摘要：現(xiàn)階段，設(shè)施農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)非常重要的地位，設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及設(shè)施的組合，包含設(shè)施畜牧、設(shè)施蔬菜、設(shè)施種植以及設(shè)施花卉等產(chǎn)業(yè)，設(shè)施蔬菜種植的規(guī)模是最大的，種植設(shè)施蔬菜能夠擺脫以往受土壤及自然氣候等條件的制約，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)產(chǎn)、以及優(yōu)質(zhì)的蔬菜生產(chǎn)。其次在設(shè)施設(shè)備當(dāng)中，普通日光溫室、節(jié)能日光溫室、以及塑料大棚溫室發(fā)展的速度相對較快。關(guān)鍵詞：蔬菜；應(yīng)用；措施；人工智能；設(shè)施蔬菜設(shè)施農(nóng)業(yè)是一項(xiàng)集合農(nóng)業(yè)裝備以及種植等多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，它是在人為可控的環(huán)境下進(jìn)行高效生產(chǎn)的方式，有著成套的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、完善的生產(chǎn)規(guī)范與設(shè)施裝備。近些年，伴隨信息技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也漸漸被運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中，譬如農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、以及農(nóng)產(chǎn)品物流等領(lǐng)域中。文章介紹了人工智能技術(shù)，并結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)在產(chǎn)前、產(chǎn)中、以及產(chǎn)后三個(gè)階段，細(xì)致闡述了現(xiàn)有的研究成果。1設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀設(shè)施蔬菜栽培是近些年發(fā)展起來的一種集約化生產(chǎn)體系，通過控制溫度、光照、以及水分等，為蔬菜提供溫暖適宜的生長環(huán)境，不僅有利于提高蔬菜產(chǎn)量，同時(shí)還能夠生產(chǎn)反季節(jié)的蔬菜，從而增加農(nóng)民的收入，但是在設(shè)施蔬菜自動化控制、以及標(biāo)準(zhǔn)化方面仍然存在著不少問題，與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距。其次隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，開始出現(xiàn)了很多設(shè)施農(nóng)業(yè)，但中國在這方面的經(jīng)驗(yàn)并不足，還產(chǎn)生了一系列問題。第一，設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)相對較為單一，并且受到了技術(shù)的限制，很多高產(chǎn)值的農(nóng)業(yè)作物很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；姆N植，使得種植的農(nóng)業(yè)作物品種較為單一。第二，農(nóng)業(yè)設(shè)施較為落后。當(dāng)前普遍用到的農(nóng)業(yè)設(shè)施便是溫室大棚，受塑料薄膜以及結(jié)構(gòu)單一的限制，在大棚中很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的操作。第三，農(nóng)業(yè)設(shè)施規(guī)模相對較小，很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)，且生產(chǎn)效益非常低，所以，很難去評估風(fēng)險(xiǎn)，還影響了農(nóng)業(yè)設(shè)施以后的發(fā)展。2具體應(yīng)用2.1

在產(chǎn)前階段的運(yùn)用能夠?qū)r(nóng)作物品系以及土壤等做出合理的分析，幫助種植戶選擇適宜的農(nóng)作物品系，進(jìn)而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供良好的保障。而在蔬菜產(chǎn)前階段，土壤分析是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，可以對土壤中的微量元素、有機(jī)物以及無機(jī)離子等做出合理的分析，通過深入分析鑒別土壤酸堿性，指導(dǎo)種植人員選擇化肥的類型，比如堿性土壤，應(yīng)當(dāng)加入適當(dāng)?shù)母乘犷惢?，農(nóng)作物在適宜的酸堿條件下會更好地吸收無機(jī)鹽，從而健康的生長發(fā)育。其次，分析土壤的實(shí)際含水量，科學(xué)合理地指導(dǎo)農(nóng)田灌溉，防止?jié)穸忍蠖斐刹『?，分析土壤里的微生物，能夠提前預(yù)防對人類有害的微生物，防止造成較大的損失，并且科學(xué)利用土壤中無害的微生物對蔬菜生產(chǎn)更加有利。Elgaali借助非侵入成像技術(shù)探測土壤，建立了土壤特性與宜種植農(nóng)作物的模型。而Raju等則利用專家系統(tǒng)評估土地改造方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一方法能夠?yàn)榫坝^生態(tài)規(guī)劃提供有用的信息。2.2

在產(chǎn)中階段的運(yùn)用主要是運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)、以及農(nóng)業(yè)機(jī)器人等技術(shù)。以上技術(shù)能夠科學(xué)合理地指導(dǎo)種植人員更好的管理和種植，從而提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，使農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主化、科學(xué)化、和機(jī)械化的管理。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)能夠幫助種植人員解決生產(chǎn)中所遇到的各種問題。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，20世紀(jì)70年代末誕生于美國，到了80年代漸漸開始轉(zhuǎn)向市場分析、生產(chǎn)管理、經(jīng)濟(jì)分析、以及生態(tài)種植等方面。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)能夠讓“農(nóng)業(yè)專家”實(shí)時(shí)指導(dǎo)農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，從而更好地實(shí)現(xiàn)資源科學(xué)化配置。其次，在產(chǎn)中階段運(yùn)用人工智能進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，既能夠提升生產(chǎn)效率，并且還能夠減少勞動力投入。同時(shí)在蔬菜生產(chǎn)的整地耕地、施肥、施藥、播種、定植、移栽、以及適時(shí)收獲等都能實(shí)現(xiàn)智能化?？蒲腥藛T張娓娓通過農(nóng)業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)出了柔性的采摘系統(tǒng)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這一系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定和可靠，對蔬菜無損采摘也有著非常重要的意義。另外，非化學(xué)除草技術(shù)是生產(chǎn)綠色、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的關(guān)鍵，而智能割草機(jī)器人可以識別作物和雜草，還能夠快速地進(jìn)行除草，不僅有效減少了勞動力、降低了成本，還保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。此外，胡煉、羅錫文、曾山等提出了結(jié)合機(jī)器視覺來識別與定位的方法，借助曲線標(biāo)準(zhǔn)偏差、像素累加曲線、以及正弦波曲線等獲取農(nóng)作物的位置，研究發(fā)現(xiàn)這一方法可以適應(yīng)不同的天氣和不同的農(nóng)作物，尤其是生菜，識別率達(dá)98%-100%；并且還研制出了爪齒機(jī)械除草裝置，使蔬菜傷苗率低于6%。張朋舉、張紋、陳樹人等設(shè)計(jì)出了八爪式株間除草裝置，采取電磁鐵來控制運(yùn)動的軌跡，使蔬菜傷苗率低于9%。2.3

