fā)生白色斑點，黃瓜、西葫蘆、青椒和西芹等蔬菜對亞硝酸氣體較為敏感[1].冬季嚴(yán)寒，很多農(nóng)民常用煤球升溫取暖，在燃料不充分燃燒的情況下，將形成大量一氧化碳等有毒氣體，溫室大棚中碳元素也會超標(biāo)，不利于蔬菜產(chǎn)量與質(zhì)量的提升。

　　在預(yù)防過程中主要采取以下措施：(1)做到施肥的科學(xué)性。溫室大棚中施用的有機肥必須需要發(fā)酵腐熱，以優(yōu)質(zhì)化肥為主，尿素要與過磷鈣混施。基肥要深施15~20 cm,追施化肥深度至少為12 cm,施后及時覆土澆水。(2)通風(fēng)換氣。在天氣條件較好的情況下，要根據(jù)溫度要求及時通風(fēng)換氣，遇到雨雪天氣時也應(yīng)該做好通風(fēng)換氣工作。(3)農(nóng)膜與地膜不能產(chǎn)生毒性，溫室大棚中廢舊塑料品等需第一時間清理干凈。

　　2 智慧溫室大棚蔬菜種植的優(yōu)勢

　　在蔬菜種植中需要控制好空氣溫濕度、土壤溫濕度和水肥條件，才能保證蔬菜生長的品質(zhì)，實現(xiàn)產(chǎn)量提高的目的。因此要通過精準(zhǔn)化控制各項環(huán)境因素，改善溫室大棚蔬菜種植品質(zhì)，確保經(jīng)濟(jì)效益逐步提升。智慧大棚主要在溫室大棚蔬菜種植中引入自動化控制系統(tǒng)，發(fā)揮最新生物模擬技術(shù)的作用，對棚內(nèi)蔬菜生長最適宜的環(huán)境進(jìn)行模擬。同時也設(shè)置了溫度、濕度、二氧化碳和光照度傳感器，對溫室大棚內(nèi)多項環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行感知，并利用微機完成數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對棚內(nèi)水簾、風(fēng)機和遮陽板等設(shè)施的全面監(jiān)控，最終有效改善大棚內(nèi)蔬菜生長環(huán)境。

　　在科技進(jìn)步與發(fā)展過程中，各種智慧大棚控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，實行精細(xì)化管理模式，溫室大棚內(nèi)的茄子、辣椒、黃瓜和西紅柿等蔬菜都能快速生長，能夠幫助種植戶創(chuàng)造豐厚利潤，也促進(jìn)了智慧溫室大棚的發(fā)展。在智慧大棚控制系統(tǒng)中主要應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)置農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，管理中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠有效采集實施環(huán)境數(shù)據(jù)，其中包含了光照、空氣溫度、濕度和二氧化碳濃度等信息，在網(wǎng)絡(luò)支持下向控制平臺傳輸[2].系統(tǒng)結(jié)合獲得的數(shù)據(jù)信息完成智能判斷，遠(yuǎn)程控制溫室大棚中的各項設(shè)備，達(dá)到及時調(diào)節(jié)棚內(nèi)環(huán)境的目的，確保滿足大棚內(nèi)蔬菜生長的要求。在溫室大棚蔬菜種植中引入智慧大棚控制系統(tǒng)，大幅度提升了溫室大棚生產(chǎn)自動化和管理智能化水平。

　　智慧大棚控制系統(tǒng)除了可以在溫室環(huán)境方面實現(xiàn)精準(zhǔn)管理以外，還具備大面積統(tǒng)一管理的優(yōu)勢。在系統(tǒng)運行過程中，能夠為溫室大棚蔬菜種植提供精細(xì)化的智慧管控服務(wù)，實現(xiàn)對設(shè)施農(nóng)業(yè)管理效果的不斷優(yōu)化。這樣不僅能讓溫室大棚管理效率大幅度提升，也有效減少了管理成本的投入，為大棚蔬菜種植創(chuàng)造了諸多便利，能夠達(dá)到增產(chǎn)增收的目的，溫室大棚蔬菜種植也能逐步發(fā)展為穩(wěn)定型和持續(xù)增收型產(chǎn)業(yè)。在中國加快推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的過程中，智慧大棚控制系統(tǒng)將在農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用，為農(nóng)業(yè)全面升級打牢基礎(chǔ)。

