善用物聯網監控平台 提升植物工廠產能

智慧溫室、植物工廠科以透過IoT物聯網蒐集環境參數，搭配恆時監控畫面擷取與分析，掌握最佳化農作物培育數據。AGRITECTURE

隨著科技持續進步，傳統農業為有效提升生產質與量，也必須導入高科技管理、智能監控以降低成本、提升產量，其中最明顯的例子，除了運用智慧溫室搭配LED照明調光，讓重點作物可較天然日照獲得更高效率、有效的日照效果外，新的概念為導入IoT(Internet of Things)搭配視訊監控平台降低人力管理成本，同時導入主動入侵偵測與警示功能，確保智慧溫室的高價值農產品，不會被盜採，也可確保智慧溫室高價智能設備的安全性。

導入智慧環境管理  搭配IoT技術提升生產質量

傳統農耕作物的培育方式因為大量仰賴自然天候、環境、日照等不確定因素，導致農民只能依賴不確定性較高的天氣預報進行相應措施，除了容易導致作物品質良莠品質差異大外，若在大規模耕種面積下進行種植，面對突如其來的天候驟變，耕種者也難以即時反應處理狀況，因天候變化造成的災損、財損，使務農添加更多不確定因素，增加管理風險。

近來熱門的智慧溫室、植物工廠(Plant Factory)，即是利用溫室環境佈署，建構一個適合作物生長的絕佳環境條件。而為改善自然日照條件變動問題，除智慧溫室可導入日光照明外，也可在日照條件差的狀態下，透過有助生長波長的LED照明技術輔助，讓作物可以高效率充分吸收日照，提升農作物收成品質。

以穩定、優異生產條件  補足自然天候的變異問題

導入植物工廠概念到農作物培育，其實是透過穩定、較佳的生產條件控制，盡可能提供植物生長所需資源，相較以自然戶外耕種，作物在封閉環境的生長條件更容易進行操控與優化。

如一般植物工廠會為求高效率輔助成長，都會在溫室環境下部署LED成長照明燈具，搭配特殊有助生長照明波長輔助，同時部署物聯網網絡環境，透過部署溫度、濕度感測等技術，在溫室數據收回後，分析調整最佳化智能溫室環境條件對應參數。

物聯網網絡環境搭配可控制光源、灌溉給水系統的各式MCU(Micro Control Unit)模組，即可完成作物生長關鍵的日照、水源與溫度等重點數據優化，更進一度深入智能植物工廠概念。

為建置一個有效控制的植物生長環境，除環境的準備外，因為植物工廠的智能照明、智能灌溉、智能控溫與MCU、IoT等設備、材料也是一筆不小的花費，若沒能有效監控自有財產，也可能因為宵小覬覦，小則造成辛苦培育的農作物遭竊，大則可能智能植物工廠的關鍵運行設備，遭歹徒整個搬走，就更得不償失。

植物工廠設備成本高  部署智能監控降低財損機率

較新穎的植物工廠部署，除了前述物聯網與耕種相關的自動化設計外，工廠重點智慧設備的監控、防竊，也成為植物工廠功能部署的重要環節。因為植物工廠為達設置坪效，大多選郊外土地取得成本低的環境設置為佳，但成本低也代表著人煙少、治安差，設備極易遭受有心人破壞或竊取，需要透過高解析度攝影模組彈性部署，以嚇阻有心竊賊覬覦。

但智慧溫室、植物工廠建置條件差異大，有的智慧溫室採低成本、施工簡易的半密閉簡易棚架設置，有的進階智慧溫室、植物工廠採高階密閉環境控制系統，不同的設置狀態，除影響智慧溫室的部署成本外，因為環境的差異，也直接考驗監控設備的佈署難度與終端攝影模組的環境耐受度。

如簡易半封閉的智慧溫室棚架，可能在溫室棚架結構本身就相對薄弱，對監控設備來說，較無穩靠的牆面、梁柱可以施作監控點部署，此時的智慧監控環境部署就不能採室內佈建監控點的施作方案，監控點需設置於戶外固定衍架，搭配有線或無線網路部署，這類針對戶外棚架形半開放溫室設計，對監控器材的三防設計要求即大幅提升，加上戶外條件不佳，安防監控點的網路需求也需要重新部署，從材料、施工、監控裝置等成本，都會因戶外開放型設置條件而增加設置成本。

採高階密閉設計的智慧溫室，由於監控設備可以設置於智慧溫室的衍架、梁柱上，除了設置成本大幅壓低外，安防攝像鏡頭成本也相較低。設置於溫室內的監控設備，可選用基本防水、防塵機構設計，對溫室戶外監控需求，才需要選用進階防水、防塵機型，監控點的單位投入成本相低許多。

除成本考量外，先前也提過智慧溫室、植物工廠為求大面積設置、壓低培育作物成本，溫室選址大多選在深山或是偏僻農田，智慧溫室部署的大量智能硬體、物聯網設施、發電機組、智能監控平台等高單價設備，也必須重點部署防竊監控條件，避免人力單薄無法即時發現遭竊設備財損，甚至可以應用動態偵測主動發現監控點有人或動物侵入，即時發出警訊告知，減少財損也可避免投入過多保全、安防管理人力成本支出。

累積作物培育大數據  科學化提升產能

除了從財損降低思維出發外，智能監控也能間接或直接協助植物工廠佈建自動化環境。如運用高解析度監控圖像擷取分析，掌握植物工廠的區塊作物生長狀態，適時進行區塊灌溉、日照或LED植物成長燈加強照明等作物生長條件微調，而當區塊作物出現倒伏或其他需人工處理的狀況，也可透過智慧監控畫面分析，進行現場狀態判斷，主動發出警示供管理者判斷了解現場狀況，再評估是否需要派員現場處理。

而除了安防與耕種環境監控外，智慧安防監控系統還可進行植物工廠的作物歷史成長紀錄分析，透過恆時、高清晰度的長期紀錄追蹤，搭配物聯網與部署於植物工廠、智慧溫室內的環境感測器、灌溉水、輔助日照LED成長燈具的啟巨量資料彙整，找出對應左右產能、品質的重要關鍵時點，搭配高解析度記錄留存的作物狀態影像進行參照與分析，或透過監控畫面縮時攝影觀察作物實際成長現況，讓智能溫室也可透過累積的巨量資料分析，持續優化溫室最佳化成長條件，提升植物工廠的產能與品質。

植物工廠的灌溉水、日照條件、環境溫？溼度、輔助LED成長燈照射時段等，每個不同參數調整，都會直接左右植物工廠的產能。由於透過受控制的生長條件，可積極介入控制植物成長的過程，相較以往看天吃飯的農耕時代，植物工廠講求的是更精確的巨量資料參數分析、作物成長成果的影像判別參照，透過持續不斷針對不同農作物的培育參數條件優化調整，積極提升植物工廠的生產效益。

在整個植物工廠、智慧溫室的系統架構中，安防監控系統除可提供最基本的溫室設施、農作物防竊、防災損等主動警示告知功能外，也可搭配自動調控系統的參數微調數據，加上培育作物的高解析圖像記錄、分析，以科學化、自動化的數據分析與成果驗證，持續優化植物工廠、智慧溫室的生產培育條件。

整合智能監控與物聯網科技的智慧溫室，不但可以更科學化、系統化提升生產質量，也能持續累積有價值的作物培育參數，供後續植物工廠擴增產能、設備調校提供更有科學性的數據參考。