新型农业设施环境测控技术为温室装上“智慧开关”

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记者获悉，近期，中国农业大学教授、北京市设施蔬菜创新团队岗位专家安冬开展了基于电力线载波传输与智能开关技术结合的设施蔬菜环境实时测控技术研究，首次将这种新型农业设施环境测控技术在北京房山综合实验站实验成功，解决了设施蔬菜环境测控中的相关突出问题。

科学的设施环境测控对提高蔬菜产量、品质以及能源利用率具有重要的意义。

“然而，现有设施蔬菜环境测控中存在两个突出的技术问题：一是温度、湿度、光照等环境因子感知与传输需布设专用传输线路，传输费用较高；二是卷帘、风机等环控设备运行状态无法实时、自动监测，设备故障停机会造成经济损失或存在线路漏电等安全隐患。”安冬告诉记者。

该项研究主要由温室环境数据采集与传输、环控设备状态监测及控制和远程测控平台三部分组成。

“对于温室环境数据采集与传输，主要利用温室中现有的电线采用电力线载波传输技术实时、准确地将采集到的光照、温湿度等环境信息传输给远程测控平台；对于环控设备状态监测及控制，主要是利用温室中现有的电线采用智能开关技术实时、准确采集卷帘机等设备的电压、电流、功率传输给远程测控平台；而远程测控平台主要是用于实时显示、分析环境数据和设备运行数据并根据智能模型下达设备运行指令、预警设备故障。”安冬进一步分析说。

为什么电力线载波传输技术和智能开关技术适宜应用于设施蔬菜环境测控中？“电力线载波传输技术具有免布线、无通讯成本、即插即用、传输稳定等特点，非常适合在多个温室、超大跨度区域进行数据采集与设备控制。智能开关技术可以弥补现有农业物联网无法监测设备运行状态的漏洞，可以采集卷帘机等设备的电压电流功率信息，从而实现设备运行状态实时监控，避免设备故障停机造成经济损失和安全隐患。”安冬说。

如今，这两项技术已在工业中智能电表自动抄表及大型电力设备监控中得到有效应用，农业中应用有不同于工业的特殊技术要求，针对设施温室的具体需求，该团队将该技术进行了软硬件升级改进，首次将上述技术在农业设施环境测控上实验成功。

目前，该技术已在北京房山综合实验站两栋日光温室内开展实验示范。“自2022年11月10日至2023年3月29日该系统已采集101天有效数据，数据采集以10分钟为单位，每种环境因子在每个节点上已有14544条数据。对比基于4G的传输模式，数据一致性为99.99%。实验结果表明该技术可准确、稳定采集环境数据和设备运行状态数据，并为园区排查电线漏电的安全隐患1次。”安冬说。