智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用

智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用

李静

身份证号码：370902198003220642

摘要：设施农业作为现代农业的重要形式，为农作物生长提供了可控的环境条件，有助于提高农产品的产量和质量。玉米作为重要的粮食和饲料作物，在设施农业中的种植规模不断扩大。智能监控技术的出现为解决这一问题提供了有效途径。通过部署各类传感器和监控设备，能够实时获取设施内玉米生长的环境参数和生长状态信息。因此，本文重点研究智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用，为设施农业玉米种植的智能化发展提供了有力的技术支持和实践参考。

关键词：智能监控技术；设施农业；玉米种植；应用

引言：随着农业现代化的推进，设施农业逐渐兴起，智能监控技术为玉米种植带来了新的发展机遇。智能监控技术能及时发现病虫害的早期迹象，便于采取针对性的防治措施，减少损失。其在设施农业玉米种植中的应用，不仅提高了生产效率和资源利用率，也为农业可持续发展注入了新的活力。

一、智能监控技术概述

智能监控技术是一种融合了先进的传感器、数据采集、传输、处理与分析以及自动控制等多种技术的综合性系统。其内涵在于通过各类高精度的传感器，如温度传感器、湿度传感器、图像传感器等，实时、准确地收集被监控对象的各种信息。这些信息借助高效的数据传输网络，迅速传送到中央处理系统。在中央处理系统中，运用强大的数据分析算法和人工智能技术，对海量的数据进行深入挖掘和分析，以提取有价值的信息和模式。基于这些分析结果，智能监控技术能够实现自动预警、智能决策和自动控制等功能。例如，当监测到环境参数超出预设范围或出现异常情况时，系统会立即发出警报，并自动采取相应的调节措施，如调整设备运行状态、改变环境条件等[1]。

二、智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用意义

（一）有利于提高玉米种植的产量和质量

智能监控技术能够实时、精准地监测设施农业环境中的各项关键参数，如土壤湿度、温度、光照强度、二氧化碳浓度等。通过对这些数据的分析，种植者可以及时了解玉米生长的需求，并精确调整环境条件，为玉米提供最适宜的生长环境。例如，在玉米生长的关键时期，如抽穗期和灌浆期，通过智能监控技术确保充足的水分和适宜的温度，能够显著提高玉米粒的饱满度和产量。

（二）有利于促进资源的高效利用和可持续发展

在设施农业玉米种植中，水资源和肥料的合理使用至关重要。智能监控技术可以实现对土壤水分和肥力的实时监测，根据玉米的实际需求进行精准灌溉和施肥，避免了水资源的浪费和肥料的过度使用。这不仅降低了生产成本，还减少了因过量施肥对土壤和环境造成的污染。同时，智能监控技术能够优化设施内的通风和光照条件，降低能源消耗[2]。

三、智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用策略

（一）优化传感器布局与数据采集

1.合理布置传感器网络

在设施农业玉米种植区域内，根据玉米生长的不同阶段和环境特点，合理布置多种类型的传感器，如土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等。确保传感器覆盖种植区域的各个关键位置，以全面、准确地采集环境数据。例如，在玉米根系分布密集的区域增加土壤湿度传感器的密度，以更精确地监测水分状况。

2.选择高精度传感器

选用具有高精度和稳定性的传感器，以确保采集到的数据准确可靠。同时，考虑传感器的耐用性和维护成本，选择适合设施农业长期使用的型号。定期对传感器进行校准和维护，以保证数据的准确性和一致性。

3.多源数据融合

除了物理传感器采集的数据，还应整合其他来源的数据，如卫星遥感数据、气象数据等。通过数据融合技术，将不同来源的数据进行综合分析，获取更全面、更准确的环境信息。例如，结合卫星遥感图像了解设施周边的大环境变化，为玉米种植提供更宏观的决策依据。

（二）强化数据分析与决策支持

1.建立数据分析模型

运用机器学习和数据分析算法，建立玉米生长与环境因素之间的关系模型。例如，利用回归分析、神经网络等方法，分析土壤湿度、温度、光照等因素对玉米生长速度、产量的影响。通过模型预测玉米的生长趋势和潜在问题，为种植决策提供科学依据。

