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番茄联合国的智慧农业之道 用“农场云”轻松种菜

发布时间:2015-07-12 11:14:00   来源:    浏览次数:306


◎本刊记者  叶晓婷 撰文/摄影

 

 

装上无线传感器,蔬菜就会“说话”了,大棚温度高了会“警告”你,土壤湿度低了会“提醒”你——在北京市通州区台湖镇胡家垡村的“金福艺农番茄联合国”里,农技师坐在凉爽的“物联网程控中心”,通过一台电脑就能了解大棚里的各种状况:瓜果蔬菜啥时候该浇水,施肥怎样保持精确度,温湿度、光照如何按需供给,通过物联网系统——“农场云”,这些问题就都解决。引人好奇的智慧农业究竟是怎么一回事?72日,《环境与生活》记者走进这座农庄一探究竟。

 

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在北京通州区的金福艺农番茄联合国里,蔬菜大棚整齐排列。


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番茄联合国的“物联网程控中心”,“艺术农业”是该公司的奋斗目标。


远程控制滴灌、卷帘

72日,《环境与生活》记者从北京地铁亦庄线终点站次渠站出来,往东北方向乘车再走5公里,便来到通州区台湖镇胡家垡村。记者看到,村东口100米处是一片占地超过1000亩的农业园区,门口有个硕大的番茄造型颇为醒目,边上写着“金福艺农番茄联合国”。这里种植的番茄达130多种,故取名“番茄联合国”。一进园区,主干道两侧槐树和整齐的草坪散发的草木芬芳便扑鼻而来。往里走100米左右,一派悠然的田园风光敞在眼前:白色的蔬菜大棚整齐排列,中间分别有露天菜地或小果园、小池塘分隔开,仿佛自成一片小天地,荷花粉嫩,油桃结果正欢,葡萄架下,几只白鹅忙着觅食。正值晌午,园区里没几个人走动,甚是安静。

大棚东边200米远的地方是一座醒目的红砖建筑。门前奇花异草长得正茂,一块巨石上刻着“艺术农业”的繁体字。这座建筑有个有趣的名字,叫做“番茄议会”,园区的“物联网程控中心”就设在此。走到门口,瞧见里头100多平方米的空间里竖着一块巨大电子显示屏,这块显示屏其实由24块小显示屏组合成,左侧是信息显示区,右侧8块显示屏实时播放不同大棚里的蔬菜长势及员工工作状态。在这里,记者见到了负责管理“番茄联合国”的女博士孙锐。孙博士20097月来到金福艺农农业科技有限公司,从基层技术员做起,现已独当一面,担任该公司的农业部经理。

孙博士介绍,公司于2006年创立,是以有机果蔬生产为基础,集设施种植(利用人工设施种植)、农业休闲观光、采摘垂钓、科技示范等于一体的都市生态农业企业,2008年引进北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心的数字农业技术,为园区当时的26栋日光温室,配备了监测作物生长的电子传感器、温室娃娃(一种监测仪器)、摄像头、音响等,实现了对温室信息实时监测、视频监测。经过3年的发展,公司又对原来的数字农业系统进行升级改造,建立了更智慧的“现代农业物联网”系统。

“不少部委机关工作人员都来考察我们园区,”孙锐告诉《环境与生活》,“我也参观过一些农业应用物联网的单位,其中很多物联网只是摆个样子,没有真正与生产结合起来。”金福艺农番茄联合国是北京市农委、北京市城乡经济信息中心开展的“221物联网监控平台”的11个应用试点之一,也是通州唯一的示范点,目前番茄联合国的所有温室都实现了计算机全程监控,要想了解某个棚的即时状况,鼠标一点,空气、温度、土壤等指标一目了然。温室内装有无线接收装备,通过程控中心的远程控制,即可棚内滴灌、棚顶卷帘。

 

番茄联合国大棚内的三合一传感器,可以监测温湿度和光照强度。



番茄联合国部分大棚门口处装了电子显示屏,棚里的温湿度等信息一目了然。


把番茄种成艺术树

为了让记者对农业物联网的相关技术有更直观的认识,工作人员特意带记者参观了大棚。

这里的大棚与普通大棚不一样,每一座大棚的门口都有个小屋子,装上防盗门,需刷门禁卡才能进入。“不是为了防盗,而是防止工人随意入棚,来回串棚,导致病虫害交叉感染。”工作人员牛伟锋告诉记者。

