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無線通信技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用
摘要：本文主要以精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系作為出發(fā)點(diǎn)，分析了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對(duì)無線通信技術(shù)的要求，并探討了無線通信技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，以期為促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展提供一些參考和意見。
關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；通信技術(shù)；應(yīng)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)地位的提高，現(xiàn)代信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合一方面可以提高農(nóng)作物質(zhì)量，另一方面可以減少化肥對(duì)農(nóng)作物的污染，從而在改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的同時(shí)彌補(bǔ)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的不足。
1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系
現(xiàn)代通信技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系的重要組成部分，其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[1]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最大特點(diǎn)是可以借助計(jì)算機(jī)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，其外在表現(xiàn)形式是利用傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將視頻、溫度、土壤有機(jī)物等的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)繪制數(shù)據(jù)的最大值和最小值，并分別繪制最大值和最小值之間的頻數(shù)分布直觀平面圖，觀察頻數(shù)分布狀況，最終確定合適的數(shù)值和報(bào)警值，相關(guān)技術(shù)人員就可以根據(jù)事先確定好的數(shù)值和報(bào)警值在計(jì)算機(jī)中安裝聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置。比如，農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況會(huì)隨著時(shí)間的長(zhǎng)短、溫度的變化、天氣以及土壤影響農(nóng)作物的質(zhì)量。因此，技術(shù)人員就可以利用棚內(nèi)氣候條件通過溫度傳感器向聯(lián)動(dòng)報(bào)警器傳輸信息參數(shù)，向管理電腦發(fā)送農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)情況，如果溫度過低或者溫度過高就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物面臨死亡的危機(jī)。一旦觸發(fā)報(bào)警裝置農(nóng)作物技術(shù)人員就可以在計(jì)算機(jī)界面上調(diào)整棚內(nèi)溫度，無需工作人員在現(xiàn)象進(jìn)行溫度控制，不僅可以節(jié)約成本，還大大提升了工作效率。在這一過程中涉及的技術(shù)包括定位技術(shù)、傳感技術(shù)、遙感遙測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、無線通信技術(shù)等，這些技術(shù)組成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系。
2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對(duì)無線通信技術(shù)的要求
現(xiàn)階段無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)和方式主要包括：IrDA、WiFi、Bluetooth、Zig-Bee等短距離無線通信技術(shù)及GPS、衛(wèi)星遙感等遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)。由于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)自身的特點(diǎn)，其對(duì)通信技術(shù)有一定的要求。主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：其一，實(shí)時(shí)性�？梢栽谝�(guī)定時(shí)間內(nèi)接受到需要的信息和數(shù)據(jù)資料，但是這些信息和數(shù)據(jù)資料并不是連續(xù)不間斷地傳輸，而是非連續(xù)性。其二，相互性。所謂相互性是指節(jié)點(diǎn)之間可相互交換數(shù)據(jù)。其三，可使用語(yǔ)音業(yè)務(wù)。其四，集成節(jié)點(diǎn)。無論是采集數(shù)據(jù)資料還是實(shí)時(shí)監(jiān)控，都可以在無線通信領(lǐng)域中得以實(shí)現(xiàn)。其五，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用樹樁網(wǎng)絡(luò)，增加采集點(diǎn)。綜合以上技術(shù)和要求，可以在無線通信領(lǐng)域全方位、多角度地分析精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
3無線通信技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
3.1短距離無線通信技術(shù)
1）所謂IrDA通信技術(shù)是指借助紅外線在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中展開點(diǎn)與點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)。這種無線通信技術(shù)具有成本低、安全指數(shù)高等特點(diǎn)，但是IrDA是一種視距傳輸，如果在數(shù)據(jù)傳輸過程中沒有校對(duì)設(shè)備或者通信設(shè)備沒有對(duì)準(zhǔn)的話，就會(huì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�。另外，這種技術(shù)具有局限性，即只能在相互通信的兩臺(tái)設(shè)備之間展開數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)，不利于在大型農(nóng)業(yè)中的推廣與運(yùn)用。
