枸杞綠色標準化生產物聯網技術應用
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摘要：在枸杞標準化生產基地將物聯網技術與互聯網運營模式相結合，通過監測與采集圖像、土壤、氣象、病蟲害等信息，運用數據分析云端服務“氣候云TMAOS”，形成一個基于物聯網的智慧農業系統，對枸杞生產提供精確技術指導，是實現枸杞綠色、優質、高效發展的有效途徑。
關鍵詞：物聯網；枸杞；標準化生產；應用
我國是一個農業大國，農業生產不僅關系農戶的切身利益，同時也與我國的經濟發展密不可分。傳統農業模式已遠不能適應農業可持續發展的需要，產品質量問題、資源嚴重不足或普遍浪費、環境污染、產品種類需求多樣化等諸多問題使農業的發展陷入惡性循環，而精確農業利用信息技術，定時、定點、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理，進行定位的“系統診斷、優化配方、技術組裝、科學管理”，為現代農業的發展提供了一條綠色高效發展之路。
枸杞是我國西部的優勢特色中藥材和保健果品樹種，近年來因各枸杞產區農業種植結構調整及鹽堿地的利用需要，寧夏、甘肅、青海、內蒙古、新疆、河北等省（區）適栽區大量引種栽培枸杞，促進了枸杞產業的發展。隨著枸杞標準化生產技術的推廣，枸杞施肥、灌溉、病蟲害防控等田間管理技術逐步規范。但伴隨著現代農業的發展，農戶在枸杞園灌溉、施肥、病蟲害防治等田間管理技術主要依靠以往探索總結的生產經驗，栽培管理模式不斷暴露出施肥不精細、病蟲害發生數量及發生期預報不精準等諸多技術弊端。因此，探索使用大數據、物聯網等信息技術，更加科學精準、及時高效地細化落實枸杞標準化生產的各項技術措施，已經成為促進枸杞產業綠色高效的重要技術舉措。枸杞綠色標準化生產主要包括以下5個部分：枸杞標準化建園、田間種植管理、采收制干、加工包裝和貯運流通,這些生產環節如果采用傳統生產技術,全部由人力來完成各環節生產作業，則生產效率低，穩定性較差，同時果品質量安全的可靠性將會受到一定的影響。在目前的枸杞標準化栽培生產中，通過物聯網技術來改善傳統生產技術的不足，提高枸杞標準化生產管理水平和生產效益，已經在現代農業生產中趨于成熟并成為一種現代農業綠色智能發展的新趨勢。現階段將應用于枸杞綠色標準化生產中的物聯網技術統稱為枸杞標準化生產物聯網。項目區應用枸杞標準化生產物聯網系統的基本思路：一是在枸杞園安裝“農眼”信息采集基站、“氣候云TMAOS”智能大數據平臺，應用“農眼”信息采集基站對枸杞種植過程、種植流程、種植節點生產措施等關鍵生產環節進行實時監控；二是建立數據傳輸系統，通過無線傳輸方式將“農眼”信息采集基站的實時監測數據信息或信號傳送給智慧農業云端大數據平臺；三是通過數據分析系統對收集到的關于枸杞生產、加工、倉儲、物流等環節的相關數據或信號進行匯總、處理與分析，以數據統計、數據對比、報警統計等形式為枸杞生產者進行枸杞標準化生產提供生產依據；四是利用“農眼”App溯源二維碼和產品追溯平臺對接，對枸杞種植數據、生產加工數據、物流信息數據等產品基本信息數據集成應用，形成產品可視化信息檔案。
2物聯網技術在枸杞標準化生產中的具體應用
2.1信息感知技術
“農眼”信息采集基站實時監測枸杞種植基地的氣象和土壤墑情變化，利用土壤溫濕度傳感器、水質檢測傳感器、土壤EC傳感器等檢測裝置對空氣溫度、空氣濕度、大氣壓力、土壤溫度、土壤濕度、風速、降雨、光照強度等室外氣象信息進行檢測，使用傳感器技術將感受到的各種信息按一定規律轉換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，同時配套高清攝像機，定時采集枸杞種植基地信息圖片。
2.2信息傳輸技術
“農眼”智能監測基站通過數據傳輸系統將全程檢測環境中的溫度、相對濕度、pH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數傳入智慧農業云端大數據平臺。數據傳輸系統利用傳感器節點將監測區域內的信息匯聚，同時利用移動通信網絡節點傳輸到終端用戶，最終形成管理節點的傳輸閉環，即通過無線網絡將協作地感知、采集、處理和網絡傳輸覆蓋地區域內采集的數據信息傳入智慧云端大數據平臺。
2.3信息處理技術
通過數據傳輸系統將參數傳入智慧農業云端大數據平臺，經數據分析模塊綜合分析，并實時在“農眼”App土壤墑情、氣象預報、災害預警、病蟲害防控等農事操作信息，農戶可根據“農眼”App的信息進行科學化、合理化的種植，建立一套完整的枸杞綠色標準化種植體系，工作人員在辦公室就能對多個監測點進行精準調控，并以此逐步引導農戶開展綠色標準化種植，達到種植科學化、管理規范化、經濟效益不斷提高的目的，使枸杞園逐步建立起“氣候、土壤、農事、生理”四位一體的農業生產與評估模型，將農業生產從以人為中心的傳統模式變革為以數據為中心的現代模式。
2.4信息應用技術
“農眼”App可自動生成溯源二維碼，消費者通過掃描枸杞包裝袋上的溯源二維碼，獲得枸杞種植的全過程信息，包括噴藥施肥的耕作信息、產地環境信息和田間實時圖像以及第三方檢測數據等信息，可為食品質量安全溯源提供直接的線索。通過采集枸杞在生產、加工、倉儲、物流等環節的相關數據，為農產品建立可視化產品檔案，向消費者充分展示產品安全與品質相關信息，實現從農田到餐桌的雙向可追溯。同時，通過一物一碼技術，幫助枸杞生產和流通企業實現產品防偽鑒真，并精準獲取客戶分布數據。智慧物聯網體系總體結構如圖1所示。從以上結論得出，物聯網技術在枸杞綠色標準化生產中具有十分廣闊的應用前景，但從目前推廣應用情況看，仍然需要克服許多實際困難。最主要的難題就是農業物聯網系統涉及多學科、多專業，解決方案各不相同，標準相對較為分散，并且開放性較差，目前我國尚未出臺相應的國家標準和行業標準參照。
3結論
本文針對目前物聯網在枸杞綠色標準化生產中的應用，分析了枸杞綠色標準化生產物聯網的特點，講述了如何在枸杞綠色標準化生產中應用物聯網，并從物聯網體系結構、信息感知、信息傳輸、信息處理以及信息應用等主要技術方面論述了物聯網應用現狀，肯定了物聯網技術在目前枸杞標準化生產中取得的應用成果。同時，根據在項目試驗區配套安裝“農眼”智能監測基站、“氣候云TMAOS”智能大數據平臺為核心的智慧農業系統，實現了信息化智能監控系統實時定量“精確”把關，為充分利用現代信息技術改造傳統的枸杞種植方式，不斷提高農業投入品利用率和勞動生產率，推動枸杞生產向集約型、規模化轉變，為提升枸杞綠色標準化生產水平做出了積極探索，在枸杞標準化生產中具有廣闊的應用前景。
作者：石金蘭 宗旭祥 郭星星 高潔 單位：甘肅省瓜州縣林果科技服務中心