农业智能大棚规划与建设 农业大棚智能化

物联网助力农业“智慧温室” 大棚变身智能工厂

我国设施农业温室大棚建设中，还存在着网络化程度低，运行管理落后以及环境调控水平有待进一与步提升等诸多方面的问题，制约了设施农业温室大棚整体生产效率的提高。为了解决设施农业温室大棚生产中所存在的一系列问题，本文基于物联网技术，探讨物联网技术在设施农业温室大棚中的应用设计，并研发一种设施农业温室大棚智能控制系统。希大棚望本研究能够推动设施农业温室大棚的科学管理，推动农业温室大棚朝向科学化、网络化、智能化、自动化方向发展。

农业智能大棚规划与建设 农业大棚智能化

农业智能大棚规划与建设 农业大棚智能化

农业智能大棚规划与建设 农业大棚智能化

农业智能大棚规划与建设 农业大棚智能化

从饬总体上来看，互联网是新一代信息技术，物联网融合了互联网、传感网、传感元件和俦智能信息处理相关方面的内容。物联网初源于网络化射频识别系统，随后，慢慢锕发展成熟。截止到今日，学术界尚未对物联网的概念达成统一的共识，专家学㤘者们对物联网的定义敕众说纷纭。我们普遍认可的一种说法是物联网是一种基于有线和通信方式，通呪过传喌感器、、射频识别等采集物体信息，并把俦这些梼信息上传至互联网，农业实坻现对现实生活中物品的精准定位识别以及和管理。物联网技术在农业生产中的广泛应用主要体现于农业服务、农业管理篪和农业生产经营等环节，从物联网技术特点角度，可以把物联网技术分成传输层、感知层和应用呪层。每一个技术层都发挥着各自的功能，其中，，感知层。感知层常作为农业物联网的基础，为应用层和传输层提供了更加可靠的数据支撑，具体来讲，感知层通过、遥感技术、智能传感器等来全面采集日常生活中的物品信息，如农作物长势信息、土壤信息、环境信息、产品物流信息等。第二，传输层。农业物联网中间环节传输层利用互联网、移动通信网、局域网等来实现对感知层采集物体数据信息的传输，把数据安全稳定地传输至应用层。同样的，对于应用层处理后的数据，也经过传输层来回馈至感知层设备终端，为农业生产提供指导。第三，应用层。应用层可以说是整个农规划业物联网的顶层环节，具体包括农产品追溯领域、大田种植领域、设施养殖领域、设施园艺领域、农产品物流领域等。在应用层，实现了数据融合、数据管理、数据预警、智能控制、诊断推理等，助推农业生胄产过程更加智能化、高效化、集约化的实现。

设施农业温室大棚环境参数及特点从总体上来看，园艺作物能否得到 健康 生长，一方面取决于自身的遗传特性，另一方锕面就与所生长的环境息息相关。环境因子主要包括温度、湿搒度、光照、气体因子等，在温室大棚内部，通过控制各项环境因子在适宜的水平，能够有效地提高农作物的质量与产量。

，温度。温度是影响园艺作物呼吸作用和光合作用的重要因素，每一种农作物生长都有适宜的温度范围，并满足“三基点”要求炿。“三基点”具体包括温度下限、温度上限以及适生长温度，例如：对于光合作用而言，农作物适宜生长温度范围在20℃~25℃；大棚对于呼吸作用而言，农作物适宜的呼吸温度范围在36℃~40℃。需要强调的是，对于设施农业温室大棚的环境，也应该保持一定的昼夜温。那么，如何调控设施农业大棚温度呢？一般情况下，我们主要采用电热采暖、热风采暖、热水采暖3种方式进行加温，我们厂采用水分蒸发、遮阳、通风的方式进行环雠境的降温。在必要吜的情况下，由于温篪度和湿度之间存在着一定的关联性，升温和降温都会引发温踌室大棚内部湿度的改变，我们还要考虑到湿度改变对农作物生长的影响。偢

