農林“四情”監測系統

大棚是農業生產擺脫自然條件制約，實現反季節生產，提高土地出產率、增加作物產量的重要現代化農業設施。一切生物都有其生長所需的適宜環境。對于作物而言，其生長發育、代謝水平、物質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所交互的各個環境因子?，F代大棚之所以能夠獲得速生高產、優質高效的農產品，就在于其能夠在很大程度上擺脫地域、季節或惡劣氣候等自然條件的制約，構造出一個相對獨立且近乎理想的人工氣候小環境，從而實現周期性、全天候、反季節的工廠化規模生產。

通過對大棚環境進行“四情”（墑情、苗情、蟲情、災情）監測預警。系統以先進的無線傳感器、物聯網等信息技術為基礎，由相關硬件組成。各級用戶通過Web、PC與移動客戶端可以訪問數據與系統管理功能，對每個監測點的病蟲狀況、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進行實時監測、管理。系統對作物實時遠程監測與診斷，提供智能化、自動化管理決策，是農業技術人員管理農業生產的“千里眼”和“聽診器”。

農林“四情監測”系統架構圖

農林“四情”監測系統組成部分

（一）墑情監測系統

無線墑情監測系統主要負責采集農林種植生產環境信息，包括：土壤水分/鹽分、土壤溫濕度、空氣溫/濕度、降雨量、風速/風向等諸多環境信息，上傳至服務器并控制相關設備。墑情信息可以實時直觀展現在行政區劃地圖上，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據通過無線網絡發送到監測平臺或者管理人員的手機上，方便指導農業生產并有效形成氣象災害預警,以便相關部門及時采取措施，降低災害損失。

（二）苗情監測系統

田間作物無線苗情監測系統，可定時采集作物、植物生長發育狀態和各類生物在自然狀態下的動態、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定位攝像，并將采集的圖片自動上傳到遠程物聯網監控服務平臺，實現植保監測人員的遠程物候觀測可監測株高、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。智慧農業平臺專家系統綜合利用這些信息，可以分析植物生長狀況，進而可以利用其來進行溫室內溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、水肥營養的調控。圖像采集效果圖如下：

（三）蟲情監測系統

進入21世紀以來，受全球氣候、耕作制度變化和農產品貿易激增等因素影響，農作物重大有害生物呈持續重發態勢。以2009年為例，全國農作物因病、蟲、草、鼠為害造成產量損失分別高達368億公斤以上，直接經濟損失超過1000億元人民幣，對農業生產造成了嚴重的影響。農業病蟲害發生信息的獲取是病蟲害監測預警和精準防治的重要前提。目前，農作物病蟲害監測信息的采集主要采取蟲情測報燈監測、病蟲觀測場調查和大田普查相結合的方式，大部分數據都要通過測報技術人員深入田間調查計數。傳統的調查方法費時費力，難以達到準確預測預報的效果。為了解決病蟲監測數據獲取上費時費力的問題，新興的自動識別與計數技術不斷被探索，目前主要的監測技術有圖像識別、紅外傳感器監測、聲音特征檢測、雷達監測等，這些技術的發展提高了病蟲自動識別與計數的效率?；趫D像的病蟲害識別技術具有分類準確率高和智能化等優點，目前已成為農業病蟲害識別的熱點。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的核心。

系統通過搭建在田間的智能蟲情監測設備，可以無公害誘捕殺蟲，綠色環保，利用無線網路，定時采集現場圖像，自動上傳到遠端的AI智慧農業平臺，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）災情監測系統

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

自動監測識別系統框架