基于物联网技术的智能农业大棚系统是在传统农业大棚的基础上，充分运用信息技术，建成集数据采集、数字传输、数据分析处理、数控农业机械为一体的新型农业生产管理体系。实现农业生产管理朝着低成本、可靠型、节能型、智能化和环境友好型等五大方向发展，提高我国农业生产力与农产品的质量，增强国际竞争力。

1　技术特色

北京昆仑海岸传感技术有限公司的无线传感网系列产品以及为其专门开发的上层监控软件，具体特点如下：

先进的物联网传感器（JZH-0系列）技术及完全无线的硬件连接，获得多项国家发明专利。并且在复杂的农业监控系统中，所有的硬件连接无论是数据采集，还是设备控制都力求“无线”。既避免了远距离布线的费用，又不受地理环境影响，另一方面，经过技术上的改进，在全天候的测试中已确保无线通信可靠安全。

软件的开发征求了农业专家、农业生产者的意见与建议，做到了界面友好、使用简便、具有较好的用户体验。现具有如下功能：

（1）温室大棚的各种影响因素的数据实时采集显示，如温湿度、光照、风向风速、CO2浓度、土壤墒情、土壤水分和温度等土壤信息以及室外气象。实现效果如图1所示。

图1 客户应用软件实现效果图

（2）温室大棚的各种影响因素的历史数据统计功能，可下载到本地存为Excel文件，也可在线以折线图表示，如图2所示。

图2 客户应用软件实现效果图

（3）远程自动控制功能，对风机、外遮阳卷帘、内遮阴卷帘、补光灯、水帘、天窗等设备可进行手动开关、定时开关，并可以按照工作人员设置的某项参数情况自动开关。实现效果如图3所示。

图3 客户应用软件实现效果图

（4）实时高清视频监控以及图像捕捉，系统可实时视频监控并定期保存大棚内高清图像信息，如图4所示。

图4 大棚高清图像

2　经济效益

在传统农业中，人们获取农田信息的方式都很有限，主要是依靠体感和经验，缺乏数字依据。因而当农作物出现问题时难以得到及时解决，特别是外界气象条件和内部环境发生突变时，难以及时得到提醒和应对，因此经常造成损失。如果将物联网技术应用进来，农民仅需按个开关，做个选择，或是完全听“指令”，就能科学合理地种植农作物。农业物联网的作用就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，从而实现对农业用药、用水、用肥，以及畜禽和水产养殖的精准控制，减少浪费，降低污染，加强疾病防疫与疫情防控，促进农业增产、效益提高，实现农业高效、可持续发展。物联网能够给农民带来实惠。将物联网应用到农业领域，还可将农民就地转化为现代农业工人，增加农民收入。不仅劳动强度下降，而且收入有了较大提高。

以物联网精细农业“智能大棚”为例，它装有许多传感节点，能感知温度、湿度、光照度、土壤温湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度、土壤成分、降水量、气压，还有风力和土壤的pH值等物理量参数，同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点，通过各种仪器、仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据，如根据棚内的温度自动调整光照卷帘，能够根据棚内的湿度进行自动滴灌等，大幅度降低人工巡查的工作量，并对不安全状况提前进行预警，通过后台计算机轻松实现无人值守和远程监测。优化农作物生长环境，不仅可获得作物生长的最佳条件，提高产量和品质，还可以提高水资源、化肥等农业投入品的利用率和产出率，从而实现生产资料生产的智能化、科学化及集约化。智能大棚实现了清洁绿色的同时，保证植物产量和质量的提高，使弱质农业向高效优质农业转型。

对于一般用户来说，普通日光温室（面积约350平方米）年平均生产鲜菜5000公斤，年平均产值净利润10000元左右。使用智能日光温室一方面可精确调控空气温湿度、二氧化碳、肥，水等农业生长重要因素，最大限度地避免减产因素的产生，保证利润；另一方面由于精确使用肥、水等资源，可达到节省资源的目标，主人在任意地方（只要能接入互联网）都可以完成灌溉，并且大棚灌溉水管依据土壤墒情和作物用水施行精准灌溉，水怎么浇、浇多少全由自动化系统控制，不浪费一滴水，不但能有效提高农业灌溉用水使用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，并且为作物提供了更好的生长环境，充分发挥现有节水设施的作用，优化调度，提高效益，使灌溉更加简约有效。