第二，湿度。湿度可以说是影响农作物生长的重要的环境因子，一般情况下，农作物的含水量为60%~80%，而农作物的生理过程几敕乎都离不开水分的参与，如蒸腾作用、呼吸作用、光合作用。对于设施农业温室大棚而言，其内部环魍境的湿度是由土壤湿度和空气湿度共同决定的。温室大棚本身是密闭的微环紬境，我们常常对其 砺进行降湿处理，一般情况下，我们可以采用通风的方式来去除空气中多余的水分，也可以采用一定的吸附材料来降低空气的湿度。第三，光照强度。植物的光合作用离不开光照，并且光合作用的速率也随着光照强度的改变而发生变化，众所周知，对偢于农作物而言，每一种农作物都对应一个光饱和点。低于这个光饱和点，农作物的生长受到限制，而高于这个光饱和点，即便是光照强度加大，农作物光合作用也不再加快。大多数的农作物适光照强度范围是8000~12000lux，而我们常常采夿用遮光和补光作的办法，能让农作物尽可能在适光照强度范围内生长。利用人工光源，人为地延长光照时间或者提高光照强度进行补光㤘作，利用遮砥阳网来进行遮光作。

设施嚟农业温室大棚智能控制系统设计依据各项温室墀大棚环境参数，本 骤文设计的物联网体系架构包括感知层、传输层和应用层，以以太网接 侴入局域网络，实现了对温室大棚的自动化、智能化、科学化控制，大大提高了农业生产的效率。

该怎么理解智慧农业系统？这个该怎么建设？

智慧农业是以信息和知识为核心要素豁，通过互联网、物联网、大数据、人工智能和智能装备等现代信息技术与农业跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式，是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高锕级阶段。智慧农业整合生物技术、信息技术、智能装备三大生产力要素。

智慧农业

美国、鸠英国、澳大利亚、法国、德国、日本等围农业绕智慧农业进行了广伬泛的布局，分别出台了NS魍 瞓TC“人工智能研发战略”、产业战略、农业4.0手册、农业创新2025、数字农业、5.0等政策，2015智能-2025全球智慧农业市值将达到683亿美元。智慧农业包括智能农业装备、智能传感器系统、智能无人机、智能机器人、软件等主要技术。

表现趋势：

一是大数据技术渗透农业全产业链。未来发展农业，要从全产业角度进行布局晷。大数据技术全面渗透了从种子肥料开始，到生产、加工、配送到消篪费者餐桌，再到废弃物处理的全过程，体现出信息科技对农业产业发展的支撑作用。

农业产业链

二是智能化装备广泛应用。智能化的装备是通过智能化的螭改造和升级，使机器具有一定的智能性，可以全面或部分地辅助人便捷、可靠地完成特定复杂的目标任务。世界智能农机袤装备发展经历了不同的历史阶段，从机械化到数字化、自动化、智能化，现在已经衍生了系统。目前，上研究农机装鳝备，重点体现在自动驾驶拖拉机、农业机螭器人和农业无人机等方面。

智能农机

三是无人化、少人化发展迅速。由于农村劳动力减少，农村出现了无人种地的情况，砥特别是热天打、冷库长时工作等复杂农业生产环境条件，对人的身体有很大危害。基于劳动力减少和工作环境恶劣，无人化、少人化农场是未来的发展趋势。

四是黐信息科技推动农业生产方智能化式变革。我们原来在田里种地、养殖，现在可以进行工厂化生产，比如植物生产工厂、工厂化养猪等模式。

智慧养猪场

其实智慧农业就是现代农业采用的物联网技术在农业上的应用，托普物联网在智慧农业系统研究方面颇有建树。智慧农业系统主 峁要有功褫能系统、监测功能系统、实时图像与功能。基于Zigbee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于Zigbee技术的智慧农业解决方案在墀使用中，要准确及时地控所有设魉备，值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联中继器！智慧农业能有效连接物联Internet通信和超出物联Inter嗤net袤通信有效控制区域的其它Zi懋gbee网络设瘛备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的Zigbee技术，物联中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让您的网络灵活腌顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。

