前言
伴隨着科技飛速發展，面朝黃土背朝天的農耕時代已經變成歷史，智慧農業這一理念走入尋常百姓家。所謂的智慧農業就是充分利用現代信息技術發展的成果，結合傳統農業，將物聯網技術切合實際的運用到傳統農業中。在智慧農業的大力發展的背景下，智慧大棚的誕生是順其自然的，是智慧農業不可或缺的一部分。大棚應用物聯網技術，可達到改善產品品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的，尤其是可實現溫室大棚管理的高效和精准，且在規模化的大棚設施而言，運用“智慧大棚”可以在最短的時間內完成調控，極大的降低了勞動成本。
介於 2D 組態和 3D 組態上，Hightopo（以下簡稱 HT）的 HT for Web 產品上的有着豐富的組態化可供選擇，本文將介紹如何運用 HT 豐富的 2/3D 組態搭建出一個智慧大棚。
界面簡介及效果預覽
在智慧大棚中，模擬呈現了溫室大棚的環境。可以在智慧大棚中控制遮陽網、灌溉、補光燈、風扇、氣流顯示的開啟和關閉，並且模擬農作物的生長過程。在接入物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、光感器、CO2傳感器后，可以做到便捷快速的管理農業大棚。
智慧大棚實現價值
通過物聯網和現代農業結合，遠程控制的實現工作人員在任何有網絡的地方就能夠對大棚的環境進行監控，並且根據監控到的大棚狀態，控制大棚的生長環境。可以采用無線網絡的實現農作物的精准種植，以達到節本增效。智能大棚在運用得當的情況下，還可以達到以下效果：
1、農產品質量安全追溯系統
采集各地塊播種、施肥、灌溉、除草等農事操作記錄，生產環境數據，全生長周期高清圖片，實現生產環節可追溯。以農業生產者的生產檔案信息為基礎，實現對基礎信息、生產過程信息等的實時記、生產操作預警，生產檔案查詢和上傳功能。
食品安全追溯系統在食品供應鏈中提供完全透明的管理能力，保障食品安全全程可視化控制、監控與追溯，可以全程監控食品生產、加工過程的添加劑以及有害物質、流通環節中的安全隱患。對有可能出現的食品安全隱患進行有效評估和科學預警提供依據。數據能夠通過網絡實現實時、准確報送，便於快速高效做更深層次的分析研究。消費者可查詢所購買食品的完整追蹤信息。
2、智能大棚控制
在手機上即可遠程手動控制多個大棚的設施設備，包括風機、外遮陽、內遮陽、噴滴灌、側窗、水簾、閥門、加溫燈等。根據時間、氣象數據、土壤數據等，系統可按照設定規則，自動進行灌溉、通風、開關天窗等操作。
3、水肥一體化自動灌溉系統
通過可控管道系統供水、供肥，是水肥相融后通過管道、噴槍或噴頭進行噴灌，均勻、定時、定量的噴灑再作物發育生長區域，是主要發育生長區域徒然始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據不同的作物的需肥特點，徒然環境和養分含量狀況，把水分、養分定時定量，按比例直接提供給作物。
4、 病蟲害診斷防治系統
用戶發現作物出現異常時，可通過手機拍攝作物葉片或者果實上傳到雲平台，即可在毫秒內識別作物是否患有病蟲害，患有什么病蟲害，並獲得防治措施，讓你快速確診，准確用葯，避免延誤病情，造成損失。
（1） 、系統可實現害蟲類別自動分類及計數，並自動進行無公害誘捕殺蟲，減少農葯的使用；
（2）、 通過高清攝像機采集蟲情圖像，可遠程查看田間蟲情，並制定防治措施。
5、氣象環境監測
