摘要：随着信息技术的飞速发展，物联网与大数据在农业领域的应用越来越广泛。本文聚焦于基于物联网与大数据的智慧农业温室环境精准调控系统，阐述了该系统的架构与关键技术，分析了其应用优势与面临的挑战，并对未来发展进行了展望。旨在为推动智慧农业的发展，提高温室农业生产的效率和质量提供理论支持和实践参考。

一、引言

农业作为国家的基础产业，其发展对于保障粮食安全和社会稳定至关重要。传统农业生产方式面临着生产效率低、资源浪费严重、受自然环境影响大等问题。智慧农业的出现为解决这些问题提供了新的途径。智慧农业是将物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与农业生产深度融合，实现农业生产的精准化、智能化和高效化。温室环境调控是智慧农业的重要组成部分，通过精准调控温室环境，可以为作物生长创造最优条件，提高作物产量和质量。基于物联网与大数据的智慧农业温室环境精准调控系统能够实时监测温室环境参数，并根据作物生长需求进行精准调控，具有重要的研究价值和应用前景。

二、系统架构与关键技术

（一）系统架构

感知层是系统的基础，主要负责采集温室环境的各项参数，如温度、湿度、光照强度、土壤湿度、二氧化碳浓度等。感知层通常由各种传感器组成，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤水分传感器、二氧化碳传感器等。这些传感器分布在温室的各个位置，实时采集环境数据，并将数据传输到传输层。传输层的主要作用是将感知层采集到的数据传输到数据处理层。传输层可以采用有线传输或无线传输方式，如以太网、Wi-Fi、ZigBee、LoRa等。根据温室的实际情况和需求，选择合适的传输方式，确保数据传输的稳定性和可靠性。数据处理层是系统的核心，主要负责对传输层传输过来的数据进行存储、分析和处理。数据处理层通常采用云计算平台和大数据技术，如 Hadoop、Spark 等。通过对大量的历史数据和实时数据进行分析，挖掘数据背后的规律和价值，为温室环境调控提供决策支持。

（二）关键技术

物联网技术是实现温室环境实时监测和远程控制的关键。通过物联网技术，将各种传感器和执行设备连接到网络，实现数据的实时采集和传输，以及设备的远程控制[1]。物联网技术还可以实现设备的自动组网和自配置，提高系统的灵活性和可靠性。大数据技术是实现温室环境精准调控的核心。通过大数据技术，对大量的温室环境数据和作物生长数据进行存储、分析和挖掘，建立作物生长模型和环境调控模型，为温室环境调控提供科学依据。大数据技术还可以实现数据的可视化展示，让用户直观地了解温室环境和作物生长情况。人工智能技术是实现温室环境智能调控的重要手段。通过人工智能技术，如机器学习、深度学习等，对温室环境数据和作物生长数据进行分析和预测，实现温室环境的智能调控。人工智能技术还可以实现设备的智能诊断和故障预警，提高系统的可靠性和稳定性。

三、系统应用优势

（一）提高生产效率

传统的温室环境调控主要依靠人工经验，调控精度低，效率不高。基于物联网与大数据的智慧农业温室环境精准调控系统能够实时监测温室环境参数，并根据作物生长需求进行精准调控，实现温室环境的自动化和智能化管理。这样可以大大提高生产效率，减少人工成本。

（二）提升作物品质

通过精准调控温室环境，可以为作物生长创造最优条件，满足作物不同生长阶段的需求。例如，根据作物对温度、湿度、光照等环境因素的要求，精确控制温室环境参数，能够促进作物的生长发育，提高作物的品质和产量 [2]。

（三）节约资源

传统的温室灌溉和施肥往往存在盲目性，容易造成水资源和肥料的浪费。基于物联网与大数据的智慧农业温室环境精准调控系统可以根据土壤湿度和作物生长需求，实现精准灌溉和施肥，提高水资源和肥料的利用效率，节约资源。

（四）实现远程监控和管理

用户可以通过 Web 端或手机 APP 随时随地查看温室环境数据和设备运行状态，并进行远程控制。这样，即使不在温室现场，也能及时了解温室情况，对突发情况进行处理，实现远程监控和管理。

四、系统面临的挑战

（一）数据安全与隐私问题

智慧农业温室环境精准调控系统涉及大量的温室环境数据和作物生长数据，这些数据包含了用户的隐私和商业机密。如果数据安全得不到保障，可能会导致数据泄露和滥用，给用户带来损失。因此，如何保障数据的安全和隐私是系统面临的重要挑战之一[3]。

（二）标准与规范问题

目前，智慧农业领域缺乏统一的标准和规范，不同厂家生产的传感器和设备之间存在兼容性问题，给系统的集成和应用带来了困难。因此，需要制定统一的标准和规范，促进智慧农业的健康发展。

五、系统的发展对策

（一）加强数据安全保障

采用先进的加密技术和安全防护措施，对温室环境数据和作物生长数据进行加密处理，防止数据泄露和滥用。建立数据备份和恢复机制，确保数据的安全性和可靠性。加强对系统操作人员的安全培训，提高安全意识。

（二）制定统一标准与规范

政府和相关行业协会应加强对智慧农业领域的标准化工作，制定统一的传感器和设备接口标准、数据传输协议标准、系统集成标准等，促进不同厂家生产的设备之间的兼容性和互操作性。

（三）降低技术成本

加大对智慧农业技术研发的投入，提高技术水平，降低技术成本。推广租赁、共享等商业模式，让小型农业企业和农户以较低的成本使用智慧农业技术。政府可以出台相关的扶持政策，对采用智慧农业技术的企业和农户给予补贴和奖励[4]。

（四）加强农民培训与教育

开展针对农民的智慧农业培训和教育活动，提高农民对智慧农业的认识和了解。培训内容可以包括物联网、大数据、人工智能等技术的基本知识，以及智慧农业温室环境精准调控系统的操作和维护技能。通过培训和教育，提高农民的素质和技能，促进智慧农业的推广和应用。

六、结论

基于物联网与大数据的智慧农业温室环境精准调控系统是智慧农业发展的重要方向。该系统通过实时监测温室环境参数，利用大数据和人工智能技术进行分析和处理，实现温室环境的精准调控，具有提高生产效率、提升作物品质、节约资源、实现远程监控和管理等优势。未来，随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展和创新，智慧农业温室环境精准调控系统将不断完善和升级，实现更加智能化、精准化的温室环境调控，为农业生产带来更大的效益。同时，智慧农业也将与其他领域深度融合，推动农业产业的转型升级，实现农业的可持续发展。

参考文献：

[1] 李红玉 , 杜芳芳 , 宋雨婧 . 智慧农业技术在运城市温室大棚中的应用 [J]. 农场经济管理 ,2025,(04):53-56.

[2] 崔艳敏 , 吴楠 . 智慧农业产业供应链云平台建设研究 [J]. 南方农机 ,2025,56(07):28-31.

[3] 张秀珂 . 智慧农业的发展现状与展望 [J]. 新农民 ,2025,(10):34-36.

[4] 梁宇 . 大数据时代背景下物联网技术的实践探析 [J]. 信息与电脑 ,2025,37(07):32-34.