隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的逐漸深入，當(dāng)前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用日漸頻繁。我國既是葡萄種植大國，也是鮮食葡萄消費大國，近年來我國葡萄種植面積和產(chǎn)量不斷增長。海鹽葡萄的主栽品種經(jīng)歷了藤稔、無核白雞心、醉金香、紅地球、夏黑、陽光玫瑰6次較大調(diào)整，目前形成了以陽光玫瑰葡萄為主，多品種發(fā)展的局面。在葡萄種植中加強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智慧化手段的應(yīng)用，能夠有效提升葡萄種植的質(zhì)量和效率，提升葡萄的品質(zhì)和產(chǎn)量。本文首先分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在葡萄種植過程中的應(yīng)用場景，然后探討了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的硬件配置和軟件開發(fā)情況，最后就農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景提出了一定的看法，以供參考。一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在葡萄種植中的應(yīng)用場景農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用體現(xiàn)，其通過傳感技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)對葡萄生長過程中全因素的實時監(jiān)控和管理，以達(dá)到機(jī)械化、自動化種植和精細(xì)化、智慧化管理的目的。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化改革的逐步推進(jìn)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)正在顛覆傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植模式，在環(huán)境監(jiān)測、田間管理、病蟲害防治等方面體現(xiàn)出突出的應(yīng)用價值。1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在葡萄種植環(huán)境監(jiān)測中的價值外部環(huán)境因素對葡萄生長的影響較大，加強(qiáng)對環(huán)境的監(jiān)測，有助于合理調(diào)節(jié)葡萄種植和管理措施，為葡萄的生長提供良好的環(huán)境，達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)的目的。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在葡萄種植園周邊安裝氣象傳感設(shè)備和土壤傳感設(shè)備，傳感設(shè)備每隔數(shù)分鐘就會進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集和傳輸，從而對氣候條件、大氣質(zhì)量和土壤情況的實時監(jiān)測和分析，幫助工作人員及時掌握葡萄園的空氣、土壤環(huán)境狀況。具體而言，空氣方面的數(shù)據(jù)主要包括大氣溫度、大氣濕度、光照時長、光照強(qiáng)度、大氣壓力值、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量等，土壤方面的數(shù)據(jù)主要包括土壤溫度、土壤含水量、土壤酸堿度等。通過對空氣的監(jiān)測，不僅能夠及時評估當(dāng)前的環(huán)境是否適合葡萄的生長，從而為田間管理措施的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐，更能夠及時預(yù)報未來一段時間內(nèi)的氣象信息，對高溫、降雨、降雪、臺風(fēng)、寒潮、冰雹等惡劣天氣狀況進(jìn)行預(yù)警，提示種植戶及時采取措施做好防災(zāi)準(zhǔn)備，避免葡萄種植過程中出現(xiàn)燒苗、授粉不良、果穗落粒等情況。通過對土壤的監(jiān)測，能夠及時掌握土壤的基本情況，科學(xué)采取田間管理措施，保障葡萄生長時的水分、肥料等需求。例如不同品種的葡萄對于土壤的酸堿度要求各不相同，種植過程中要采取酸堿度控制措施，將土壤pH值控制在合理范圍內(nèi)。2、葡萄種植中精細(xì)化的田間管理措施根據(jù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所提供的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，種植戶能夠采取精細(xì)化的田間管理措施，保證葡萄的生長態(tài)勢。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與自動化技術(shù)進(jìn)行配合，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動化的設(shè)備控制，種植戶只需要配置自動化管理設(shè)備，如灌溉水泵設(shè)備等，就能夠通過計算機(jī)或手機(jī)實現(xiàn)對設(shè)備的良好控制。①葡萄種植中光照管理葡萄生長的主要指標(biāo)除了產(chǎn)量以外，還有甜度。葡萄糖分積累情況與晝夜溫差有密切關(guān)聯(lián)，因此做好光照管理，有助于實現(xiàn)良好的溫差控制，從而讓葡萄獲得較高的糖分積累。在不同的生長階段，葡萄對于溫度的需求存在差異，例如春季萌芽和生長階段，日間溫度應(yīng)當(dāng)控制在12～15℃左右，果實膨大期日間溫度應(yīng)當(dāng)控制在20～30℃之間。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)環(huán)境中，種植戶可以借助照明燈、遮光布、通風(fēng)設(shè)備等設(shè)施來實現(xiàn)溫度控制。