煙葉育苗大數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

　　摘 要：目前周口市煙葉育苗大棚的監(jiān)測和控制以人工為主，針對這一現(xiàn)狀，文章基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了煙葉育苗遠(yuǎn)程監(jiān)控綜合管理系統(tǒng)，具有功能：用數(shù)字式傳感器自動監(jiān)測煙葉育苗大棚的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等環(huán)境參數(shù)；通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送回數(shù)據(jù)中心；可以用手機(jī)或電腦遠(yuǎn)程調(diào)控?zé)煵萦�苗大棚的環(huán)境參數(shù)；在數(shù)據(jù)中心對煙草育苗大棚的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)反向追溯、痕跡化操作、扁平化管理等目的；采用攝像機(jī)可以實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境及育苗情況。
　　關(guān)鍵詞：煙葉育苗；GPRS；遠(yuǎn)程監(jiān)控；溫濕度數(shù)據(jù)采集；綜合管理系統(tǒng)平臺
　　我們設(shè)計的系統(tǒng)基于攝像機(jī)和GPRS網(wǎng)絡(luò)，主要有以下研究內(nèi)容：
　�。�1）GPRS無線網(wǎng)絡(luò)取代有線網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測需要鋪設(shè)網(wǎng)線，投入成本高、后期維護(hù)復(fù)雜；本系統(tǒng)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在任何時間、任何地點(diǎn)登錄網(wǎng)站查詢溫濕度等環(huán)境參數(shù)。
　�。�2）當(dāng)育苗大棚溫濕度超標(biāo)時，系統(tǒng)自動啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫除濕，同時自動發(fā)短信報警。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要設(shè)計控制箱，通過數(shù)據(jù)線和控制線和現(xiàn)有控制柜兼容，同時不影響現(xiàn)有操作。
　�。�3）在數(shù)據(jù)中心對煙草育苗大棚的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)反向追溯、痕跡化操作、扁平化管理等目的。以往的育苗管理工作以點(diǎn)檢為主，人工勞動強(qiáng)度大，效率較低，采用了本系統(tǒng)后，管理人員可以直接通過手機(jī)查看和控制任何一座育苗大棚的設(shè)施；同時在更深層次上，可以通過系統(tǒng)自動統(tǒng)計和運(yùn)算，為管理工作提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。
　�。�4）系統(tǒng)可自動計算有效積溫、活動積溫和日均溫等數(shù)據(jù)，對移栽時間做科學(xué)預(yù)測。貴州煙科所指出：煙草苗床期>10℃的活動積溫為950～1100℃，有效積溫為350～450℃；從移栽到成熟>10℃的活動積溫為2000～2800℃，>8℃的有效積溫為1200～2000℃，>10℃的有效積溫為1000～1800℃，可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煙葉。
　�。�5）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集，登錄客戶端的方式提高了管理效率，為確定育苗長勢和技術(shù)方案提供參考。
　　1 技術(shù)關(guān)鍵
　�。�1）攝像機(jī)系統(tǒng)設(shè)計要求簡潔易懂，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程有效的人機(jī)交互；
　�。�2）基于GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)計數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程控制；
　�。�3）建立數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)頁，以及后期的維護(hù)工作；
　�。�4）選擇的CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫濕度等傳感器能夠適應(yīng)高濕度環(huán)境。
　　2 實(shí)施方案
