大棚是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫自然條件制約，實現(xiàn)反季節(jié)生產(chǎn)，提高土地出產(chǎn)率、增加作物產(chǎn)量的重要現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施。一切生物都有其生長所需的適宜環(huán)境。對于作物而言，其生長發(fā)育、代謝水平、物質(zhì)合成與積累除取決于其本身的遺傳特性外，還決定于其在一定時間尺度內(nèi)所交互的各個環(huán)境因子?，F(xiàn)代大棚之所以能夠獲得速生高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高效的農(nóng)產(chǎn)品，就在于其能夠在很大程度上擺脫地域、季節(jié)或惡劣氣候等自然條件的制約，構(gòu)造出一個相對獨立且近乎理想的人工氣候小環(huán)境，從而實現(xiàn)周期性、全天候、反季節(jié)的工廠化規(guī)模生產(chǎn)。

通過對大棚環(huán)境進行“四情”（墑情、苗情、蟲情、災情）監(jiān)測預警。系統(tǒng)以先進的無線傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，由相關(guān)硬件組成。各級用戶通過Web、PC與移動客戶端可以訪問數(shù)據(jù)與系統(tǒng)管理功能，對每個監(jiān)測點的病蟲狀況、作物生長情況、災害情況、空氣濕度等各種作物生長過程中重要的參數(shù)進行實時監(jiān)測、管理。系統(tǒng)對作物實時遠程監(jiān)測與診斷，提供智能化、自動化管理決策，是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“千里眼”和“聽診器”。

農(nóng)林“四情監(jiān)測”系統(tǒng)架構(gòu)圖

農(nóng)林“四情”監(jiān)測系統(tǒng)組成部分

（一）墑情監(jiān)測系統(tǒng)

無線墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要負責采集農(nóng)林種植生產(chǎn)環(huán)境信息，包括：土壤水分/鹽分、土壤溫濕度、空氣溫/濕度、降雨量、風速/風向等諸多環(huán)境信息，上傳至服務器并控制相關(guān)設(shè)備。墑情信息可以實時直觀展現(xiàn)在行政區(qū)劃地圖上，方便管理人員通過列表、圖表的方式查看詳細墑情信息，也可以定時將采集到的各種數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測平臺或者管理人員的手機上，方便指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并有效形成氣象災害預警,以便相關(guān)部門及時采取措施，降低災害損失。

（二）苗情監(jiān)測系統(tǒng)

田間作物無線苗情監(jiān)測系統(tǒng)，可定時采集作物、植物生長發(fā)育狀態(tài)和各類生物在自然狀態(tài)下的動態(tài)、病蟲害活動的圖片（包括日光圖片和夜間的紅外圖片），進行田間物候的遠程連續(xù)定位攝像，并將采集的圖片自動上傳到遠程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務平臺，實現(xiàn)植保監(jiān)測人員的遠程物候觀測可監(jiān)測株高、果實膨大、莖粗變化、莖流量、葉片大小厚薄、葉面溫度和濕度、二氧化碳濃度等。智慧農(nóng)業(yè)平臺專家系統(tǒng)綜合利用這些信息，可以分析植物生長狀況，進而可以利用其來進行溫室內(nèi)溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、水肥營養(yǎng)的調(diào)控。圖像采集效果圖如下：

（三）蟲情監(jiān)測系統(tǒng)

進入21世紀以來，受全球氣候、耕作制度變化和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易激增等因素影響，農(nóng)作物重大有害生物呈持續(xù)重發(fā)態(tài)勢。以2009年為例，全國農(nóng)作物因病、蟲、草、鼠為害造成產(chǎn)量損失分別高達368億公斤以上，直接經(jīng)濟損失超過1000億元人民幣，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重的影響。農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生信息的獲取是病蟲害監(jiān)測預警和精準防治的重要前提。目前，農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測信息的采集主要采取蟲情測報燈監(jiān)測、病蟲觀測場調(diào)查和大田普查相結(jié)合的方式，大部分數(shù)據(jù)都要通過測報技術(shù)人員深入田間調(diào)查計數(shù)。傳統(tǒng)的調(diào)查方法費時費力，難以達到準確預測預報的效果。為了解決病蟲監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取上費時費力的問題，新興的自動識別與計數(shù)技術(shù)不斷被探索，目前主要的監(jiān)測技術(shù)有圖像識別、紅外傳感器監(jiān)測、聲音特征檢測、雷達監(jiān)測等，這些技術(shù)的發(fā)展提高了病蟲自動識別與計數(shù)的效率?；趫D像的病蟲害識別技術(shù)具有分類準確率高和智能化等優(yōu)點，目前已成為農(nóng)業(yè)病蟲害識別的熱點。其步驟一般包括圖像采集、圖像預處理、特征提取、模式識別，其中圖像特征提取、模式識別是圖像識別技術(shù)的核心。

系統(tǒng)通過搭建在田間的智能蟲情監(jiān)測設(shè)備，可以無公害誘捕殺蟲，綠色環(huán)保，利用無線網(wǎng)路，定時采集現(xiàn)場圖像，自動上傳到遠端的AI智慧農(nóng)業(yè)平臺，工作人員可隨時遠程了解田間蟲情情況與變化，制定防治措施。

（四）災情監(jiān)測系統(tǒng)

用戶通過視頻系統(tǒng)可以清晰直觀的實時遠程查看種植區(qū)作物的生長及病蟲害情況，并對突發(fā)性異常事件的過程進行及時監(jiān)視和記憶，用以提供及時高效的指揮和調(diào)度。

自動監(jiān)測識別系統(tǒng)框架