智慧茶园技术应用研究进展与展望_刘明丽.pdf
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1、收稿日期:2022 09 05基金项目:由宜宾市科技计划项目(2021NY001)支持。作者简介:刘明丽(1994 年 ),女,主要从事茶叶生产与利用方面的研究。E-mail:1339068067 qq com智慧茶园技术应用研究进展与展望刘明丽曾旭刘云黎婉清刘娜彭云陈云柯黎明勇*(宜宾市茶产业研究院,四川 宜宾 644000)摘要互联网+的现代茶产业技术发展应用越来越广泛,智慧茶园作为茶产业发展进程中重要组成部分,对整个产业的发展有着重要作用。目前智慧茶园技术在智能监测、水肥一体化、绿色防控、质量安全溯源等多个领域有着广泛应用。该文就智慧茶园技术在各地茶园中的应用情况进行综述,在此基础上对新
2、信息化技术与茶产业发展趋势进行了展望,以期为今后新技术在茶园中的创新性研究提供一定的借鉴与思考。关键词智慧茶园;智能监测;绿色防控;溯源中图分类号:S571 1文献标识码:A文章编号:0577-8921(2023)01-013-04esearch progress and prospect of intelligent teagarden technology applicationLIU Mingli,ZENG Xu,LIU Yun,LI Wanqing,LIU Na,PENG Yun,CHEN Yunke,LI Mingyong*(esearch Institute of tea Indu
3、stry,Sichuan Yibi 644000,China)AbstractThe development and application of internet plus modern tea industry technology is moreand more extensive As an important part of the development process of tea industry,intelligent teagarden plays an important role in the development of the whole industry At p
4、resent,intelligent teagarden technology is widely used in many fields such as intelligent monitoring,water and fertilizerintegration,green prevention and control,quality and safety traceability In this paper,the application ofintelligent tea garden technology in tea gardens was reviewed On this basi
5、s,the development trend ofnew information technology and tea industry was prospected,in order to provide some reference andthinking for the innovative research of new technology in tea garden in the futureKey wordsIntelligent tea garden;intelligent monitoring;green prevention and control;traceabilit
6、y中国作为茶树的原产地,是世界上最先发现茶和利用茶的国家1。茶树是我国重要特色经济作物之一,作为茶叶生产大国,我国茶园种植面积较广,据 2021 年统计,我国茶叶栽种面积达到 4896 万亩,干毛茶总产量达 306 万吨,并且生产出来的茶叶75 15%以国内消费为主2 3。如此看来,随着我国茶叶消费的日益增长,人们对饮茶品质提升和快速科技集成应用成为了未来茶产业发展的重点。随着我国互联网+物联网+移动互联+5G 网络+人工智能+大数据+云计算+区块链+传感技术等多种新技术的日益成熟,实施“智慧农业”行动,有利于推进现代农业农村发展生产经营的标准化和管理服务的智能化4 6。所谓智慧农业,就是将物
