RFID 技術在套種大棚中的應用 劉玉曉 趙玉娥 山東華宇工學院 253034 山東德州 摘 要 針對青島黃島區(qū)的大棚藍莓 提出基于 RFID 技術 的全透明化大棚種植模式及 橫莓豎瓜 的套種模式的構 想 在種植 生產(chǎn) 倉儲 運輸?shù)拳h(huán)節(jié)實現(xiàn)智能控制和農(nóng)產(chǎn)品 溯源 提高經(jīng)濟效益和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全水平 關鍵詞 RFID技術 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 二維碼技術 套種大棚 黃島藍莓是山東省青島市黃島區(qū)的特產(chǎn) 世界藍 莓看中國 中國藍莓看青島 1 而黃島區(qū)的藍莓占據(jù)青 島半壁江山 黃島藍莓是青島的又一張名片 截至 2020 年 5 月 黃島區(qū)的藍莓種植總面積 6 200 hm 2 可 采摘面積 5 200 hm 2 藍莓年均總產(chǎn)量 2 69 萬 t 帶動 6 8萬名農(nóng)民從事藍莓產(chǎn)業(yè) 在藍莓園的土地里種出了 金豆豆 本文以黃島區(qū)藍莓為研究對象 因黃島區(qū)藍莓種 植面積 生產(chǎn)基地很大 規(guī)模大小不一 很少有獨立品 牌 對質(zhì)量的監(jiān)管較為松懈 并且單一的藍莓種植 傳 統(tǒng)的種植方式 使得藍莓大棚財力人力投資都很大 針 對這兩方面問題 本文提出基于 RFID 技術的全透明 化大棚種植模式及 橫莓豎瓜 的套種模式的構想 其 中 RFID 技術用于解決農(nóng)產(chǎn)品種植生產(chǎn)過程中的化肥 使用 灌溉 致病微生物防治 土壤中農(nóng)藥殘留和重金 屬監(jiān)測等問題 構想建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新模式 1 基于RFID技術的套種大棚模式概述 1 1 RFID技術簡介 RFID Radio Frequency Identification 技術就是無 線射頻技術 是一種非接觸式的目標自動識別技術和 數(shù)據(jù)采集技術 位于物聯(lián)網(wǎng)的感知層 可用它隨時隨地 通過無線電信號識別特定目標并獲取目標物體的相關 信息 2 近年來 順應國家 互聯(lián)網(wǎng) 戰(zhàn)略的要求 RFID 技術作為構建物聯(lián)網(wǎng)的核心關鍵技術 備受人們青睞 隨著時代的發(fā)展 RFID 技術越來越成熟 其標簽的價 格也大幅度地下降 這就使得 RFID 與農(nóng)業(yè)大范圍結 合的可行性更高 并且隨著物質(zhì)生活水平的提高 人們 對于食品的質(zhì)量要求更加嚴格 這也使得 RFID 技術 與農(nóng)業(yè)結合已迫在眉睫 利用RFID技術的超強優(yōu)勢和廣闊前景 期望可以 改變傳統(tǒng)的大棚種植模式 或可將RFID技術大范圍應 用到整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 實現(xiàn)對作物生長狀態(tài)的實時監(jiān) 控 對作物生長環(huán)境的智能監(jiān)控和對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的高效 溯源 實現(xiàn)對藍莓等生鮮農(nóng)產(chǎn)品的精準又有效的智能化 管理控制 1 2 套種大棚 為了提高大棚效益 根據(jù)大棚棚體高度和藍莓植 株株距 分析藍莓對生長環(huán)境的要求 尋找生存條件相 似的作物 充分利用 時間差 