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科學生活:智慧溫室到底有多“智慧”?
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2014年01月06日 08時53分   來源:科技日報

近日,國內首個擁有自主知識産權集成創新的智慧溫室在北京投産,它將再生能源、現代農業裝備以及物聯網技術進行了融合。請關注——智慧溫室到底有多“智慧”?

無影玻璃、嵌入芯片的盆花、太陽能薄膜光伏發電,草莓高産栽培裝置、苗木移植機器人、基於植物生長檢測的物聯網系統、智慧型自動轉移噴灌機……近日,總面積3024平方米的國內首個擁有自主知識産權集成創新的智慧溫室在北京通州投産,它將再生能源、現代農業裝備以及物聯網技術進行了有機融合,集成應用了物聯網技術、無土栽培技術與自動化裝備,通過可視化管理和智慧化決策,實現作物精準化高效生産。

一些高科技設備屬首次亮相

時值冬季,位於北京市通州區的京鵬智慧溫室內生機盎然。記者看到在花卉車間每個花盆內都嵌入了RFID芯片,通過基於圖像識別的盆花自動分級裝備,提取芯片內盆花的株高、花冠面積、花色、花朵面積佔比等指標進行分級。據悉,目前盆花移動式潮汐灌溉床、盆花自動分級設備、盆花全自動包裝機在國內屬首次研發亮相,這些設備提升了盆花工廠化生産技術的裝備水平。

“智慧噴灌機”可實現程控運行,還可按照預定程序在跨間實現自動轉移。技術人員卜雲龍説,這改變了以往溫室噴灌機只能在單跨內自動運行,越跨使用需人工推移的問題,使單臺噴灌機的控制面積由原來的1000m2增至5000—6000m2,目前在國內尚無同類機型。

“升降採摘車”車體移動和工作臺升降均為電動和液壓驅動,具有遙控和語音報警功能,為溫室設施內種植的高稈作物的采收和作業提供了省時省力的作業平臺。而“盆花自動包裝機”可完成自動抓取、套袋、入穴等一系列連續動作,實現盆花包裝的自動化,使人工手動套袋造成花卉品質不一致、勞動效率低下等難題得以解決。

節能設備效果突出

智慧溫室的技術總工周增産介紹,智慧溫室對節能方面的控制尤為突出,智慧溫室採用的太陽能平板集熱,主要包括太陽能集熱器系統、太陽能儲熱水箱、循環系統、自動控制系統、智慧監控顯示系統,其利用太陽能集熱系統,滿足溫室對熱能的需求;而太陽能薄膜光伏發電系統由太陽能非晶硅薄膜電池組件、並網逆變器、防雷匯流箱等部件組成,其利用非晶硅薄膜太陽能電池進行發電,滿足溫室生産的灌溉、施肥、補光、補溫等不同用電的需求,同時,還具有融雪功能,提高了溫室透光率和抗風雪性能。

除了太陽能平板集熱系統節能降耗,京鵬智慧溫室所採用的無影玻璃,學名為減反射高散射玻璃,是利用減反射增透技術和特殊的花型設計,最大限度增大太陽光投射比例的一種農業設施生産專用玻璃,在同等可見光透射比情況下,無影玻璃可以讓溫室內氣候更溫和,減少植物光抑制,植物底部可吸收更多陽光,增加植物底部光合作用,溫室內部無陰影,減少植物底部灰霉病的發生,對於不同植物可提高産量10%左右。

物聯網技術應用實現更精準管理

物聯網是一種聚合性應用與技術提升,將各種感知技術、現代網絡技術和人工智慧與自動化技術聚合與集成應用,使人與物智慧對話。

目前,物聯網技術已應用到智慧溫室生産的不同階段。周增産説,在溫室準備投入生産階段,通過在溫室裏佈置各類傳感器,可實時分析溫室內部環境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生産階段,從業人員可用物聯網技術採集溫室內溫度、濕度等多類信息,來實現精細管理,例如遮陽網開閉的時間,可根據溫室內溫度、光照等信息來傳感控制,加溫系統啟動時間,可根據採集的溫度信息來調控等;在産品收穫後,還可利用物聯網採集的信息,把不同階段植物的表現和環境因子進行分析,反饋到下一輪的生産中,從而實現更精準的管理,獲得更優質的産品。

據了解,應用物聯網技術,可改善産品品質、調節生長週期、提高經濟效益,尤其是可實現溫室管理的高效和精準。對於規模化的設施而言,如果借助人工來調控溫室內的環境條件,需要大量人手和時間,而且存在難以避免的人工誤差。如果應用物聯網技術,就只需點擊鼠標,在最短的時間裏完成人工操作,非常嚴謹。

周增産介紹,當物聯網技術普及後,普通用戶可以通過計算機或手機隨時接收各種實時採集的精確傳感器數據,還可通過遙控溫室內的視頻傳感器,觀察溫室的全面情況。産品出圃後,可由對應的條形碼,隨時檢索到其流通過程。物聯網農業智慧監控系統將在設施農業中得到更廣泛應用。

目前該智慧溫室已獲得10余項國家專利。據設計、建設智慧溫室的北京京鵬環球科技股份有限公司總經理呂科介紹,智慧溫室的建設內容來源於北京市農業機械研究所承擔的國家科技部863項目《植物工廠化生産低碳設施與裝備的研究》以及北京市科委“十二五”重點課題《盆花生産關鍵技術和裝備的研發示範》,重點進行智慧溫室的建築結構、配套系統、新能源與工廠化裝備高度技術集成與創新,在智慧溫室中進行果菜、花卉、草莓和種苗的試驗、展示與生産。(記者 馬愛平)

 
 
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