智慧农业就是通过自动的智能农业设备和产品，推动农业产业链改造升级;实畴现农业精细化、高效化与绿色化,保障农产品安全、农业竞争力提瘛升和农业可持续发展。简单一点来说就是用工具实现降本增效。现在的智慧农业系统 雠一般都是只做到了，很多企业都甚至都做不到辅助决策，帮助农民解决种植的根本问题，完全算不上是智慧农业解决方案。

极飞是如何建设智慧农业解决方案的：极飞投入大量成本在架设了2300多个RTK导航基站，覆盖超过 35,000 个农与村。为了监测打的环境，极飞铺设农田里的物梼联网，以无人机的使用优化反哺智慧农业的落地，“极飞打造六条产品线，包括农业无人机、遥感无人机、农业无人车、农机自驾仪、农业物联设备、智慧农业系统，全自动设备贯穿智慧农业耕种管收生产全周期，利用机械的标准化实搒现精准化。因此极飞打造六条产品线，包括农业无人机、遥感无人机、农业无人车、农机自驾仪、农业物联设备、智慧农业系统，全自动设备贯穿智慧农业耕种管收生产全周期，利用机械的标准化实现精准化。

智慧农业系统就是依据物联网技术延伸而来的现代农业科技。主要还是闳基于RFID技术。建设时一般是以机构为单位的踌，一般的物联网公司都是可以做这个的。

如何建设蔬菜大棚，发展现代农业？

如果您想承砾建温室、如果您想建蔬菜基地，如果您想为生态园区规划一个好的未来绉，那欢迎您殠到寿光市大宇舜龙农业装备技术服务有限公司来，我们会带您参观菜博会，带您参观我们1500亩的蔬菜基地，连栋温室、冬暖式大棚。。。为您蜯的后期发展出谋划策。寿光市大宇舜龙农业装备技术服敕务有限殠公司欢迎您来参观考察！！详细信息请登录“农业技术员信息网”查询。

智能玻璃连栋温室大棚俦建设设计施工方案

一、设计规划为了提升设计方案的落地可执行性，通常由设计方和使用方共丒同来完成。设计方一般是有设计资质的专业机构，根据使用方的应用目的、建设场地环境、当地气象历史数据、建设预算、地质情况、土壤成分、后期管理使用人员等需求，因地制宜。

温室大棚设计图

关于整体布局、采用类型、跨度、间隔和开间尺寸等数据方面的设计，应考虑到结构、机械、覆盖与支撑材料、通风、增蜯温、内外排水，以及鸱环境控制系统，也就是智篪能温室控制系统等多种因素，结合当地的地理气候条件、种植作物类型，根据结构框架设计特点归纳：

①、结构布局。由于国内特殊的地理环境，通常南北栋建筑的太阳直射光更佳，平均日总量透过率。宜采用主向阳面的屋面，其光照总量要比采用对称向北屋面大大增镬加。同时为埋件结构件 骤需求，应低于室外地面0.5米。

②、覆盖材料。玻璃作为非晶非金属的材料，透光率高，用于建设温室大棚，其透光率衰减少，定期维护清理，使用周期长牰，是较为理想的温室覆盖材智能化料。

阳光板

③、通风问题。为了通风以及与外界坻进行热交换，应充分利用自然条件，确定温室开窗的朝向。以当地季风的风向为依据，选择在温室的对应方向留下天窗，即某地风向为东南，天窗位置应在温室的北歯侧。

④、遮阳咮系统。由于玻璃温室的特殊性，其遮阳系统多采用遮阳网之类的设备，在顶面上需留下安装遮阳网等设备的接口，同时与顶面天窗有0.1米的距离，便于遮阳的同时还能开启天窗篪通风。

卷膜器

⑤镑、温控功能。温控的实现根据季节不同，夏季以降温为主要需求，可采用亜高压喷雾等方式降温问题。冬季实现增温的装备类型较多， 侴如热风机、采暖机、保温帘等。根据规划应用的便捷性，需留下智能化对应安装应用的位置。

⑥、灌溉排水。由于各种农作物生长阶段的需水量有一定异，且使用方存在轮换种植多种作物的可能性，并没有具体规律可循。因此智能温室大棚的灌溉问题宜智能采用喷灌方式，可接入水肥一体机。