　　3 智慧溫室大棚建設(shè)方案

　　在智慧溫室大棚建設(shè)過程中，需要由多個環(huán)境監(jiān)測節(jié)點完成組網(wǎng)，才能實時采集環(huán)境信息，達(dá)到精準(zhǔn)控制的目的。在各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點上需要安裝傳感器，控制設(shè)備主要有補光照明設(shè)備、排風(fēng)設(shè)備、灌溉設(shè)備以及報警設(shè)備等。各節(jié)點也設(shè)置2節(jié)干電池保證電能供應(yīng)，因為節(jié)點功耗不高，所以電池使用壽命很長，在智慧溫室大棚中供電非常安全與便利。各傳感器獲得的數(shù)據(jù)向上位機傳輸過程中，上位機除了可以實時顯示、控制與存儲，并自動生成溫度、濕度和光照等環(huán)節(jié)因素變化曲線圖以外，也可以借助網(wǎng)關(guān)與Internet服務(wù)器進(jìn)行連接，達(dá)到手機遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制等目的。建設(shè)智慧溫室大棚后，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫室大棚蔬菜生長情況的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，也能將相關(guān)信息實時存儲下來，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)化管理創(chuàng)造條件。

　　在智慧溫室大棚功能設(shè)計上，主要包括以下幾點：(1)身份識別功能。借助RFID射頻識別技術(shù)將個人信息顯示在上位機，用戶在系統(tǒng)刷卡登記后才能完成相應(yīng)操作。(2)自動報警功能。要想農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加安全可靠，在大棚中發(fā)生煙霧、明火以后，利用煙霧傳感器與火焰?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行檢測，能夠第一時間讓蜂鳴器報警得到控制，在GPRS模塊支持下為用戶發(fā)送短信或者是打電話，并在屏幕上清晰完整呈現(xiàn)大棚報警信息。(3)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。登錄網(wǎng)頁端，即實現(xiàn)對智慧溫室大棚蔬菜種植的遠(yuǎn)程監(jiān)控。(4)無線信息采集與傳輸功能。為提高大棚蔬菜種植的產(chǎn)量與質(zhì)量，要實時監(jiān)測和控制大棚內(nèi)蔬菜生長環(huán)境。環(huán)境監(jiān)測節(jié)點主要由光照、空氣溫度、土壤溫濕度以及二氧化碳傳感器等構(gòu)成，能夠精確采集相關(guān)信息數(shù)據(jù)[3].(5)定時防治病蟲害功能。利用臭氧發(fā)生器，能夠在高壓、高頻電等電離作用下，讓空氣內(nèi)氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，并定時進(jìn)行殺菌，達(dá)到對溫室大棚蔬菜種植中的病蟲害防治功能。這種方式不僅具有安全、高效等優(yōu)點，還降低了成本與農(nóng)藥使用量，能夠達(dá)到無污染、無殘留的要求，不斷推動智慧溫室大棚蔬菜種植增值提效。

　　4 智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統(tǒng)

　　在農(nóng)業(yè)自動化發(fā)展過程中，除了應(yīng)用計算機技術(shù)以外，也涉及微電子技術(shù)、通信技術(shù)和光電技術(shù)等，尤其對蔬菜種植自動控制系統(tǒng)而言，它們是智慧溫室大棚蔬菜種植中需要重點關(guān)注的內(nèi)容。對該系統(tǒng)而言，主要結(jié)合蔬菜溫室控制要求建設(shè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，屬于可擴(kuò)展、可操作的硬件與軟件系統(tǒng)。利用無線通信方式與蔬菜溫室管理中心的計算機聯(lián)網(wǎng)，能夠讓蔬菜溫室單元得到實時調(diào)節(jié)與控制。