例如，在溫度較高的情況下，開啟通風(fēng)設(shè)備來避免溫度過快上升;光照過強(qiáng)時則鋪設(shè)遮光布調(diào)節(jié)強(qiáng)度。②葡萄種植中水分管理葡萄是一種相對耐旱的作物，但對水分也有一定的要求，并且在不同的生長階段，對水分的需求量存在一定的差異。例如，在果實膨大期，葡萄需要較多的水分促進(jìn)果實生長，適當(dāng)增加灌溉量和灌溉頻次。這就要求種植戶要做好水分管理工作，通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)的水分控制和灌溉設(shè)施控制。種植戶可以通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測土壤含水量情況，一旦含水量低于葡萄生長需求，就自動開啟灌溉設(shè)施，補(bǔ)充水分。根據(jù)灌溉需求量的不同，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠控制灌溉頻次和灌溉出水量，從而實現(xiàn)對水資源的充分利用。③葡萄的生長監(jiān)控受內(nèi)外部因素的影響，葡萄的生長過程存在一定的波動性，可能會出現(xiàn)多種特殊情況，通過生長監(jiān)控能夠準(zhǔn)確把握葡萄苗情，了解葡萄當(dāng)前的生長特點，從而為田間管理方案的制定提供依據(jù)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含完善的視頻監(jiān)控設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對葡萄植株、枝條、葉片、果實的圖像采集、分析和管理，從而準(zhǔn)確把握葡萄的生長態(tài)勢，在線診斷和分析葡萄的水肥需求，實現(xiàn)精細(xì)化管理。3、葡萄種植中病蟲害防治病蟲害會對葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，病蟲害防治是葡萄種植過程中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的病蟲害防治主要為事后防治，即加強(qiáng)對葡萄植株的觀察和管理，爭取在發(fā)病初期用藥劑進(jìn)行防治。借助農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠達(dá)到“預(yù)防為主，綜合防治”的效果。一方面，通過精細(xì)化的田間管理，營造良好的葡萄生長環(huán)境，減少病原病菌，從而有效提升葡萄植株的抗病能力;另一方面，加強(qiáng)對葡萄生長狀況的監(jiān)測和評估，借助圖像識別算法技術(shù)第一時間識別和分析病蟲害問題，并制定治療方案，對農(nóng)藥進(jìn)行精細(xì)配比和濃度控制，確保農(nóng)藥噴灑的有效性。二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在葡萄種植中的應(yīng)用配置1、硬件配置①傳感層硬件傳感層是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，種植戶需要在葡萄園中構(gòu)建完善的無線傳感層，實現(xiàn)對環(huán)境因素的實時監(jiān)控。傳感層硬件主要包括視頻設(shè)備（攝像頭、球機(jī)等），傳感設(shè)備（空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器等）、數(shù)據(jù)采集器等。需明確設(shè)備布設(shè)點，以便形成全過程、全角度的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。②控制層硬件控制層主要用于接收和響應(yīng)決策層發(fā)出的控制指令，實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備的控制和管理，其主要硬件為設(shè)備控制器。③通信層硬件傳感層、控制層與決策層之間的連接主要依靠通信層來實現(xiàn)，通信層硬件設(shè)施包括網(wǎng)關(guān)、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（4G/5G、Wi-Fi、藍(lán)牙等）。④決策層硬件這一層主要用于處理傳感層采集到的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、決策制定等功能，其硬件設(shè)施主要包括計算機(jī)、顯示器、硬盤等。根據(jù)實際的功能需求，硬件設(shè)施可以相應(yīng)地增減，以滿足葡萄種植精細(xì)化、智慧化控制的實際需要。2、軟件架構(gòu)軟件架構(gòu)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重點，應(yīng)當(dāng)設(shè)計開發(fā)智能生產(chǎn)管理平臺，并打造多個子系統(tǒng)，以搭載多樣化的功能模塊，逐步推進(jìn)葡萄種植全過程的現(xiàn)代化管理。根據(jù)基礎(chǔ)功能需求，智能生產(chǎn)管理平臺應(yīng)當(dāng)包含環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)、生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心等基本架構(gòu)。①環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)連接了環(huán)境信息傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對葡萄園內(nèi)環(huán)境信息和數(shù)據(jù)參數(shù)的實時采集、傳輸和處理。其功能模塊包括土壤墑情、氣象監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測、病蟲害監(jiān)測、作物生長監(jiān)測等，有助于幫助種植戶對果園環(huán)境、葡萄長勢的感知和監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析后形成監(jiān)測結(jié)果，為智能控制子系統(tǒng)提供指令下達(dá)的數(shù)據(jù)支撐。