二、建设阶段完成场地平整、基础、圈梁、挡水墙、水帘用蓄水池等土建建设。进行下一步安装工作，有主体骨架规划的安装、系统安装、现场装配覆盖材料安装等。宜由专业的安装建设队伍进行安装，同时需要现场和业主沟通交流好细节问题。

建设温室大棚

三、系统安装这一部分指的是移动苗床、建设种植支架、种植槽、基质袋、配电安装等，以及智能温室峯控制系统相关硬件设备的安装与调试。驺

智能温室设施

重点说明下智能温 雠室控制系统安装与调试，主要硬件设备有：空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH值传感器、土壤电导率传感器、二氧化碳传感器、光照度传感器等采薨集类终端，智能电磁阀等控制终端和、智能开关柜等设备。采集终端设备除土壤采集设备外，多采用壁挂式安装，用螺丝固定在监测点疝即可;土壤类采集设备需要插入到种植土壤中;智能控制柜是手动管理玻璃温室的设备，宜安装在显眼且距地面有一定距离的位置。各类设备的数量至少需要一个，酬根据玻璃温室的面积以及划分的种植区域多少，数量随之增加。

智褫能温室控制系统 瞓硬件设备

安装完成后，依次将竑各采集、控制、控制柜等设备接入到管理云平台上，将对应的采集终端与控制终端一一绑定，举例：空气温湿度传感器与天窗系统的电机、采暖机、通风机等温控设备绑定，并设定运行逻辑，即当传歯感器采集到室内空气过高时，开启天窗、通风机，室温降到某一数值时关闭天窗等设备，若温度再降到某一数值时则开启采暖机 砺等增温设备，具体数值根据种植作物生长所需而定。同理，光照度传感器与人工补光灯、遮阳系统、土壤温湿度、土壤PH值等采集土壤数据的传感器与控制水肥一体机的智能阀门等。

设备安装

关于智能温室大棚在云平台上设定的逻辑管理规则，可以随时随地在手机、电脑端俦上进行修改，即时生效。同时可根据传感器的采集数据、智能阀门的电池/ 媸电压/信号等数据，设置自动饬报警，一旦达到报警条件，云平台自动绉向幚绑定接收信息的管理者砾，推送短信、微信、云平台信息、拨打电话等方式羴。

智能灌溉

总的来说，建设玻璃温室的框架难度并不怞大，与传统温室的建设区酬别不大，而实现温室智能化管理的重点在于对智能温建设室控制系统的应用，根据种植经验，指导云平台管理策略与方案，才能发挥出现现代化智能温室的功效，实现降低人工劳动强度，提升作物产量与品质。

智菗能温室大棚

智能温室大棚因其结构轻便，造价相对较低、建豁设周期短、应用范围广泛等原因，农业种植、育种育苗、科研实验等方面都有其身影，用疝于现代化农业园区、特色农业小镇、休闲观光产业园的建造。 媸

控制云平台

智慧农业大棚建设标准

在土地上向下挖35厘米左右的洞穴，埋好水泥柱脚，水泥柱脚埋好以后进行建棚锕，建棚时将棚的嗤两头用立杆、拉杆绑好，然后对接拱杆并挂线，每行立杆都要挂线，以使棚面坡度一致，可以根据需求建一拱、二拱、三拱或多拱连栋大棚。智慧农业大棚应该配有信息展示屏、大棚传感器、大棚和大棚系统软件。

一、智慧农业大棚建设标准

1、建设智慧农业大棚

智慧农业大棚在修建时，在整平的土地上，按交叉点即为水泥柱楱脚的位置，向下挖鸱35厘米左右，埋好水泥柱脚即可，可建一拱、二拱、三拱或多拱连栋嚟大棚，水泥柱脚埋好以后进行建棚，在建棚时一定要将棚的两头用立杆、拉杆绑好，然后对接拱杆，找出的弧雠度，按照这个弧度进行挂线，每行立杆都要挂线，以使棚面坡度一致。

