基于物联网技术的有机人参仿生栽培智能化监控平台

【摘要】：近年来我国为保护生态环境,防止水土流失,发展并保护人工林,人参种植开始由伐林种参转向大田种参。但我国人参种植都是各自农户独立经营,对人参田间管理不规范,对相关标准的落实不到位,大田种参经验严重不足,农户盲目种植暴露出很多问题,这就造成人参产量及营养成分偏低。除此之外,人参具有喜阴凉,耐寒性强,生长周期长等特点,不同生长环境下的人参在参型、成分含量等方面也有所不同,所以参地的土壤含水率、土壤温度、环境温度、环境湿度等环境因素对人参生长发育也有着极大的影响。因此,如何科学种参成为该领域需要解决的主要问题。对此,本文结合仿生栽培技术设计了基于物联网技术的有机人参仿生栽培智能化监控平台,平台具有实时监测、报警决策、基础设置、专家知识、后台管理等功能。平台结合贝叶斯网和Penman-Monteith公式,研究了一种基于物联网的人参灌溉决策方法,该方法由平台的灌溉决策模型实现,模型通过贝叶斯网获取一级判定结果,所需的实时数据均由平台的参地数据采集系统获取,然后根据一级判定结果决定是否需要二级判定;在二级判定中主要应用Penman-Monteith公式计算需水量进行判定。灌溉二级判定有效的提高了决策结果的可靠性以及灌溉精度,实现了科学种植人参,提高了人参产量及营养成分。本文最后对搭建的平台进行了试验;在平台的参地数据采集系统精度测试中,通过和标准仪器对比,采集系统土温度、湿度、光照强度、土壤含水率和降雨量最大相对误差分别为0.3、0.5、3、0.3、0.2,和市面上现有的环境监测装置相比,能够为决策模型的建立提供更为准确的数据源;在平台的模型决策性能测试中,能够实现智能灌溉决策,在缺水情况下,准确计算需水量,实现土壤湿度与土壤含水率的精准调控,避免了传统决策模式对需水量计算不准确的问题,具有重要意义;经过较长时间的使用,通过平台决策灌溉的人参比普通方式灌溉的人参在皂苷含量上提高了6%。