　　蔬菜種植自動控制系統(tǒng)主要構(gòu)成如下：(1)無線傳感器，分別為溫濕度傳感器，土壤溫濕度傳感器、光傳感器和二氧化碳傳感器等設(shè)備。(2)控制器，主要有溫濕度控制器、光強控制器和土壤溫濕度控制器等，可以集中處理各傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，并由計算機發(fā)出相應(yīng)的控制指令。(3)觸摸屏，能夠顯示各種數(shù)據(jù)，以及風(fēng)機、加濕、加熱電磁閥等現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，各種數(shù)據(jù)報表的打印等。(4)遙控終端，通常包括手機、計算機等。

　　對蔬菜種植自動控制系統(tǒng)功能來說，包括以下幾點：(1)檢測系統(tǒng)：設(shè)置多種無線傳感器，將蔬菜生長環(huán)境中的溫度、濕度、p H值、光照強度、土壤養(yǎng)分和二氧化碳濃度等物理參數(shù)及時采集起來。(2)信息傳輸系統(tǒng)：利用本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等通信網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換等創(chuàng)造有利條件，能夠提高智慧溫室大棚內(nèi)環(huán)境信息傳輸效率。(3)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和信息路由設(shè)備傳輸?shù)娇刂浦行模�各�?jié)點能夠自由匹配，任意監(jiān)控，互不干擾。(4)控制系統(tǒng)：增加攝像頭，對各溫室大棚進(jìn)行監(jiān)測，并借助監(jiān)控計算機對環(huán)境調(diào)整的全過程進(jìn)行監(jiān)控。蔬菜生長環(huán)境信息數(shù)據(jù)等進(jìn)行實時監(jiān)測，將各節(jié)點數(shù)據(jù)采集起來，通過存儲、管理后能夠動態(tài)呈現(xiàn)各測點信息。同時結(jié)合掌握的信息數(shù)據(jù)自動灌溉、施肥、噴施、降溫和補光等，發(fā)揮歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢、報警和打印等作用[4].(5)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：移動電話終端用戶能夠了解蔬菜棚的工作狀態(tài)，借助手機實時發(fā)布指揮控制設(shè)備。

　　蔬菜種植自動化控制系統(tǒng)不僅安全可靠，適應(yīng)性也很強，能夠提高蔬菜種植智能化水平，為綠色健康蔬菜種植奠定了良好基礎(chǔ)。蔬菜自動種植控制系統(tǒng)融合處理大量的農(nóng)業(yè)信息，確保技術(shù)人員可以完成多個蔬菜棚環(huán)境的監(jiān)控與智能管理，讓蔬菜生長環(huán)境得到改善，真正實現(xiàn)增產(chǎn)、提高質(zhì)量、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟(jì)效益等目標(biāo)，也達(dá)到集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的目的[5].

　　5 結(jié)語

　　總之，近年來人民生活水平不斷提高，在蔬菜栽培自動化控制系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用上有著更高的要求，產(chǎn)品附加值越來越高，經(jīng)濟(jì)效益也不斷提升。通過光照、溫度、濕度、二氧化碳、土壤等監(jiān)測與自動化控制，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展再上新臺階，也是智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作用的體現(xiàn)。實行智慧溫室大棚蔬菜種植技術(shù)，為蔬菜種植技術(shù)提供量化指標(biāo)作為參照，這樣蔬菜種植產(chǎn)量與品質(zhì)得到保障，可操作性也大幅度提升，不僅可以實現(xiàn)增產(chǎn)創(chuàng)收的目的，也為產(chǎn)業(yè)鏈的形成創(chuàng)造了有利條件。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]胡瓊香基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧溫室大棚蔬菜種植技術(shù)[J]江西農(nóng)業(yè)，2019(14)：13-17.

　　[2]劉欣"互聯(lián)網(wǎng)+"設(shè)施蔬菜智慧決策管理系統(tǒng)設(shè)計與驗證[J.江蘇科技信息，2018, 35(29)：62-64.

　　《智慧溫室大棚蔬菜種植技術(shù)研究》來源：《農(nóng)業(yè)工程技術(shù)》，作者：趙洪斌