2、智慧农业大棚重要组成部分

（1）信息展示屏：由液晶板拼接而成，用于篪展示农业大棚内各传感器采集的环境数据和现场场懋景。

（2）大棚传感器：传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、智能土壤PH传感器、光合有效辐射农业传感器、传感器、超高频RFID读卡器、摄像头等。

（3）大棚：由加热、喷灌、通风、卷帘设备及其配套PLC及设备吜组成，可以对作物生长环境加热、施肥浇水、通风、卷帘加减光照辐射等，准确控制作物生长过程。

（4）大棚系统软件：系统软件腌安装在实验平建设台，用于汇总、展示和比对控制采集的数据。

二、智慧农业大棚种植注意事项

1、在智慧农业大棚内种植不荭同蔬菜时，应懤遵循“北高南低”的原则，使植株高矮错落有序，尽量减少互相遮挡现象。同一种蔬菜移栽，力求苗子大小一致，使植株生长整齐，减少株间遮光。

2、无滴薄膜在生产的配方中加入了几种表现活性剂，使镬水分子与薄膜间的亲合力大大减弱，水滴则沿薄膜怞面流入地面而无水滴产生。啻选用无滴薄膜扣棚，可增加棚内的光照强度，提高棚温。

3、在做好保温工作的前提下，适当提早揭去保温用的草帘和延迟盖帘，可延长光照时间，增加采光量。一般太阳出来后1小时后揭帘，太阳落山前半小时再盖帘。特别是在时雨时停的阴雨天里，也要适当揭喌帘，以充分利用太阳的散射光，有利于作物生长。

现代温室大棚中可以使用那些智能系统？怎样建造智能晷温室大棚呢？

温室物联网解决方案，看起畴来伬很高雅啊！但是对于这个行业的人来说，温魉室物联网系统没有什么特别的。它的核心不可能是传感器。整个物联网系统利用这些传感器采集的数据，为温室相关设备提供更合理的控制方案，从而更地进行控制。温室物联网系统的工作原理还比较简单，但就实际情况而言，还比较复杂，需要跨行业的知识才能完成。

温室物流系统主要分为三个部荭分，传感器、温室用传感器主要由温度传感器、湿度传感器、光传农业感器、二氧化碳传感器、氨传感器等组成，常用的传感器有部分，这一点非常关键，但市场上还没有明确的标准，这主要取决于紬系统服务的与选择。硬件基本上没有什么特别的区别，主要是物联网控制系统，区别很楱大，尤其是不同的开发语言，稳定性也别很大。温室设施的控制和服务发送的指令需要由温室内的相应设备来控制，而不是由风扇湿帘、外遮阳板、屋顶窗和其他设备来控智能化制。

这就形成了物联网的整个运作过程。将物联大棚网引入温室的简单目的是更好地种植、增加温室产量和提高魑产品质量。对于温室种植过程，是为了控制整个温室种植环境幚，使作物具有良好的生长环境，能够生产出高产、优质的产品。种植不仅仅是使用大量的肥料，还关乎环境。

用于温室种植，特别是智能温室。其栽培周期峯基本上是多年生的，需要克服冬季温室的寒冷和夏季的高温，以解决温室栽培的基本环境。其中，物联网系统通过各种传感器进行控制。对于夏季高温，可通知风扇湿帘进行通风降温。此外，还鳝可以控制顶部的外遮阳，减少温室内的夿光照藿，有效降低鸠低温室内的温度。

自动阳光控制系统，自动温室控制系统，自动通风系统。制造一个智能温室大棚，需镑要有这样系统类，这样系统顶部开窗系统等7788的总共9个系统。

单体的蔬菜大棚经过科学的设计结构连接在一起的温室咮大棚样式就被称为智能连栋温室大棚，里面籀加装各种智能化控制系统，比如自动采光系统，内外遮阳系统，控温控湿系统，自动喷雾浇水系统，自动监测系统等等，就成了现代化智能温室大棚薨。该种温室大棚在荷兰地区一般是三五万到十几万平方米不等。对于几百亩地一个棚的蔬菜大棚必须加装机械化的作设备，比如电动建设遮阳系统、电动通风系统等。同时机械化丒的这种连栋温室大棚通过添加物联网的终端设备实现数据采集、分析、指令发出、温室设备自动启停工作，实现智能化数据化的作。相对于传统智能的单纯依靠经验来说数据更加精准。

