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遠端程控應用於種苗產業之實例分享

資料來源:行政院農業委員會農業試驗所/黃裕榆

富田蔬菜育苗溪州場位於彰化縣,該場於民國93年設立,主要生產包心菜苗及高麗菜種苗,負責人為張勤財先生,目前該場管理工作皆由其女婿林家宏先生協助完成。富田的生產設施應用許多自動化設備來栽培種苗,適合遠端控制系統的導入,且該場長期與農政及學術單位技術合作,配合度非常高,因此經過委員現場訪視並開會評選為智慧農業種苗領域計畫106年示範場域。

設施栽培是種苗主要的生產模式,由於種苗為高異質性的產品,其栽培管理需要投入大量的勞動力,自動化的控制設備雖可減少人力需求,但因為硬體設備初期投入成本過高,以致於民間育苗場目前多數依然是簡易型溫室,為了跟上智慧農業的腳步,生產設備的升級迫在眉睫。此外,設施栽培技術門檻極高,種苗與環境的相互關係非常複雜,如何在兼顧生產效益與種苗品質之前提下,提供適宜作物生產的氣候環境,有賴於經驗的累積與現場判斷之決策能力。本計畫擬於富田蔬菜育苗溪州場建置智慧型遠端控制系統,提高該場控制設備的智慧化程度,並運用資通訊技術增加管理彈性,並嘗試紀錄場域環境參數與操作歷程,累積的資料經過分析,可在未來做為決策的參考,減輕種苗管理人力的負擔,並促進種苗生產智慧化。

▲圖一、遠端控制系統介紹

▲圖二、設施常見的感測器圖示

 class='img_caption'圖三、客製化開發之網路人機介面

遠端控制系統是一個利用感測器和程式將實體物件串連起的虛擬網路控制系統,本計畫在富田育苗場之生產設施內建立多種環境感測器,如溫濕度、光量子、風速、風向及降雨等感測器,利用感測器監測設施環境因子,並透過網際網路傳輸至雲端伺服器。此外,還利用嵌入式系統連接場域的電控設備之迴路,如天窗、遮蔭網、側捲揚、循環風扇等電控設備,使其具備網路控制功能,並可記錄操作歷程,資料將可作為統計分析用。針對示範場域現場條件,開發網路人機介面,整合設施環控設備,使用者可透過智慧型手機、平板或電腦收集到設施環境資料或進行設備的操作。以較彈性的管理方式,取代傳統勞力密集的管理模式,同時科學化的收集管理數據,提高溫室的生產效能,節省勞力的投入。

系統導入後,富田育苗場的林家宏先生可透過智慧型手機或平板電腦等終端裝置,隨時隨地的進行線上操作,例如,降雨感測器可在下雨的時候,系統主動查覺並啟動天窗的關閉,避免雨水沖蝕苗盤中的幼苗;設施內溫度過高的時候,循環風扇可即時的啟動,避免過高的溫度影響苗的生長與品質;太陽光強度過高時,超過光量子的設定閥值,可自動拉起遮蔭網,提供種苗適宜生長的環境。

利用異地管理的栽培模式,能有較高的彈性,降低人力的依賴性,除此之外,不需要在高溫濕熱的現場作業,增加作業環境的友善程度。遠端控制系統可蒐集環境參數資料與設施操作歷程資料,累積的數據資料進行大數據分析,可望發展出種苗生產之最適管理策略,提高種苗生產效率,並減少能源的投入,消費者可購買品質更優、供需穩定的蔬菜。

影片名稱:智慧農業-遠端控制系統

►計畫團隊:種苗領域

聯絡人:黃裕榆

E-mail:yuyuh@tari.gov.tw

電話:04-23317758

傳真:04-23325620

►示範場域:富田蔬菜育苗場

聯絡人: 林家宏

電話:04-8789168

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