2.实时数据分析与预警

对采集到的数据进行实时分析，当环境参数超出预设的适宜范围时，及时发出预警信息。例如，当土壤湿度低于临界值时，自动向种植者发送缺水警报，提醒及时灌溉。同时，对可能出现的病虫害风险进行预测，提前采取预防措施。

3.智能决策支持系统

开发智能决策支持系统，根据数据分析结果为种植者提供具体的操作建议，如灌溉量、施肥时间和量、通风时间等。系统应具备简单易用的界面，方便种植者直观地了解和执行决策建议。

4.数据可视化展示

将复杂的数据以直观、易懂的图表和图像形式展示给种植者，如土壤湿度变化曲线、温度分布热力图等[3]。通过可视化展示，使种植者能够快速了解玉米生长环境的状况和变化趋势，更有效地做出决策。

（三）完善远程监控与自动化控制

1.搭建远程监控平台

利用互联网技术，搭建远程监控平台，使种植者能够通过手机、电脑等终端设备随时随地访问设施内的监控数据和图像。实现远程实时监控玉米的生长状况和环境参数，方便及时进行管理和调控。

2.自动化控制系统

建立自动化控制系统，根据预设的策略和实时数据分析结果，自动调节设施内的设备，如灌溉系统、通风设备、遮阳网等。减少人工干预，提高管理效率，确保环境参数始终保持在适宜范围内。

3.应急处理机制

在自动化控制过程中，设置应急处理机制，当出现设备故障或异常情况时，能够自动切换到备用方案或通知种植者进行手动干预。例如，在灌溉系统故障时，自动启动备用灌溉设备或发送紧急维修通知。

4.权限管理与安全保障

对远程监控和自动化控制系统设置严格的权限管理，确保只有授权人员能够进行操作和访问敏感数据。同时，加强系统的网络安全防护，防止数据泄露和恶意攻击，保障设施农业玉米种植的信息安全。

（四）加强人员培训与技术推广

1.开展专业培训课程

针对种植者和农业技术人员，开展关于智能监控技术的专业培训课程。培训内容包括传感器的安装与维护、数据分析软件的使用、远程监控平台的操作、自动化控制系统的设置等。通过实际操作和案例分析，提高他们对智能监控技术的应用能力。

2.现场指导与技术支持

在设施农业玉米种植现场，安排专业技术人员进行现场指导，帮助种植者解决在实际应用中遇到的问题。提供及时的技术支持，确保智能监控技术能够顺利应用于玉米种植生产中。

3.示范基地建设

建立智能监控技术应用的示范基地，展示技术的实际效果和优势。组织种植者参观学习，增强他们对新技术的信心和接受度。通过示范基地的辐射带动作用，促进智能监控技术在更大范围内的推广应用。

4.政策扶持与宣传推广

政府出台相关政策，对采用智能监控技术的设施农业玉米种植给予资金扶持和补贴。同时，通过农业技术推广部门、媒体等渠道，广泛宣传智能监控技术的应用成果和经济效益，提高种植者的认知度和积极性，推动技术的普及应用。

四、结语

综上所述，智能监控技术在设施农业玉米种植中的应用具有重要意义和广阔前景，它显著提升了玉米种植的效率和质量，为农业现代化发展注入了强大动力。

然而，技术的应用仍面临一些挑战，如成本较高、技术普及难度大等。但随着科技的不断进步和成本的逐渐降低，其应用范围必将不断扩大。相信在未来，智能监控技术将在设施农业玉米种植中发挥更加关键的作用，为保障粮食安全和农业可持续发展做出更大贡献。

参考文献：

[1]庞瑞芬.论现代化农业技术在玉米种植中的应用[J].农村实用技术,2022(6):83-84.

[2]秦豆豆.玉米种植中减肥增效技术的应用[J].农家参谋,2022(15):44-46.

[3]弓文香.农业信息化背景下玉米栽培促高产的技术应用[J].农业工程技术,2021,41(30):39-40.