对于农业科研来说，针对名贵品种、经济价值极高并且对于生长有着极其严格要求的农作物或者农科院的实验栽培新品种，在物联网采集数据的基础上，根据农业专家给定的各项控制数据，遥控植物的生长环境，减少温室中人为流动次数，使温室内环境更适合于农产品生长，不滋生有害细菌，这样可以对棚内不实施农药，达到绿色植物的目的，使农作物生长精确化、数字化、智能化及网络化。

链接采访：

北京昆仑海岸传感技术有限公司市场部部长 马立萍

Q：“传感器”是一个宽泛的概念，贵公司主要的传感器产品有哪些种类？主要应用于哪些领域？

A：多年来，昆仑海岸自主研发生产的传感器产品分为工业控制、环境监测、无线传感、数据采集四大类，包括传感器、变送器、网关、数据采集模块、物联网数据云服务等，产品主要聚焦工业物联网和农业物联网两大应用领域。

Q：2015年贵公司传感器产品的市场发展情况如何？您认为在激烈的市场竞争中，贵公司传感器产品的核心竞争力主要体现在哪些方面？

A：在过去的一年里，我们自动化行业同仁都会感受到大环境对产业的影响，在这种情况下，昆仑海岸整合技术力量，修炼内功，完善主营产品，从外观、功能、到市场价格，昆仑海岸都在做更利于市场竞争的整体规划。作为拥有20多年历史的传感器厂商，可以自豪地讲，产品成本可控、产品低功率高性能设计、自主研发技术团队、一线城市售前售后服务团队都是昆仑海岸强有力的核心竞争力。

Q：您认为当前中国用户对于传感器产品的需求在发生怎样的变化？在中国市场您看到哪些潜在的市场机会？贵公司未来将采取怎样的市场发展策略？

A：当前，以智能制造为代表的新一轮产业变革迅猛发展，数字化、智能化、网络化日益成为制造业的主要趋势。昆仑海岸适时洞察市场变化，早在2010年就研发出了无线传感器和网关产品，以智慧农业和冷链物流为主攻方向，抢占新一轮产业竞争制高点。

Q：智能化已成为自动化行业的未来发展趋势，对于传感器技术的发展来说同样如是，您如何看待这一问题？您认为传感器的智能化将体现在哪些方面？

A：目前，我国制造业机械化、电气化、自动化、信息化并存，不同地区、不同行业、不同企业发展不平衡，发展智能制造面临着关键技术装备受制于人、智能制造标准/软件/网络/信息安全基础薄弱，智能制造新模式推广尚未起步，智能化集成应用缓慢等突出问题。说到传感器的智能化，主要体现在信息准确性、功能一致性、低功耗节能环保、外观体积小型化等方面。

Q：请详细介绍一款贵公司最新推出的具有代表性的传感器产品，其创新性和智能化主要体现在哪些方面？

A ：2015年， 昆仑海岸推出了一款USB温度记录仪（UT-Ⅱ），它可以对产品所处环境的温度进行测量、显示及记录。该产品采用环保材料，全密封防水防潮设计，体积小巧便携，测量准确，自带显示，多种方式启停温度采集，通过上位机可生成PDF报表。可广泛应用于药品、食品等关键产品的运输，全程监控整个运输过程的环境温度。

Q：这一产品主要针对哪些应用领域？在帮助客户实现“智能化”方面有哪些优势？

A：前不久出现的“疫苗问题”，让人们更多地了解和意识到疫苗运输存储过程的重要性。昆仑海岸在两年前就专门针对冷链运输、医药仓储领域研发了多款无线智能传感器，我们本着即时、准确、全过程可追溯的理念，宣传推广智能型温度记录仪，经过市场和用户的检验，产品已在业内得到了广泛认可。

Q：对于未来发展，贵公司有何战略规划？

A：昆仑海岸对于品牌形象的核心定位是做国内领先的物联网硬件生产商，未来传感器产品主要服务于农业物联网和工业物联网两大领域的应用。不久前，昆仑海岸与西门子（中国）签订了战略合作协议，主要为西门子研发生产工业产线用物联网框架应用底层传感器。现阶段，我们也正在与华为、京东洽谈战略合作事宜。昆仑海岸未来几年所做的一切，都在紧跟国家的战略指导，为“中国制造2025”助力。

摘自《自动化博览》2016年5月刊