先是根竑据需要规划好地基牰面积。当 峁地基做好凝固完成后，就是我们的温室大棚的安装工作。温室大棚的安规划装工作分为主体骨架的安装、系统安装、覆盖材料安装、配电安装及调试。温室大棚的安装必须藿由专业的安装施工队伍进行安装，同时需要现场和业主沟通交流好细节问题。

智能控制系统，智能浇水系统，智能升温啻系统；根据自己的需求先设敕计哪一块地区，需要设置，量好尺寸，然后购买所需要的智能系统，安装完毕后先进行检测，看是否达到了自己想要的效果。

温室大棚建设流程工艺

建设智能温室大棚相对来说是一个菗比较复杂的工程，涉及到许多方面的内容，因此不能过于盲目，要充羴分做好前期的设计规划工作，确保工程的大棚顺利进行。接下来就来详细了解一下智能温室大棚的设计流程及具体实施步骤。

一、规划的指导思想

由于园艺设备的缔造是一次性出资较大的工程，特别是温室和塑料大棚不能盲目滥建，应该本着节约能源、经济经用、降低成本、运用高效的准则。所以规划前有必要先进行成本核算，依据园艺设备的用处，决议缔造何品种型以及何种内外部配套设备的设备。

二、规划的过程与基本要求

基本要求

1)有必要为作物生长发育供给杰出的生活空间，即依照培养作物品种、出产办法和出产时节，为作物供给的温、光、水、气、肥等条件，室内环境条件要均匀共同。

2)结构有必要能有效地进行作业和办理，条件简单调控，作业方便。

3)要有必定的强度和耐久性，驺竹木结构5～10年，钢架结构20年以上。(4亜)尽量降低成本，保持费要低。

规划过程

1)规划前准备作业魑。依据场所挑选准则对场所进行详细查询。

2)依据园艺设备的用处确定规划类型和标准。

3)平面规划。温室与培养床宽，路宽，办理是否方便;跨度、长度、墙体厚度、立柱方位、加温设备、电器设备、灌溉设备等方位，设备类型;温室单元闳划分，包含作业室、化验室、走廊和门厅等。温室隶属设备方位，如锅炉籀房、荫棚、温床、路炿途、排水沟等，还应标明方位。大棚平面规划可展示出跨度、长度、根底方位、标准、立柱方位散布、出入口方位、拱架与根底衔接办法等。

4)剖面规划。温室剖面规划应出示脊高、立窗高、屋面角、后墙高、出人口、中柱高、标准、作业室方位(跨度，高度)、衔接点、衔接办法、架位、标准、内部保温设备和温室周围排水管道等。大棚剖面规划展懤示出大棚高、跨度、立柱高及距离、门标准胄、通风窗方位、拱架及黐结构形式和标准等。

5)隶属设备规划。锅炉房、作业室、水塔、路途等标准和方位。

6)工程核算。荷载(风载、雪载)核算、应力核算、供热、通风核算、建筑材料标准、用量及成本核算等。

为了建设出更加完备的智能温室大棚，就要按照上述要求进行统筹规划，提高大棚建设效率及使用效果。

智慧温室-专注温室园艺技术服务现代农业

温室设计施工：

■普通薄膜温室、锯齿型薄膜温室、双层充气膜薄膜温室

■智能玻璃温室、PC板温室;

■单体塑料大棚 、遮荫棚及防虫网室

■ 家庭温室、生态餐厅及酒店;

■ 温室配套辅助设施; 温室资材销售：

■骨架资材：各种规格及厚度专用热镀锌管

■覆盖资材：薄膜、PC板、玻璃；

■其它资材：卷膜器、减速器、齿轮及齿条、水帘、风机、防虫网、遮阳网、自控设备等。