和 空間差 進行多層 次 多作物的立體種植 3 經(jīng)過對比分析發(fā)現(xiàn) 早熟品 種西瓜無論是生長周期還是生存條件都適應藍莓大棚 的生長條件 因此提出了 橫莓豎瓜 的藍莓 西瓜大 棚套種模式的構想 期望以現(xiàn)代套種模式實現(xiàn)向技術 要效益 采取套種模式的基礎是不影響藍莓本身的生 長 因此在套種之外還有兩大創(chuàng)新點 一是 S 形種植 即西瓜在藍莓植株兩側壟側交錯種植 二是西瓜懸掛 種植 以上兩個種植方式可以有效解決藍莓通風和光 照問題 也可以提高西瓜栽種數(shù)量 2 基于RFID技術的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)的構建 為有效避免食品質(zhì)量安全問題 嚴格把控食品質(zhì) 量 需從容易發(fā)生問題的環(huán)節(jié)入手 從種植 生產(chǎn) 倉 儲 運輸?shù)拳h(huán)節(jié)分析解決 1 種植環(huán)節(jié) 種植園的環(huán)境關乎藍莓品質(zhì) 具體 影響因素有土壤 灌溉水 溫度 濕度 通風等 如藍莓 生長適宜的土壤 pH 值在 4 5 5 5 之間 過高過低都會 對藍莓產(chǎn)生不良影響 輕則口感不佳 重則藍莓減產(chǎn)絕 產(chǎn) 植株黃葉脫葉 2 生產(chǎn)環(huán)節(jié) 這個環(huán)節(jié)對大棚藍莓來說 主要是 如何防治病蟲害 為了保證藍莓品質(zhì) 不可避免地需要 在合適的時期使用殺蟲劑 化肥 使用時機或用量不正 確 會造成農(nóng)藥殘留 也有一些種植戶片面追求高產(chǎn) 早熟 使用違規(guī)化學品 一旦發(fā)生 后果不堪設想 3 倉儲環(huán)節(jié) 藍莓不易保存 經(jīng)過采摘 運輸 到 達消費者手中之前 還有很大的損壞可能 藍莓本身水 分含量高 很容易被感染病菌 如果倉儲不妥 更容易 加快藍莓的變質(zhì) 該環(huán)節(jié)對藍莓質(zhì)量和經(jīng)濟效益影響 基金項目 山東省大學生創(chuàng)新訓練項目 S202013857014 作者簡介 劉玉曉 2000 女 山東青島人 大學 主要研究方 向為物流工程 農(nóng)產(chǎn)品供應鏈 技術設計與試驗應用 60 2021年第5期 十分顯著 4 運輸環(huán)節(jié) 在藍莓從種植園到銷售門店的運輸 過程中 包裝材料 包裝方式 運輸途徑 運輸環(huán)境都會 直接影響藍莓的品質(zhì)和銷售價格 采摘后的藍莓生理 活動仍然活躍 而此時的運輸條件則起到了加速或緩 解的作用 綜上所述 從種植園到消費者的過程中對藍莓進 行監(jiān)管控制十分必要 為了減少人力投資 需要實現(xiàn)一 人多棚 多環(huán)節(jié)的控制 這尤其突出體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代 化轉(zhuǎn)變的重要性 而在這一轉(zhuǎn)變中 RFID 技術起到了 關鍵性的作用 RFID 溯源流程如圖1所示 3 RFID技術在套種大棚中的應用 1 智能管理 遙控自動控制溫 濕 光 水 氣等設 備 實現(xiàn)遠程智能精確控制 作物生長過程成為一個智 慧控制過程 2 無線視頻監(jiān)控控制 監(jiān)控室通過 無線視頻監(jiān) 控云平臺 實現(xiàn)遙感 視頻采集 視頻復制和智能化工 作維護 并提供智能化硬件傳輸服務 4 3 智能報警 以大數(shù)據(jù)技術為基礎 在大棚環(huán)境 信息達到標準值時 監(jiān)控系統(tǒng)向?qū)＜?