實時監測空氣溫濕度、光照、降雨量、風速、風向、大氣壓力、氣體濃度等數據，並通過設定相關報警閾值，實現即時報警，精准控制種植環境指標。根據衛星數據，系統可預報未來72小時氣象，24小時極端天氣、降水概率、大風等異常氣象預警，提醒用戶及時做好防災防險准備。
6、土壤墒情監測
土壤墒情精准監測，異常情況快速預警；實時監測土壤水張力、土壤溫濕度、水位、溶氧量、pH值等。通過設定報警閾值，當土壤數據異常時，如濕度過高，系統自動發出預警消息提醒工作人員。
7、視頻監控系統
無人機精准測繪，全程自主飛行，任何地形隨時作業；定位地塊位置、識別地塊分界、測算地塊面積；在電子地圖上圈畫地塊直觀展示；通過720度高清攝像，突發情況可自動轉向緊急錄像，進行作物長勢監測；高清攝像頭可720度旋轉、拉近、拉遠，查看園區實時生產情況；發生預警時，攝像頭可自動轉向到預警點緊急錄像，不放過任何異常；可對視頻進行截圖，無需另外安裝相機進行拍攝。
8、設施遠程控制系統
通過遠程控制系統，用戶可以遠程查看設施環境數據和設備運行情況，還可以分析數據，方便靈活管理。可實現根據種植預設條件，自動控制增溫、降溫、通風、灌溉、施肥等設備的運行，滿足嚴苛的農作物種植環境條件要求，減少不必要的損失，同時可以節省用電，降低生產成本。
系統分析
智慧大棚是將智能化控制應用到大棚種植中，獲取到大棚內部的環境（如：空氣溫度、空氣濕 度、二化碳、光照、土壤溫度、土壤濕度、肥力-氮磷鉀等）和氣象環境（如：室外空氣溫度、空氣濕度、風速、風向、光照等），對比設置環境閾值（各環境參數的正常范圍值）和設置實際值，當實際值超出環境閾值時，要采取相應的措施（預警、自動/手動控制設備調節環境）。
1、大棚管理：
通過在頁面上的操作可以手動開關遮陽網、灌溉、補光燈、風扇、氣流顯示。智慧大棚可以根據時間、氣象數據、土壤數據等，系統會按照設定規則自動開啟/關閉設備。
大棚管理主要分為以下幾個部分：
（1）遮陽網：遮陽網可以控制光照的強弱、時長等，可以根據不同農作物的不同生長階段對關照強度和時長的需求進行調整。有效的保障了農作物的健康生長，並且可以延長農作物的生長期，達到增產的效果；
（2）灌溉：在讀取到大棚內的溫度和濕度后，根據不同的農作物多土壤濕度的不同要求設置最適宜濕度，完成自動灌溉，減少人工勞動和對水資源的浪費；
（3）補光燈： 溫室大棚光照與作物的生長有密切的關系。最大限度的捕捉光能，充分發揮植物光合作用的潛力，將直接關系到農業生產的效益。室補光燈，也叫植物補光燈，是依照植物生長的自然規律，根據植物利用太陽光進行光合作用的原理,使用燈光代替太陽光來提供給溫室植物生長發育所需光源；
（4）風扇：風扇是大棚控溫、自動通風換氣的不可缺少的一部分，風扇可以智能呢個控制風口，自動調節大棚溫度。最高效的利用大棚內的溫度資源，提高農作物的品質和產量。
（5）顯示氣流：氣流顯示可以幫助管理人員有效的看到氣流的狀態，便於管理大棚。
2、農作物模擬生長：
在系統中每隔90s循環模擬一次植物的生長過程，農作物在生長過程中的種子、發芽、幼苗、成苗小、成苗中、成苗大、開花、成熟、枯萎的狀態一一展現，還可以手動控制展示農作物的生長狀態。
總結
如今智慧農業已經到達了一個相對成熟的階段，各種形式的智能溫室大棚不斷出現在實際生產種植中，智慧大棚是順應時代發展的產物，將網絡信息技術應用到溫室大棚的控制系統中必然發展成一種潮流。中國人民的生活水平不斷提升，對蔬菜與水果的需求也只會越來越高，果蔬的成色好、味道好是產品價格的決定特點，因此，智能大棚的發展只會愈加的迅速，采用傳統人工管理的大棚會被逐漸淘汰。而 HT 開發的智慧大棚有助於使用者在電腦上更直觀的看到大棚內的情況，真正做到足不出戶就可以管理大棚。