走进26号棚——景观棚,记者眼前一亮:近10株“番茄树”如同一把把大伞,浓绿的藤蔓间,无数晶莹剔透的红番茄点缀其中。就在它们脚下,盆栽的迷迭香、成片栽种的穿心莲等植物又组成另一道景观。其实番茄本是草本,“番茄树”是一种有别于传统栽培方法,通过水肥调理结合理杈,修剪造型,让它形成树冠的样子,看起来像一棵树。牛伟锋说:“很多人觉得农业很‘土’,我们就是要打破传统观念,把农业做成艺术,不仅要卖得好,还要好看,成为艺术品。”

在这些红绿之间,穿插着一些线路和设备,比如一个像多层碗碟叠加的仪器悬挂在棚顶上。“这是三合一传感器,可以监测温湿度和光照强度,采集到的数据自动上报。数据采集频率可调,一般默认为每10分钟采集一次。”孙锐介绍,还有另一种四合一传感器,形状像一块小土方上面安一个小蒙古包,附带一根探测棒,除了具备三合一传感器的功能,还能监测土壤温度。往地上看,还有些线路伸进土里,往外一拔能看到一个形似玻璃胶瓶的器物,“这是无线智能土壤水分传感器,负责大棚内土壤水分的长期监测。”

孙锐说,采用哪种传感器,得看实际需求和性价比,目前棚里能实现7种指标(土壤温度及湿度、空气温度及湿度、露点(凝结露水的温度)、光照强度、二氧化碳浓度)的监控。此外,大棚内还安装了360度全景摄像头,能清晰地观察作物的生长情况。控制中心不远处还设有农业智能气象站,能实时监测风速、风向、雨量、温度、湿度、光照等气象参数。

 

番茄联合国生态餐厅里种植各种蔬菜,自给自足。室内空气由于有了众多植物而格外清新。



负责“番茄联合国”农业生产管理的女博士孙锐,为记者演示物联网系统——“农场云”的使用方法。



2008年,番茄联合国引进北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心的监测仪器“温室娃娃”。


傻瓜化种植是愿景

各类传感器和气象站将收集到的相关数据,通过无线传播的方式发送至控制中心,在处理系统——农场云物联网与计算应用平台中集合,便可供农业生产者参考。孙锐回到控制中心为记者做了演示,她在电子显示屏边上的一台电脑前,打开农场云界面,输入账号登陆后,资源、计划、生产、销售、加工、履历、分析等模块一一呈现。她点开“资源”模块,呈现出番茄联合国园区的谷歌航拍地图,“每个棚的位置都可以在地图上标注出来,棚顶上有什么东西都可以添加,会有对话框,比如添加棚室面积、放置的传感器,所种植的作物品种等。”孙锐解释道。

农场云系统还包含健康评价管理,可展现大棚管理情况。“如果理想的管理状态是100%的话,我们现在的水平差不多是80%。”孙锐介绍,这套系统还有农事记录功能,记下哪个棚每天都干什么了,比如施肥、浇水、除虫、除草等,不过需要人工录入。

在生产模块下,她点开48号棚,页面上有一些数据点与长方形框,“这些是生长框,如果传来的数据偏离了生长框,不在框内,就说明那个条件不适合生长,就得调整。另外,系统还有病虫害预警功能,各种病害发生的几率有多大也会表现出来,它会综合环境条件,如温度、湿度、光照等进行评估;还有一个数据是‘积温’,就是作物成熟度预报,指导我们适时采摘。”她说,这有利于精准化种植,因为有内置指标在限制着,这么一来,对种植环境的调整和控制就有依据,“过去农民是凭经验,物联网是凭数据。此外,它还有数据积累,可为往后的种植提供参考,是一种决策参考。”

孙锐强调,凭经验种植,往往有滞后性。“用了物联网,我们可根据提示预先调整作物的水肥情况,如果凭经验,可能只能通过观察土干没干、植物打不打蔫儿来决定是否浇水,那时可能已经出问题了。”

孙博士打了个比方说,传统农技师就像一位大夫,年纪越大,种的植物越多,越有经验;而采用物联网后,越来越像傻瓜种植,未来的智慧农业,让普通人都能种菜。让农业傻瓜化,正是孙博士的愿景。

孙锐认为,物联网适合应用在规模比较大的园区和棚室较多的那种。番茄联合国园区有103个大棚,包括孙博士在内共有8位技术人员、60多名工人。“一个技术员,每天走十几个棚是没有问题的,但走上百个棚就吃不消了。有了物联网,通过视频就能对每座棚的环境条件、生产状况有大体了解,然后可以有针对性地处理问题。”

番茄联合国有上百种番茄,记者也有疑问,不同品种番茄的种植所采用的评估系统是否不同?

