在蔬菜種植中，溫度是決定作物生長、產量與品質的核心因素。傳統蔬菜大棚依賴 人工巡檢 + 手動調控，存在溫度監測滯后、調控不及時、人力成本高的痛點。基于物聯網的蔬菜大棚智能溫度控制系統，通過 實時感知溫度 - 自動分析決策 - 精準聯動設備 的閉環能力，將溫度管理從 憑經驗 升級為 靠數據，成為保障蔬菜高產、農戶增收的關鍵技術。

一、傳統大棚管理痛點

在物聯網技術普及前，農戶對大棚溫度的管控幾乎全靠 “人力 + 經驗”，核心痛點集中在：

溫度監測滯后，風險難預判

傳統大棚需農戶每隔 2-3 小時到現場查看溫度計，若遇極端天氣(如夜間寒潮、正午暴曬)，等發現溫度異常時，作物已受影響，例如冬季夜間棚內溫度驟降至 5℃以下，農戶清晨才發現，番茄苗已出現凍害，減產不可逆。

調控全靠手動，效率低且易出錯

溫度過高時需人工掀開保溫卷簾、開啟通風口或風機，溫度過低時需點燃升溫爐或覆蓋草簾，不僅耗費人力(一個農戶最多管理 2-3 個大棚)，還易因 “調控不及時”(如正午忘開風機導致棚內超 35℃)或 “調控過度”(如夜間草簾蓋太厚導致棚內濕度過高)引發問題。

數據無記錄，種植經驗難復制

不同蔬菜、不同生長期的最佳溫度需求不同，但傳統管理無溫度數據記錄，農戶只能憑記憶總結經驗，新農戶上手慢，且難以精準復現高產環境，例如同樣種黃瓜，有的農戶因育苗期溫度波動大，出苗率比經驗豐富的農戶低 30%。

二、系統架構

該系統遵循 “感知層 - 傳輸層 - 平臺層 - 應用層” 四層物聯網架構，核心是通過技術手段實現 “溫度自動感知、數據實時傳輸、智能決策調控、遠程便捷管理”，具體拆解如下：

1.感知層：溫度數據的 “采集觸角”

感知層是系統的 “眼睛”，負責精準、實時采集大棚內的溫度數據，核心組件需適配大棚高濕、多霧的特殊環境：

空氣溫度傳感器：采集棚內空氣溫度，懸掛式安裝在距地面 1.5 米，遠離通風口 / 熱源，確保數據準確;每 500㎡大棚安裝 2-3 個，覆蓋均勻;

土壤溫度傳感器：采集作物根部土壤溫度，插入作物根系主要分布區的土壤 10-15cm，適應大棚土壤酸堿環境;

溫濕度傳感器：同步采集空氣濕度，與空氣溫度傳感器同位置安裝，輔助判斷溫度調控需求，避免濕度過高導致病害;

2.傳輸層：數據傳輸的 “無線橋梁”

傳輸層負責將感知層采集的溫度數據安全、穩定地傳輸至平臺層，支持LORA、4G/5G、WiFi等微信通訊網絡，適配大棚多分布在郊區、布線難的特點。采用數據加密傳輸，防止溫度數據被篡改，確保調控決策基于真實數據。

3.平臺層：溫度管理的 “智能大腦”

平臺層是系統的核心，基于物聯網云平臺實現 “數據存儲、智能分析、決策輸出”，農戶可通過電腦端或手機 APP 訪問，核心功能包括：

①溫度可視化監控：實時顯示各大棚的空氣溫度、土壤溫度曲線，可按小時 / 天 / 周查看，直觀呈現溫度變化趨勢;設定 “作物 - 生長期” 專屬溫度閾值，一旦超閾值，平臺自動標紅預警。

②智能控制與自動調控：當空氣溫度>28℃(番茄坐果期上限)：平臺自動發送指令，聯動大棚風機開啟、通風口打開，若溫度持續升高至 32℃，再觸發水簾系統啟動;當夜間空氣溫度<15℃：平臺自動指令保溫卷簾延遲掀開(或提前覆蓋)、升溫設備(如電熱絲、熱風爐)低功率啟動，確保夜間溫度穩定;土壤溫度<18℃(黃瓜育苗期根系適宜溫度下限)：聯動土壤加熱線啟動，避免根系發育不良。

