农业环境感测器生长环境因子为光度温度湿度土壤肥力风速及CO2栽培管理

    农业环境感测器选用因耕作环境、设施样态、作物种类而异。影响作物生长环境因子为光度、温度、湿度、土壤肥力、风速及CO2等，与栽培管理最相关土壤湿度、空气温度、空气湿度、光度等成为最优先安装感测器，且价格较低。植物光合作用消耗CO2，但因中国位于亚热带，温室需降温，大部分气密性差，CO2浓度并非限制因子，没有监测控制必要。露天田环境监测可架设小型气象站或采用中央气象局各县市乡镇观测资料查询，如要做后续数据纪录或田间自动管理与应用，则可透过API串接即时资讯。温室设施微气候与露天不同，需自行安装环境感测器及影像监测，纪录作物栽培期间生育环境资讯，配合控制器自动环控设备，达到自动管理节省人力，稳定栽培环境，确保产量及品质。     田区架设小型农业气象站监测光照、雨水、温度、相对湿度等资讯，以太阳能电磁供电，4G网路传输至云端主机，以色列微型茎水势传感器，测量茎水势变化可精准量测植物缺水状态，达到精准自动灌溉，应用于柑橘、苹果、大杏仁及葡萄等果树作物，可节省25%灌溉水量。农业改良场吴博士开发云端智慧灌溉系统，土壤湿度感测器透过WiFi传输灌溉主机，透过人机介面操作设定灌溉排程，数据上传云端系统，可做远端控制开关。土壤湿度感测器透过WiFi传输灌溉主机，透过人机介面操作设定灌溉排程，数据上传云端系统，可做远端控制开关。智慧农业科技开发的精准农业技术解决方案平台，LoRa式的无线传输包含土壤EC、湿度、温度和环境等各式自行研发的传感器，传送距离可达1.2公里，以及软体云端资料库相互配合，在农地或温室布建硬体后，自动灌溉依据土壤湿度，能精准监测及控制作物环境及生长情形，有效降低水、肥料等物料成本和人力成本。智慧农业的无线传输土壤温湿度感测器（上图），透过闸道器将数据上传云端主机纪录及控制田间设备农业改良场应用物联网技术开发环境传感器及灌溉控制器，以Wi-Fi及4G网路上传云端系统，依光度感测值自动控制温室灌溉，并可线上进行产期产量预测。

    设施蔬菜智慧栽培管理，无线传输环境传感器，采用WiFi传输模组搭配模组，接上光度计、空气温湿度计及土壤湿度计，侦测土壤湿度进行自动灌溉，无线传输环境传感器，采用WiFi传输模组搭配模组，接上光度计、空气温湿度计及土壤湿度计，侦测土壤湿度进行自动灌溉。农业生产环境大致可分为露天及设施，大都处于高温高湿环境，风吹日晒雨淋恶劣环境，设施夜间相对湿度大都超过90%，对于感测器机构应具备防水、防潮、耐高温设计，才能符合农业生产需求。感测器种类、规格、功能及价格差异大，应根据使用目的选择适合产品，合理有效建置，才能发挥最大效益。

    感测器机构及接头都需要做好防水防潮耐高温设计，感测器的目的在于量测生物体或环境气象资讯，需要依据使用目的及场域的相似性来决定感测器架设位置及数量，数量绝非越多越好，应有效合理使用。透过点的量测来衡量栽培场域整体状态，而栽培场域每个位置点侦测值都不同，统计侦测值大都会呈现常态分布曲线，量测时应以分布高点为设置点，所量测值较能直接反映环境状态，通常位于场域中间位置，采定点架设，所侦测值可做为衡量整体环境状态。设施蔬菜环境感测器需定点安装，所侦测数值才能作为自动灌溉及降温。环境监测目的在于了解作物所处的环境，因此感测器架设需接近作物，但不接触，避免互相干扰，设置时应依据场域特性做调整。温室内高度越高蓄积热源越多，温度也越高，量测值也越高，如果用来做设定环控，应考量与作物实际感测值调整阀值。中国位于北半球，考量阳光斜射角度，安装光度计时，应注意阳光移动路径，光度计安装于南面高处被免被设施设备遮蔽，光度计呈水平。设施安装感测器时应注意屋顶防雨防虫资材，会降低透光率。     户外光度感测器需架设于高处，避免受到遮蔽，温室环控系统架设时，感测器种类须配合使用目的，如灌溉配合土壤湿度计，以风扇及喷雾降温时，需监测温度及相对湿度；以遮阴网及补光灯调节光度，则根据光感测器侦测值进行阀值设定与自动控制管理。遮阴网控制器之光度计及风速计安装于温室顶端，依照环境监测自动开关遮阴网，感测器运作期间自动记录环境数据，数据的纪录方式、撷取、传输、分析、应用，影响到建置成本及效益。物联网技术让感测器及控制器透过网路传输数据及控制命令，即时上传公有云系统，则可远端间测及控制。因此感测数据纪录变得很容易，大量数据虽然有利于未来数据分析再利用，但也衍生出大量数据及储存成本。光度值变化快，温度及相对湿度感测值变化较慢，数据纪录频率建议1分钟1笔，控制器部分则记录实际作动。

    农作物生产因品种特性、栽培环境及管理技术等综合影响最终产量及品质，传统农业耕作依赖对土地与作物长期互动经验，缺乏数据纪录，经验传承困难。感测器的发展，让作物生长环境及生育状态得以纪录，透过数据分析与学习，模拟人的经验自动环控管理，农耕经验程式化与复制，让栽培规模得以无限扩大，企业化生产提升科技农业竞争力。