孙博士说,这其实涉及模型的建立问题,从原则上讲,根据不同品种的生产特点应该建立不一样的模型,但现在采用的是相同的模型,因为涉及用户和物联网经营商之间的技术磨合。模型指标的界定主要根据行业指标,以及自己园区的要求。

 

番茄联合国景观棚里培植了近10株“番茄树”。它们状如大伞,无数晶莹剔透的红番茄挂在棚顶。


番茄联合国蔬菜大棚内配有360度全景摄像头,可清晰观察作物长势。



番茄联合国“物联网程控中心”里的电子显示屏,由24块小显示屏组合成,左侧是信息显示区,右侧实时播放大棚里的蔬菜长势及员工工作状态。


社区里的电子配货柜

“物联网还有利于资源、能源的高效利用,同时使监管力度更强了,比如消费者监管生产企业、公司监管员工等。我们现在正在做的二维码,就是让消费者监管我们的企业。”孙博士举例,用智能手机扫描其产品包装上的二维码,就会进入一个界面,显示产品的成熟度是多少,生产基地、生长环境指数、品质,采用了哪些农事措施、种植者是谁、品牌、公司简介、大棚工人、地址,完全可追溯;还有产品的适合人群、食谱推荐等,消费者还能互动评论。

在控制中心,记者看到了两组类似超市存包的柜子。“这是电子配货柜,也是物联网的一个组成部分,由主机柜和储物柜组成,是一种智能化物流配送终端,一般放在小区里,它融合了多项技术,如无线传感技术、无线通讯技术和云计算技术等。”其使用方法是,通过电子订单,番茄联合国的服务人员将消费者订的农产品按时放到柜子里,然后货柜信息及密码会发送到客户手机上,客户就能知道订的菜已经到达自己所在小区的配货柜里,下班回家时就可以拿走。当货物逾期未取,配送柜将自动报告管理平台,通过客户服务提醒收货人。多次通知后仍未取货,系统将自动通知送货方回收货物。

 

番茄联合国景观棚里,工人们将菜园子改造成了艺术园。



“番茄联合国”因每年栽培上百种番茄而得名


大龄农场工人还不会用

说起物联网运用的问题,孙博士介绍,其前期投入和运营成本高,普通农企难以支撑。番茄联合国的物联网建设投入约七八百万元,每年的运营维护费用也在一二十万元左右。“物联网并不像化肥和农药那样能直接产生效益。”孙锐表示,对农企来说,物联网投入压力巨大。

“农场云这套系统的功能挺多,设计得挺好,但没有完全用起来。我们园区还算应用水平比较高的,但最多也才用了百分之六七十。”孙锐说,该公司的系统有近10项功能,但常用的只有温室实况监测、成熟度预报、病虫害预警等,尽管有几栋温室在技术上实现了智能滴灌和自动开关风口,但“在实际生产中,手动还是排第一位”。“我们只能使用它的部分功能,其他功能我们还不够熟悉,没应用好,这也和我们的需求相关。就像一台电脑有很多功能,而常用的只有部分功能。目前运输配货的应用,我们还有点薄弱,因为农庄以采摘和礼盒购买为主,单独配货的量还不太大,用不上这套系统。”

“还有一个问题,我们的工人大多是大龄农民,很多人连手机都没用明白,更不可能使用物联网,很多工作都是我们8人团队在做。未来如果有年轻工人融入进来,我们就能省心不少。现在我从物联网得知情况后,还得亲自告诉工人怎么操作。”这是孙博士的困扰。其同事张重阳对此也深有感触。他在团队里负责硬件和软件的维护,在工作过程中经常碰到是传感器被工人弄坏的情况。“他们不懂这些东西,插在地里的湿度传感器,他们可能不懂,很容易就弄断了。”

在孙博士看来,这样的困局目前难以通过招年轻工人来破解,因为年轻人不愿参加农业劳动。“这需要一个过程,需要整个社会对智慧农业认识的进步,不是我们一个园区就能解决的问题。”

 

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 电子配货柜,也是物联网的一个组成部分,由主机柜和储物柜组成,是一种智能化物流配送终端。

 

 

 

 

 

 

 


网络编缉:丁天