在產(chǎn)后階段的運(yùn)用伴隨人們生活水平不斷的提高，食品安全問題引起了人們的高度重視，在食品的生產(chǎn)、儲存和銷售、加工、以及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中，都有可能被微生物所污染，進(jìn)而引發(fā)很多食品安全問題。同時(shí)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測也受到了人們的關(guān)注，其中圖像識別以及電子鼻檢測等運(yùn)用于農(nóng)產(chǎn)品的檢測中。后者在便攜性、操作難度還有檢測時(shí)間等方面表現(xiàn)較好。Concina等借助電子鼻檢測方法檢測罐裝去皮番茄，研究發(fā)現(xiàn)這一電子鼻能夠分辨番茄是不是變質(zhì)，同時(shí)還能夠檢測特殊的污染物。申廣榮、錢振華、黃秀梅等借助HACCP設(shè)計(jì)出了蔬菜安全智能決策系統(tǒng)，并且試驗(yàn)對西蘭花、大蔥、生菜、甘藍(lán)、白菜、以及黃瓜等進(jìn)行了研究，種植人員和企業(yè)用戶進(jìn)行身份登錄以后，就可以直接輸入和查詢西蘭花產(chǎn)地環(huán)境等數(shù)據(jù)，然后選擇系統(tǒng)中所提供的一些標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，用戶還可以選擇檢測西蘭花所屬級別與農(nóng)藥殘留是否有超標(biāo)等。其次，在產(chǎn)品分類上，王松為了解決可擴(kuò)展性以及稀疏性問題，采取Web技術(shù)、與產(chǎn)品分類技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品展開分類，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠很好地改善推薦質(zhì)量，并且還可以有效為用戶提供優(yōu)化服務(wù)和個(gè)性化推薦。姜偉則分析研究了蔬菜自動化識別系統(tǒng)的軟件算法、硬件選型，還有結(jié)構(gòu)搭建等，具體做法是：在攝像機(jī)捕捉到目標(biāo)物體以后，系統(tǒng)便會對圖像進(jìn)行紋理特征分析、分割、以及顏色提取等操作，把特征和特征庫進(jìn)行相互比較，從而輸出識別的結(jié)果。通過測試，這一方法是可靠易行的，對蔬菜可以達(dá)到80%的識別率，并且在復(fù)雜的環(huán)境下還可以識別果蔬的類型，能有效節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間，因此有著現(xiàn)實(shí)意義。2.4

智能播種機(jī)精準(zhǔn)的播種技術(shù)可以保證每一種蔬菜種子都擁有合理的間隔，以往的播種機(jī)是純機(jī)械式的工作方式，按一定的間隔距離播種，并且需要根據(jù)播種機(jī)行使速度調(diào)整間距，有的時(shí)候會出現(xiàn)播種過多或是種子卡殼的情況，這時(shí)就需要人工進(jìn)行補(bǔ)種。而智能播種技術(shù)是通過視覺檢測技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控灑種子的整個(gè)過程，對于沒有播種上的或是多播種的情況做上標(biāo)記。2.5

智能監(jiān)控作物以往的農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物生長期間需要大量的人力看護(hù)，施肥、光照、病蟲害、以及水分等情況都要種植戶憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。而智能化的農(nóng)業(yè)能夠通過無人機(jī)還有攝像頭等設(shè)備，借助雷達(dá)監(jiān)測和紅外傳感監(jiān)測等技術(shù)來監(jiān)控農(nóng)作物生長的狀況。比如說PlantVillage可以智能識別檢測十多種農(nóng)作物的蟲害，準(zhǔn)確率達(dá)到98%。智能機(jī)器人可以更加精準(zhǔn)的施藥和施肥，不僅減少了農(nóng)藥和肥料的浪費(fèi)，與以往的種植方式相比還減少了85%的農(nóng)藥、肥料的使用。運(yùn)用智能監(jiān)控系統(tǒng)，不但能夠完成精確的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能夠節(jié)省人力。2.6

智能產(chǎn)品檢測蔬菜采摘以后要經(jīng)過分級以及檢測后才能夠進(jìn)入市場，以往檢測的方式有些是依靠種植人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，也有的是到食品安全檢測部門進(jìn)行定級，這種檢測方式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。而人工智能檢測是借助視覺系統(tǒng)來觀察蔬菜外部的特征，利用紅外掃描技術(shù)探測蔬菜內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、獲取微量元素和營養(yǎng)成分等數(shù)據(jù)。這一檢測方法在往后將會得到快速的推廣，采