②智能控制子系統(tǒng)智能控制子系統(tǒng)連接了田間管理的各項設(shè)備，并通過自動化技術(shù)連接設(shè)備控制器，實現(xiàn)對設(shè)備的精準(zhǔn)化管理。智能生產(chǎn)管理平臺將環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)中采集的環(huán)境數(shù)據(jù)存儲至服務(wù)器，服務(wù)器會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的田間管理各項數(shù)據(jù)指標(biāo)的閾值來實施設(shè)備的自動化控制。根據(jù)田間管理設(shè)備的不同，智能控制子系統(tǒng)可以控制灌溉設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備以及各類智能化農(nóng)機(jī)設(shè)備，如自動卷膜器等。種植戶只需要通過智能控制子系統(tǒng)對設(shè)備下達(dá)指令，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的灌溉、加溫、補(bǔ)光、施肥，有效降低了人工負(fù)擔(dān)。③生產(chǎn)管理子系統(tǒng)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)主要涵蓋了各類辦公功能模塊，如網(wǎng)格管理、監(jiān)控管理、生產(chǎn)計劃、采收管理等，以便滿足種植戶、工作人員日常辦公事務(wù)處理需求?？紤]到工作人員工作地點的特殊性，除PC端以外，工作人員也可以通過平板電腦、手機(jī)等端口進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。④數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮功效的基礎(chǔ)，打造數(shù)據(jù)中心有助于實現(xiàn)葡萄園內(nèi)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一存儲、處理和應(yīng)用。數(shù)據(jù)中心存儲了園區(qū)內(nèi)的各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括傳感參數(shù)、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)中心是應(yīng)用軟件與硬件設(shè)施之間的連接和橋梁，應(yīng)用軟件經(jīng)由數(shù)據(jù)中心向下延伸至設(shè)施層，而設(shè)施層則通過數(shù)據(jù)中心向上發(fā)展形成軟件技術(shù)架構(gòu)，進(jìn)而構(gòu)成完整的以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧農(nóng)業(yè)平臺。除上述系統(tǒng)以外，根據(jù)不同葡萄種植園的功能定位和產(chǎn)業(yè)鏈條，智能生產(chǎn)管理平臺還能夠搭載更多子系統(tǒng)和功能模塊。例如隨著電子商務(wù)的高速發(fā)展，當(dāng)前很多葡萄園都打造了電商平臺，形成了完善的葡萄及葡萄加工制品的線上銷售渠道。對此，可以設(shè)計電商平臺模塊、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯模塊等，滿足產(chǎn)品管理、訂單管理、物流跟蹤等多樣化的生產(chǎn)經(jīng)營需求。三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢1、智慧化：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合在智慧農(nóng)業(yè)背景下，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合已成為大勢所趨。這是由于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)龐大，其采集、存儲和分析對算力要求較高，人工智能技術(shù)能夠為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供必要的計算和存儲能力，以實現(xiàn)更豐富的應(yīng)用場景和更高效的管理效能，顯著提升農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧化程度。以蟲害監(jiān)測為例，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)盡管進(jìn)一步提升了葡萄植株的監(jiān)測效能，但從防治手段來看，其本質(zhì)上仍然屬于“事后防控”，即在蟲害發(fā)生之后再采取措施進(jìn)行處理。依托人工智能技術(shù)，葡萄的蟲害防治效果將進(jìn)一步提高。智慧化的蟲情監(jiān)控和防治系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成：①硬件設(shè)施包括害蟲誘捕燈光設(shè)施、高清攝像頭等，能夠高效誘捕害蟲，并拍攝采集害蟲圖像信息，以供分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。②分析系統(tǒng)人工智能技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)分析功能提供了圖像識別功能，能夠高效精準(zhǔn)地分析害蟲的種類、數(shù)量、軌跡等信息，以便判斷蟲情，制定防治措施。分析系統(tǒng)會將分析所得結(jié)果發(fā)送給種植戶，以便采取預(yù)警措施。③蟲情數(shù)據(jù)庫人工智能技術(shù)能夠?qū)οx情數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷地采集和整合，并將數(shù)據(jù)信息用于自我訓(xùn)練，從而進(jìn)一步提升蟲情判斷能力，挖掘蟲情演變的一般規(guī)律，制定更加科學(xué)高效的防治方案，真正實現(xiàn)對蟲害的“事前預(yù)防”。