③數據記錄與種植分析：自動存儲全年溫度數據，生成歷史報告，分析溫度異常天數、調控效果與作物產量的關聯，新手農戶可直接調用。

4.應用層：溫度調控的 “執行手腳”

應用層是系統的 “落地終端”，通過聯動大棚現有設備或新增智能設備，將平臺的調控指令轉化為實際動作，核心聯動設備包括：

智能卷簾機：溫度低時延遲掀開、提前覆蓋;溫度高時提前掀開，替代人工拉卷簾，一個人可管 10 + 大棚;

變頻風機 / 水簾：溫度超上限時分級啟動(先風機、后水簾)，避免能耗浪費，比人工調控節能 15%;

土壤加熱線：土壤溫度低于閾值時啟動，達標后自動關閉，保障根系溫度穩定，提升出苗率;

升溫爐(燃氣 / 電)：極端低溫時自動啟動，溫度達標后停機，避免低溫凍害，減少減產風險;

靈活適配：支持接入農戶現有設備(如普通風機加裝智能控制器)，無需徹底更換，降低改造成本。

三、典型場景應用：不同蔬菜、不同季節的溫度管控

1.冬季番茄育苗期：防低溫、保穩定

育苗期番茄對溫度敏感，白天需 25-28℃，夜間不低于 18℃，若溫度波動超 5℃，易導致弱苗、死苗;

棚內安裝 3 個空氣溫度傳感器(分別在育苗床東、中、西位置)，實時監測溫度均勻性;

設定夜間溫度下限 18℃，當傳感器檢測到溫度降至 17℃時，平臺自動啟動土壤加熱線(升溫至 20℃)和棚內電熱風機(低功率運行);

清晨 6 點，若棚內溫度升至 22℃，自動掀開 1/3 卷簾，避免溫度驟升;

2.夏季黃瓜生長期：防高溫、降濕度

黃瓜生長期適宜溫度 25-30℃，超過 32℃易徒長、坐果率下降，同時需控制濕度;

溫濕度傳感器聯動風機、水簾：當溫度>30℃且濕度>80% 時，先開啟風機通風(降低濕度)，5 分鐘后若溫度仍超 30℃，啟動水簾降溫;

正午 12-2 點高溫時段，平臺根據實時溫度自動調整水簾運行頻率，可設置溫度 32℃時水簾每 10 分鐘運行 5 分鐘，35℃時連續運行;

農戶通過手機 APP 查看溫度曲線，若預判次日高溫，可提前設置 “預降溫” 模式(早晨 10 點提前開啟風機);

3.春秋季生菜速生期：控溫差、提品質

生菜速生期需穩定在 18-22℃，晝夜溫差過大(超 10℃)會導致葉片纖維化，口感變差;

設定晝夜溫差閾值 10℃，當夜間溫度<10℃時，自動覆蓋保溫膜，而非啟動大功率升溫設備，縮小溫差;

平臺結合天氣預報調整策略：若次日有降溫，提前 1 天傍晚關閉部分通風口，儲存棚內熱量;

四、實際效益

產量與品質雙提升：進一步提升溫度達標率，提升蔬菜平均產量，提升優質品率;

人力成本大幅降低：一個農戶可管理 10-15 個智能大棚，降低人力成本;

能耗優化更節能：通過分級調控，如先風機后水簾、低功率升溫，降低能耗;

種植門檻降低：新手農戶通過平臺 “作物溫度庫” 和自動調控，可快速掌握高產技術，縮短培育周期。

在菜籃子工程提質增效的背景下，物聯網技術正在重塑蔬菜大棚的種植模式，不僅解決了傳統管理 滯后、費力、靠經驗 的痛點，更通過數據化、精準化的溫度管控，讓蔬菜種植從 看天吃飯 變為知天而作，為保障農產品供給、推動農業現代化注入更強動力。