資料來源：行政院農業委員會桃園區農業改良場/賴信忠 副研究員

環境感測器

農業環境感測器選用因耕作環境、設施樣態、作物種類而異。影響作物生長環境因子為光度、溫度、濕度、土壤肥力、風速及CO2等，與栽培管理最相關土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、光度等成為最優先安裝感測器，且價格較低。植物光合作用消耗CO2，但因台灣位於亞熱帶，溫室需降溫，大部分氣密性差，CO2濃度並非限制因子，沒有監測控制必要。

露天田環境監測可架設小型氣象站或採用中央氣象局各縣市鄉鎮觀測資料查詢，如要做後續數據紀錄或田間自動管理與應用，則可透過API串接即時資訊。

溫室設施微氣候與露天不同，需自行安裝環境感測器及影像監測，紀錄作物栽培期間生育環境資訊，配合控制器自動環控設備，達到自動管理節省人力，穩定栽培環境，確保產量及品質。

以色列Statures公司的微型莖水勢（SWP）傳感器，測量莖水勢變化可精準量測植物缺水狀態，達到精準自動灌溉，應用於柑橘、蘋果、大杏仁及葡萄等果樹作物，可節省25%灌溉水量。

桃園區農業改良場吳有恆博士開發雲端智慧灌溉系統，土壤溼度感測器透過WiFi傳輸灌溉主機(圖三)，透過人機介面操作設定灌溉排程，數據上傳雲端系統，可做遠端控制開關。

善農科技開發的精準農業技術解決方案平台(圖四)，仿LoRa式的無線傳輸包含土壤EC、濕度、溫度和環境等各式自行研發的傳感器，傳送距離可達1.2公里，以及軟體雲端資料庫相互配合，在農地或溫室布建硬體後，自動灌溉依據土壤濕度，能精準監測及控制作物環境及生長情形，有效降低水、肥料等物料成本和人力成本。

桃園區農業改良場應用物聯網技術開發環境傳感器及灌溉控制器，以Wi-Fi及4G網路上傳雲端系統，依光度感測值自動控制溫室灌溉，並可線上進行產期產量預測。

田間感測器使用注意事項

農業生產環境大致可分為露天及設施，大都處於高溫高濕環境，風吹日曬雨淋惡劣環境，設施夜間相對濕度大都超過90%，對於感測器機構應具備防水、防潮、耐高溫設計，才能符合農業生產需求。感測器種類、規格、功能及價格差異大，應根據使用目的選擇適合產品，合理有效建置，才能發揮最大效益。

感測器的目的在於量測生物體或環境氣象資訊，需要依據使用目的及場域的相似性來決定感測器架設位置及數量，數量絕非越多越好，應有效合理使用。透過點的量測來衡量栽培場域整體狀態，而栽培場域每個位置點偵測值都不同，統計偵測值大都會呈現常態分佈曲線，量測時應以分佈高點為設置點，所量測值較能直接反映環境狀態，通常位於場域中間位置，採定點架設，所偵測值可做為衡量整體環境狀態。

環境監測目的在於了解作物所處的環境，因此感測器架設需接近作物，但不接觸，避免互相干擾，設置時應依據場域特性做調整。溫室內高度越高蓄積熱源越多，溫度也越高，量測值也越高，如果用來做設定環控，應考量與作物實際感測值調整閥值。台灣位於北半球，考量陽光斜射角度，安裝光度計時，應注意陽光移動路徑，光度計安裝於南面高處被免被設施設備遮蔽，光度計呈水平。設施安裝感測器時應注意屋頂防雨防蟲資材，會降低透光率。

溫室環控系統架設時，感測器種類須配合使用目的，如灌溉配合土壤濕度計，以風扇及噴霧降溫時，需監測溫度及相對溼度；以遮陰網及補光燈調節光度，則根據光感測器偵測值進行閥值設定與自動控制管理。

感測器運作期間自動記錄環境數據，數據的紀錄方式、擷取、傳輸、分析、應用，影響到建置成本及效益。物聯網技術讓感測器及控制器透過網路傳輸數據及控制命令，即時上傳公有雲系統，則可遠端間測及控制。因此感測數據紀錄變得很容易，大量數據雖然有利於未來數據分析再利用，但也衍生出大量數據及儲存成本。光度值變化快，溫度及相對溼度感測值變化較慢，數據紀錄頻率建議5-10分鐘1筆，控制器部分則記錄實際作動。

結論

農作物生產因品種特性、栽培環境及管理技術等綜合影響最終產量及品質，傳統農業耕作依賴對土地與作物長期互動經驗，缺乏數據紀錄，經驗傳承困難。感測器的發展，讓作物生長環境及生育狀態得以紀錄，透過數據分析與學習，模擬人的經驗自動環控管理，農耕經驗程式化與複製，讓栽培規模得以無限擴大，企業化生產提升科技農業競爭力。