資料來源：行政院農業委員會桃園區農業改良場／賴信忠
近年來，為降低人力成本及提升產品品質，不少業者陸續採用自動灌溉設備，並且搭配時間排程控制。唯植株生育苗齡、品種生長態勢及天候變化等多重因子，均會影響植株需水量，缺乏彈性的時間排程無法依據植株需求適時給水，並非最佳灌溉模式。導入資通訊、物聯網、機器學習技術於設施蔬菜及盆花生產管理後，可建構設施農業無線通訊感測系統及自動化灌溉管理系統，透過感測器監測作物栽培環境，及機器學習分析作物灌溉管理預測模型，形成控制模組開啟、關閉田間管理設備，成為具有學習能力之作物栽培智慧化管理系統。
綜上，因而開發「智慧農業開發系統」，系統目的在於推動農業生產管理智慧化，藉由整合資通訊、物聯網、機器學習及栽培管理技術，並依農業操作習慣設計而成，採跨平台響應式網頁操作介面。主要功能包括監控數據紀錄、田區及監控裝置設置、作物生理指標設定、視覺化管理程式編輯、R語言建模及使用者操作管理介面、API（Application Programming Interface，譯為「應用程式介面」）介接中央氣象局資料庫等功能，透過MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，譯為「消息隊列遙測傳輸」）進行訊息拋轉至雲端儲存及運算，達到即時監測及管理田間設備。
本系統主要用於溫室設施之生產，運用網頁程式積木可依作物種類的需求來設定最適值，藉由傳感器分別對光線、環境溫度、土壤和環境濕度、風速，將感測數據回傳至雲端進行統計分析，再比對所設定的數值，進而控制設施設備進行調整作業，如遮陰網、人工燈照、風扇、水霧器、灌溉及風速計等設備。藉由使用此系統，農民可依作物種類、生育條件、栽培環境、設備需求等，自行設定田區、監控裝置及管理條件，啟動智慧管理，如規劃所需感測器監測環境資訊、依試驗數據分析或經驗設定管理條件、自行編輯管理程式、透過程式自動化執行監測及管理田間設備運作等。本系統將免費提供農業專家及農民使用，除協助農業專家開發農作物智慧管理模式，另一方面也讓農民依照作物需求調整管理條件，能透過智慧型手機或電腦，遠端監測、控制作物生長環境。
未來如能統一傳輸協議，同時結合本系統之串接服務，國內業者所開發之環境感測器、控制器及資訊系統，即可採用MQTT通訊協議串接至該系統，匯集各家監控設備，提供使用者更多資源。藉此可協助國內設施業者及農業自動監控業者智慧化、降低開發成本與提升產業競爭力。進一步更可透過網路遠距監控及智慧化管理模組，拓展全球農業的新契機。
圖1、 智慧農業開發系統運作架構
圖2、設施作物智慧栽培管理運用於草莓栽培
圖3、自動灌溉試驗