2）WiFi）無線通信技術(shù)。這種技術(shù)是以太網(wǎng)的一種無線擴(kuò)展，能以最高約11Mbps的速度接入WEB。該技術(shù)具有覆蓋范圍廣、速度快等特點(diǎn)，但是其安裝過程較為復(fù)雜、成本較高。3）藍(lán)牙通信技術(shù)。該技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸頻段為全球通用的2.4GHzISM頻段。能夠在規(guī)定的傳輸時(shí)間內(nèi)提高傳輸速度，實(shí)現(xiàn)雙贏。但是這種技術(shù)與WiFi無線通信技術(shù)一樣，其運(yùn)輸成本較高，且在數(shù)據(jù)傳輸過程中容易被其他信號(hào)干擾。4）ZigBee無線通信技術(shù)。該技術(shù)的傳輸頻率為2.4GHzISM頻段，數(shù)據(jù)速率為20～250Kbit/s，最大傳輸距離為75m[2]。這種技術(shù)具有成本低、性能高和低功耗等特點(diǎn)，但是其數(shù)據(jù)傳輸速度較低。
3.2遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)
遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)主要把包括GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和衛(wèi)星遙感技術(shù)。
1）GPRS技術(shù)屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分之一，無論是在數(shù)據(jù)傳輸方面還是在技術(shù)處理方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)[3]。①隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展腳步的加快，目前，GPRS技術(shù)是現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（3G）向移動(dòng)通信（4G）演變，并在不斷調(diào)整和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中加快了信號(hào)覆蓋速度和數(shù)據(jù)運(yùn)行速度。其網(wǎng)絡(luò)覆蓋信號(hào)基本不存在“盲區(qū)”這一說。②理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)171Kbps。如果將GSM技術(shù)進(jìn)行綜合改造，可以為社會(huì)提供384Kbps帶寬的廣域數(shù)據(jù)通信服務(wù)。③登錄時(shí)間短。由于GSM技術(shù)具有速度快、傳輸效率高、等待接入時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中得到廣泛推廣與應(yīng)用。根據(jù)實(shí)踐表明，在接入網(wǎng)絡(luò)到登錄成功所花費(fèi)的時(shí)間不超過兩秒。除此之外，該技術(shù)還具有實(shí)時(shí)提供在線功能。用戶可以在第一次登陸之后通過記住登陸密碼功能節(jié)約下一次登陸時(shí)間，且長(zhǎng)期在線，不會(huì)被迫下線。這樣不僅可以為用戶提供便利，還可以促使網(wǎng)絡(luò)管理更加簡(jiǎn)單、快捷。該技術(shù)的運(yùn)行模式主要是根據(jù)流量計(jì)費(fèi)為主，無論是用戶接受資料或者發(fā)送數(shù)據(jù)包，都是根據(jù)數(shù)據(jù)包的數(shù)量和占用資源的流量計(jì)費(fèi)。根據(jù)實(shí)踐表明，GPRS的上述優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)一般適用于間歇性、突發(fā)性、頻率性、小流量的數(shù)據(jù)傳輸。與此同時(shí)，改技術(shù)也使用與大流量的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適用于現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的一個(gè)系統(tǒng)，我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)場(chǎng)中大部分安裝了GPS系統(tǒng)的聯(lián)合收割機(jī)。聯(lián)合收割機(jī)作為作業(yè)機(jī)械中的一種，不僅可以促使GPS精準(zhǔn)定位的實(shí)現(xiàn)，還可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者快速有效地計(jì)算出農(nóng)作物的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，農(nóng)場(chǎng)主根據(jù)有效完整的產(chǎn)量數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)加工、分析、整理數(shù)據(jù)信息，從而在計(jì)算機(jī)中呈現(xiàn)出一幅彩色的圖形，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)提供理論基礎(chǔ)，最終達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息化的目的[4]。
2）衛(wèi)星遙感技術(shù)。該技術(shù)主要是通過衛(wèi)星的傳感器測(cè)得目標(biāo)物體的信息數(shù)據(jù)，再通過處理系統(tǒng)對(duì)所獲得的目標(biāo)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判讀，識(shí)別改目標(biāo)的通信技術(shù)。換而言之，遙感技術(shù)主要依托于超高的分辨率傳感器對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)探測(cè)的目的。利用遙感技術(shù)對(duì)不同的農(nóng)作物生長(zhǎng)期實(shí)行全方位、多角度的監(jiān)控，目的是為了避免農(nóng)作物“被蟲吃”的現(xiàn)象。傳感器、指揮體系、載體是組成遙感技術(shù)的三大成分，指揮體系、傳感器、載體與GPS系統(tǒng)的組合可以提升農(nóng)機(jī)技術(shù)水平，不僅可以確保遙感技術(shù)數(shù)據(jù)的精確度，還可以降低農(nóng)作物遭受自然災(zāi)害破壞的影響[5]。該技術(shù)覆蓋的信息量較大、處理信息數(shù)據(jù)的速度快、分辨率高，因此將其引入精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以提高收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)的速度以及數(shù)據(jù)信息的精確性和完整性。
4結(jié)束語(yǔ)
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)作為支撐，促使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)方向發(fā)展�？v觀我國(guó)的農(nóng)機(jī)技術(shù)水平還不夠成熟，還需要國(guó)家加大對(duì)信息化農(nóng)業(yè)技術(shù)的投入力度，相關(guān)技術(shù)要利用遠(yuǎn)程技術(shù)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)作物的有效檢測(cè)，為促進(jìn)農(nóng)機(jī)新技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)和理論基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的推廣。
參考文獻(xiàn)：
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