7、联网等多种新科技应用到农业生产的各个领域7。目前,我国茶园生产经营的标准化、智能化、可视化需要这些新技术的引导,提升茶园农业技术装备水平的同时推进现代农业机械化。在农业与信息化技术密切融合的同时促进智慧茶园的发展,从而提升茶产业领域的生产力水平。智慧茶园,是指基于物联网技术建立智慧茶园茶叶Journal of Tea2023,49(1):13 16控制系统,该系统具体包括服务平台、数据传输网络以及终端设备8。在智慧茶园的控制系统中运用新科学技术,全方位感知、管理、监测、分析、分享,再整合全产业链关键信息,实现对茶树的整个生长周期进行监测管理,从而为茶园管理人员提供专业可靠的数据信息。例如,利用
8、物联网技术,对茶树地下的土壤环境和地面上的整体环境因子安装各类所需的传感器系统,通过实时监控,采用图像、视频和传感器的方式搜集传输茶园土壤理化成分、土壤酸碱度、温度湿度、光照强度、大气压力、风速风向等各方面数据。实现传统茶产业的转型升级,就需要将智慧茶园的理念向茶产业的各个领域延伸,从而推动整个产业的发展。如今随着科技的快速发展,智慧茶园技术在我国茶叶生产中有着一定的应用。在茶叶生产各环节,信息技术快速整合茶产业相关资源配置,高效快速的进行智能响应,在决策信息反馈,从而促进茶园信息化,茶叶生产可溯源化。该文就目前智慧茶园技术的应用研究进行综述,以期为今后的相关应用研究提供一定的参考与借鉴。1智
9、慧茶园技术综合管理云平台智慧茶园管理云平台是一个可视化的管理平台,基于物联网应用的信息技术和数据库管理系统,对茶叶生产的全过程进行实时监控,包括茶园种植的周围环境、生长周期、气候变化、产品生产加工流通等各环节9。平台经过统一管理中心进行各项指标数据的决策分析,最终采用“一张图”技术,结合用户端管理平台,将全部的信息资源采用一张图管理、全部的设备由一张图控制、相关事宜由一张图来显示,从而完成对全茶园信息的可视化管理10。黄晨晖等11 研究采用无线传感与云服务器结合远程测控平台,将通过终端无线传感器组收集到全部关于茶园环境因子的信息传输到 ZigBee 协调器,在经过 PC 端处理,这些茶树培育信
10、息会上传到云端服务器,在根据这些信息智能决策后控制设备,从而控制茶树的培育环境。蔡绍博等12 利用 Loa 通信网络、传感器、MQTT 协议技术联合获取茶园环境相关数据信息,采集到的数据在发送至云端通信平台,客户端通过平台可直接看到数据转为可视化的图形,从而实现智慧富硒茶园环境信息智能监测。海涛等 13 基于 LPWAN 物联网云平台技术,将 Loa 和NB-IoT 网络采集的茶园环境参数信息上传到云平台,服务器对相关数据分析处理后,同步到 PC 端和移动端,最终实现对茶园的远程监控和智能化管理。通过建立的管理云平台,专家和茶农可以实时掌握茶园内的情况,针对茶产品生产环节出现的问题提前做出相应
11、的保障措施或管理办法,最终实现全茶产业链的“信息数据化、生产自动化、服务网络化”。目前,国内以福建省的茶企为代表建设的茶业智慧园最多,例如武夷星、品品香、祥苑茶、誉丰国心、华福建农垦茶业等有限公司及安溪桃源有机茶场等。其中武夷星公司就是利用物联网技术构建智慧农业信息化云平台,通过该平台企业管理者可实时掌握整个智慧茶园生产情况,平台也会实时预警、智能分析和远程控制,“一张图”即可为企业提供精准化种植、可视化管理和智能化决策服务。2智慧茶园技术的应用2 1茶园智能“四情”监测系统茶园“四情”监测系统主要包括:田间气象站、土壤墒情监测仪、虫情测报仪、视频监控,该系统采取实时监控的方式,智慧化监测与科
12、学化归纳,搜集茶树生长情况、田间虫情、土壤条件、生态环境和气候因素等数据,为茶园种植提供科学的建议与指导14 15。一般环境四情监测系统主要对茶园气象环境(光照强度、太阳辐射、CO2、降雨量、气候温湿度、大气压、风速风向风力、年积温等);茶园种植基地的土壤墒情状况(土壤 PH、土壤含水量、土壤温湿度);茶树虫口情况(虫口数量和虫口种类);茶树生长态势和情况等指标进行系统监测和管理,数据传至平台后实时远程查看各项指标情况,对应做出准确的调整,以保证茶树健康的生长。今年,四川宜宾在万亩茶园安装农业小型气象站和土壤墒情监测站,通过智能物联网环境监测系统,根据监测茶园土壤的温湿度、电导率及 PH,雨量
13、PM2 5、PM10、风速、风向等数据对各类气象灾害发生做出预警,从而实现智能化茶园管理,保障茶叶质量与产量;贵州丹寨也在县政府的支持下,启动了东西部协作 5G+智慧茶园,通过物联网技术,在茶园建设了多个监测系统,包括视频监控、产品溯源、虫情监控、气象分析、土壤墒情等,实时监测茶树生长情况,实现智慧茶园数字化、智能化、精细化管理。由福建省气象局自主研发的监测站“农气宝”,在南平市白云岩茶厂小武夷茶园投入使用,该监测站主要对茶叶生长温湿度、光照强度、CO2浓度及土壤温湿度等数据进行自动监测与传输;武夷山星村镇燕子窠生态茶园“智慧茶山”气象示范站于去年建设成功,气象站主要是对茶园生态气温、光照、紫
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