人工智能技術(shù)功能強(qiáng)大，在很多方面均可以發(fā)揮重要作用。除病蟲害防治以外，還可以在生產(chǎn)計劃制定、田間管理方案等方面加以運(yùn)用，進(jìn)一步提升葡萄種植的工作質(zhì)量和效率。2、自動化：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)的融合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)正在朝著無人化、自動化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)模式正在被農(nóng)機(jī)設(shè)備、機(jī)器人和無人機(jī)所取代。相較于需要人工操控的農(nóng)機(jī)設(shè)備，機(jī)器人、無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢更加顯著。機(jī)器人技術(shù)在葡萄種植中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在自動化生產(chǎn)層面，能夠根據(jù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所生成的分析結(jié)果形成指令響應(yīng)，以最大程度減輕人力負(fù)擔(dān)，提升生產(chǎn)效率。當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展十分快速，已經(jīng)出現(xiàn)了播種機(jī)器人、智能除草機(jī)器人、采摘機(jī)器人等多種類型的機(jī)器人。以智能除草機(jī)器人為例，這類機(jī)器人配置了視覺識別技術(shù)，能夠通過攝像頭采集雜草的圖像信息，并借助視覺識別快速辨別雜草種類，判斷是否需要噴灑農(nóng)藥。相較于傳統(tǒng)的除草技術(shù)，機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在能夠靶向用藥上，這意味著不僅能夠大幅節(jié)約農(nóng)藥，降低成本，還能夠避免作物上、土壤中出現(xiàn)過多的農(nóng)藥殘留。無人機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間拓展，借助其空中作業(yè)和設(shè)備搭載能力，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用場景十分廣闊。①無人機(jī)技術(shù)能夠通過機(jī)身搭載的高清攝像頭，實現(xiàn)對農(nóng)田的航拍作業(yè)，并借助CAD技術(shù)、GIS技術(shù)生成高清晰度、分辨率的地圖，以便后續(xù)生產(chǎn)規(guī)劃、田間管理等工作的開展。②無人機(jī)技術(shù)能夠搭載播種設(shè)備、農(nóng)藥噴灑設(shè)備等各類設(shè)備，精準(zhǔn)、高效地開展作業(yè)，有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，規(guī)范了操作流程。③無人機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的作物監(jiān)測，采集各類數(shù)據(jù)，為葡萄的生長周期管理提供必要的數(shù)據(jù)支撐。3、云端化：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計算技術(shù)的融合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際應(yīng)用中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，借助云計算技術(shù)這些數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)更加安全、可靠地存儲和應(yīng)用，最大程度釋放數(shù)據(jù)價值。①數(shù)據(jù)存儲和管理云計算技術(shù)依托云端服務(wù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲和管理，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供了有力支持。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方法對存儲空間的依賴很大，受限于軟硬件設(shè)施，很難實現(xiàn)龐大的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的管理，但借助云端存儲，數(shù)據(jù)管理的便捷度大幅提升。②數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)數(shù)據(jù)安全是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一大前提，軟硬件故障、操作失誤、計算機(jī)病毒等因素都可能造成物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的遺失和損壞，進(jìn)而對農(nóng)業(yè)管理工作帶來負(fù)面影響。如果將數(shù)據(jù)存儲在云端，能夠借助云計算技術(shù)的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能，提升數(shù)據(jù)存儲的安全性，即使出現(xiàn)故障問題，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)也不會完全丟失。③協(xié)同作業(yè)云計算技術(shù)為葡萄種植提供了協(xié)同作業(yè)平臺，將種植園、合作社、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)等