監(jiān)測中心和移動 用戶發(fā)送數(shù)據(jù)和預警 如果設備自動啟動 系統(tǒng)也會發(fā) 送信息通告 4 食品安全追溯 收集智能化數(shù)據(jù) 構建作物全 生命周期追溯信息系統(tǒng) 保障食品安全 提高食品知名 度 增加品牌價值 綜上所述 云平臺的智能控制將用于濕度 溫度 光照 通風和日照的控制 同時考慮西瓜和藍莓的需 求 整個過程由無線視頻監(jiān)控控制 如有不適應作物的 情況 會自動發(fā)信號 最后果實將通過云平臺尋找買 家 使用 RFID 技術給每株藍莓 西瓜一個獨特的身 份 一旦藍莓 西瓜投放市場 消費者可以通過掃描包 裝上的二維碼來追蹤藍莓和西瓜的過去和現(xiàn)在 并知 道他們購買的藍莓和西瓜的種植園 面積 種類 苗木 狀況 健康狀況 收獲時間 農(nóng)藥使用情況 運輸信息 等 一旦出現(xiàn)食品安全問題 就可以利用監(jiān)控系統(tǒng)快 速發(fā)現(xiàn) 4 結論 將 RFID 技術與農(nóng)業(yè)結合 有望實現(xiàn)對大棚信息 的智能化控制 實時采集可能影響藍莓品質(zhì)的因素數(shù) 據(jù) 并及時報警 提醒農(nóng)戶 農(nóng)戶可以通過手機端進行 操作控制 解放勞動力 真正實現(xiàn)一人多棚 多環(huán)節(jié)控 制 對生長環(huán)境的嚴格把控可以有效保證和提高農(nóng)產(chǎn) 品的品質(zhì) 打造品牌 提升農(nóng)戶的銷售信心和消費者的 消費信心 并且隨著RFID 技術的成熟 芯片和條碼的 價格也在降低 為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了有力支持 對于政府方面 通過數(shù)據(jù)的采集 政府有望加強對藍莓 市場的監(jiān)管 嚴格把控產(chǎn)品質(zhì)量 有利于實現(xiàn)市場監(jiān)管 標準化 農(nóng)戶受知識和技術認知水平的限制 應用技術的 積極性不高 影響基于 RFID 技術的套種大棚模式的 實現(xiàn) 且據(jù)預測新技術的投入短時間會增加資金的投 入 進而導致農(nóng)產(chǎn)品價格提高 在一定程度上也會抑制 消費者的消費積極性 RFID 技術應用于農(nóng)業(yè) 廣泛被 大眾接受還任重道遠 在國家政策支持下 應改變傳統(tǒng) 的農(nóng)業(yè)模式 提高生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通系統(tǒng)的運行效率 實 現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品全周期供應監(jiān)管 為消費者提供安全放心健 康的生鮮農(nóng)產(chǎn)品 參考文獻 1 李臣 劉文佳 劉陽 等 青島市黃島區(qū)藍莓生產(chǎn)經(jīng)營模式 比較分析 J 林業(yè)經(jīng)濟問題 2015 35 6 509 514 520 2 王梅 基于 RFID 的物聯(lián)網(wǎng)技術在畜牧業(yè)中的應用 J 畜 牧獸醫(yī)科技信息 2018 6 6 3 孫建華 榴蓮蜜園地套作南瓜對土壤水分的影響 J 熱帶 農(nóng)業(yè)科學 2019 39 12 5 10 4 馬俊 秦娟 姬馨玉 基于 NB IOT 的多參數(shù)智慧農(nóng)業(yè)大棚 系統(tǒng)設計 J 數(shù)字通信世界 2020 3 59 60 加工廠 圖1 RFID農(nóng)產(chǎn)品溯源流程 倉庫 運輸 經(jīng)銷商 農(nóng)場 消費者 跟蹤 跟 蹤 跟 蹤 溯源 跟蹤 RFID農(nóng)產(chǎn)品溯源 技術設計與試驗應用 61