　　項目實(shí)施分成兩個部分：
　�。�1）輸入設(shè)備：采集育苗工場溫濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度等環(huán)境因子，其中的難點(diǎn)在于CO2濃度和光照強(qiáng)度的標(biāo)定；所有信號都通過總線的形式傳輸回控制盒。
　�。�2）輸出設(shè)備：將數(shù)據(jù)在現(xiàn)場的攝像頭聯(lián)網(wǎng)實(shí)時顯示，同時通過GPRS模塊發(fā)送回上位機(jī)，在上位機(jī)進(jìn)行處理，最終建立數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫管理；控制模塊的功能是和現(xiàn)有控制柜兼容，自動和遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)啟動和停止。
　　目前進(jìn)展及情況：
　　2016年在周口實(shí)驗(yàn)7座育苗大棚安裝使用，短信報警次數(shù)，登陸用戶，下載次數(shù)，正常監(jiān)測時間日期，自動控制風(fēng)機(jī)大棚4座，安裝的大棚育苗的情況與未安裝的對比情況。郝剛與鹿邑對比圖片，鹿邑的育苗大棚每棚種植面積未來的發(fā)展方向。
　　3 結(jié)束語
　　（1）基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理平臺開發(fā)對煙葉育苗遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)有線傳輸方式布線難的限制，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心通過客戶端對多個育苗大棚信息采集、觀察、監(jiān)測和分析還有自動控制。
　�。�2）通過使用此系統(tǒng)管理平臺，使煙葉育苗戶和管理者對煙葉育苗生長還有管理等減少了很多工時。以前育苗人都是需要到大棚里面每個大棚檢查溫濕度，管理者還有專家也是需要開車動員到達(dá)現(xiàn)場考察�，F(xiàn)在只需要登陸客戶端就可以省掉這些。從而節(jié)省了人力，物力，財力。
　　（3）如果溫度過高育苗技術(shù)人員還需要進(jìn)入大棚打開風(fēng)機(jī)給大棚降溫，安裝了遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)自動控制風(fēng)機(jī)和短信提醒功能，從而降低或減少了技術(shù)人員監(jiān)管不到位造成的誤開風(fēng)機(jī)和忘開風(fēng)機(jī)的情況，大大減少了技術(shù)人員工作，降低了風(fēng)險，節(jié)約了電力。
　　（4）在河南省周口市煙葉育苗大棚中得到了較好應(yīng)用。經(jīng)過對煙葉育苗技術(shù)人員的溝通，該系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用不僅克服了大棚的天氣變化和對育苗的影響，還降低了對育苗人員的技術(shù)要求，提高了煙葉育苗質(zhì)量和管理。得到了周口市煙葉種植育苗人的稱贊。
　�。�5）經(jīng)過對實(shí)際的考察和走訪，我們得出了如下結(jié)論。
　　使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺的育苗大棚有三個優(yōu)勢：
　　a.使煙苗整齊一致，有利于提高大田生產(chǎn)的整齊一致性，進(jìn)而提高整體生產(chǎn)水平。煙苗根系發(fā)達(dá)，根的數(shù)量超過常規(guī)育苗，有利于提高移栽成活率，有效克服早花現(xiàn)象。
　　b.及時有效管理、生長快，苗齊苗勻、遠(yuǎn)程指導(dǎo)育苗的長勢、有利于實(shí)現(xiàn)育苗專業(yè)化和栽培品種良種化。
　　c.苗齡65天左右，葉數(shù)9片左右，莖高8-10cm，莖粗0.5-0. 6cm，且有韌性，葉色綠至淺綠，葉片較厚，側(cè)根發(fā)達(dá)，無病蟲害，群體整齊一致。
　　未使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺的育苗大棚會出現(xiàn)的三個劣勢。
　　a.技術(shù)人員管理不到位，問題處理不及時。
　　b.煙苗成活率不高，苗不均勻，長勢慢。
　　c.移栽成活率降低，煙苗移栽后長勢緩慢，影響了煙田的統(tǒng)一管理。
　　周口市試點(diǎn)大棚7座，其中鹿邑化塔5座，商水郝崗鄉(xiāng)2座。
　　系統(tǒng)報警次數(shù) 2546 次
　　短信報警次數(shù) 416 次
　　系統(tǒng)客戶端使用數(shù)11個
　　按照1個大棚5000個育苗盤，每盤多成活3顆苗，每棚就能多出15000顆苗，就是75盤，如果每畝地用6盤就可以多種12畝地。同時每盤的移栽成活率也會增加。
　　參考文獻(xiàn)
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