大棚是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫自然條件制約，實(shí)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(zhǎng)所需的適宜環(huán)境。對(duì)于作物而言，其生長(zhǎng)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(shí)間尺度內(nèi)所交互的各個(gè)環(huán)境因子。現(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(gè)相對(duì)獨(dú)立且近乎理想的人工氣候小環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)周期性、全天候、反季節(jié)的工廠(chǎng)化規(guī)模生產(chǎn)。

通過(guò)對(duì)大棚環(huán)境進(jìn)行“四情”（墑情、苗情、蟲(chóng)情、災(zāi)情）監(jiān)測(cè)預(yù)警。系統(tǒng)以先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)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(jí)用戶(hù)通過(guò)Web、PC與移動(dòng)客戶(hù)端可以訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)管理功能，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的病蟲(chóng)狀況、作物生長(zhǎng)情況、災(zāi)害情況、空氣濕度等各種作物生長(zhǎng)過(guò)程中重要的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理。系統(tǒng)對(duì)作物實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷，提供智能化、自動(dòng)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(tīng)診器”。

農(nóng)林“四情監(jiān)測(cè)”系統(tǒng)架構(gòu)圖

農(nóng)林“四情”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成部分

（一）墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無(wú)線(xiàn)墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)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(fēng)速/風(fēng)向等諸多環(huán)境信息，上傳至服務(wù)器并控制相關(guān)設(shè)備。墑情信息可以實(shí)時(shí)直觀(guān)展現(xiàn)在行政區(qū)劃地圖上，方便管理人員通過(guò)列表、圖表的方式查看詳細(xì)墑情信息，也可以定時(shí)將采集到的各種數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測(cè)平臺(tái)或者管理人員的手機(jī)上，方便指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并有效形成氣象災(zāi)害預(yù)警,以便相關(guān)部門(mén)及時(shí)采取措施，降低災(zāi)害損失。

（二）苗情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

田間作物無(wú)線(xiàn)苗情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可定時(shí)采集作物、植物生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)和各類(lèi)生物在自然狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)、病蟲(chóng)害活動(dòng)的圖片（包括日光圖片和夜間的紅外圖片），進(jìn)行田間物候的遠(yuǎn)程連續(xù)定位攝像，并將采集的圖片自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)植保監(jiān)測(cè)人員的遠(yuǎn)程物候觀(guān)測(cè)可監(jiān)測(cè)株高、果實(shí)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(tái)專(zhuān)家系統(tǒng)綜合利用這些信息，可以分析植物生長(zhǎng)狀況，進(jìn)而可以利用其來(lái)進(jìn)行溫室內(nèi)溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、水肥營(yíng)養(yǎng)的調(diào)控。圖像采集效果圖如下：

（三）蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，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(shì)。以2009年為例，全國(guó)農(nóng)作物因病、蟲(chóng)、草、鼠為害造成產(chǎn)量損失分別高達(dá)368億公斤以上，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1000億元人民幣，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害發(fā)生信息的獲取是病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和精準(zhǔn)防治的重要前提。目前，農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)信息的采集主要采取蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)觀(guān)測(cè)場(chǎng)調(diào)查和大田普查相結(jié)合的方式，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都要通過(guò)測(cè)報(bào)技術(shù)人員深入田間調(diào)查計(jì)數(shù)。傳統(tǒng)的調(diào)查方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的效果。為了解決病蟲(chóng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取上費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題，新興的自動(dòng)識(shí)別與計(jì)數(shù)技術(shù)不斷被探索，目前主要的監(jiān)測(cè)技術(shù)有圖像識(shí)別、紅外傳感器監(jiān)測(cè)、聲音特征檢測(cè)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)等，這些技術(shù)的發(fā)展提高了病蟲(chóng)自動(dòng)識(shí)別與計(jì)數(shù)的效率?；趫D像的病蟲(chóng)害識(shí)別技術(shù)具有分類(lèi)準(zhǔn)確率高和智能化等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害識(shí)別的熱點(diǎn)。其步驟一般包括圖像采集、圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別，其中圖像特征提取、模式識(shí)別是圖像識(shí)別技術(shù)的核心。

系統(tǒng)通過(guò)搭建在田間的智能蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以無(wú)公害誘捕殺蟲(chóng)，綠色環(huán)保，利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路，定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)圖像，自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)端的AI智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)，工作人員可隨時(shí)遠(yuǎn)程了解田間蟲(chóng)情情況與變化，制定防治措施。

（四）災(zāi)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

用戶(hù)通過(guò)視頻系統(tǒng)可以清晰直觀(guān)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看種植區(qū)作物的生長(zhǎng)及病蟲(chóng)害情況，并對(duì)突發(fā)性異常事件的過(guò)程進(jìn)行及時(shí)監(jiān)視和記憶，用以提供及時(shí)高效的指揮和調(diào)度。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)框架