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Zigbee物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)方面的合理應(yīng)用論文
農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)穩(wěn)定的物質(zhì)性保證。由于我國(guó)不同地區(qū)的自然環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件差異十分明顯，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式極度落后在投入大量勞動(dòng)力的基礎(chǔ)下，依舊存在勞動(dòng)生產(chǎn)率低、勞動(dòng)效率低的情況制約著農(nóng)業(yè)的發(fā)展。如今農(nóng)業(yè)雖然在機(jī)械化與自動(dòng)化的推動(dòng)之下大幅提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，改造力的加大與加快使得環(huán)境問(wèn)題尤為突出，比如農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下滑、水土流失嚴(yán)重、資源過(guò)度浪費(fèi)、農(nóng)藥的污染與水資源污染等。農(nóng)業(yè)的精確化發(fā)展已成為農(nóng)業(yè)數(shù)字化的核心內(nèi)容，所謂的農(nóng)業(yè)精確化發(fā)展主要針對(duì)的是農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)資源的合理化布局、生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化以及在提高生產(chǎn)率與降級(jí)生產(chǎn)成本等方面均起到了十分明顯的積極作用。而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛用于農(nóng)業(yè)的是在五大系統(tǒng)迅速發(fā)展的推動(dòng)之下進(jìn)行的，即全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感系統(tǒng)(RS)、射頻識(shí)別系統(tǒng)(RFID)以及智能控制系統(tǒng)(ICS)，使農(nóng)業(yè)逐步走上信息化與智能化的發(fā)展方向。
一、現(xiàn)代社會(huì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)
就目前而言，物聯(lián)網(wǎng)并沒(méi)有真正公認(rèn)的涵義，它首次在我國(guó)提出的時(shí)間為1999 年，簡(jiǎn)而言之物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上憑借著全球定位系統(tǒng)(GPS)、射頻識(shí)別(RFID)、激光掃描儀以及紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)施，按照設(shè)定的條例，將任何物品同互聯(lián)網(wǎng)相連接，以達(dá)到信息的通信和交換以實(shí)現(xiàn)智能的識(shí)別、監(jiān)控、定位、管理與跟蹤等網(wǎng)絡(luò)操作的方式，通常具有三大特征即傳感對(duì)象的設(shè)備化，服務(wù)的智能化以及終端接收器的互聯(lián)化，目前主要應(yīng)用于醫(yī)療保健、智能交通業(yè)、農(nóng)業(yè)的監(jiān)測(cè)、物流運(yùn)輸和家居服務(wù)等方面均有涉及。
二、物聯(lián)網(wǎng)的常用技術(shù)
(一)射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)
射頻識(shí)別技術(shù)是目前物聯(lián)網(wǎng)最為高端的感知層支撐性技術(shù)，其原理是利用射頻的信號(hào)自動(dòng)識(shí)別感知對(duì)象來(lái)獲得相應(yīng)所需信息，并將識(shí)別到的信息進(jìn)行加工處理，通常是由天線、取讀器以及標(biāo)識(shí)這三部分構(gòu)成。
(二)傳感器與傳感網(wǎng)的運(yùn)用
傳感器是近幾年來(lái)興起的高新技術(shù)之一，它最大的特點(diǎn)在于感知信息的精確性與及時(shí)性的獲取，而傳感網(wǎng)是在傳感器的基礎(chǔ)之上對(duì)信息進(jìn)行收集、傳輸與處理的綜合性整理信息技術(shù)系統(tǒng)，應(yīng)用前景十分廣泛，目前主要用于電子、生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事以及國(guó)防等方面，因此該技術(shù)的應(yīng)用直接關(guān)系到我們的日常生活與工作。
(三)無(wú)線網(wǎng)的運(yùn)用
現(xiàn)代社會(huì)中無(wú)線網(wǎng)的運(yùn)用已深入影響到人們?nèi)粘Ｉ钆c工作，其本質(zhì)是通過(guò)移動(dòng)信號(hào)接收系統(tǒng)、衛(wèi)星以及無(wú)線寬帶的引入等以完成基本的通訊交流，開(kāi)放性、靈活性以及易干擾性成為無(wú)線通訊的代名詞。
三、Zigbee 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
(一)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)大棚中的運(yùn)用
農(nóng)業(yè)大棚的控制系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的各種傳感設(shè)施對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境(比如溫度監(jiān)測(cè)器，濕度傳感器、ph 值傳感器、二氧化碳傳感器、光傳感器等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)該類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并調(diào)整以提供舒適的生長(zhǎng)環(huán)境。該系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程控制的功能，實(shí)現(xiàn)在家即可收集到大棚內(nèi)的農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)，并管控大棚的內(nèi)環(huán)境。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用使得農(nóng)作物的監(jiān)管變得更加有效、精確、及時(shí)與科學(xué)，與此同時(shí)更能夠提高農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量，了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，在降低成本的情況下提高其生產(chǎn)率，以獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。
(二)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)灌溉中的運(yùn)用
物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)灌溉中的運(yùn)用，簡(jiǎn)而言之就是對(duì)節(jié)水灌溉平臺(tái)的建設(shè)與利用，主要通過(guò)傳感器對(duì)土壤中的水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，灌溉系統(tǒng)對(duì)這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行有效的分類管理，自動(dòng)收水與放水以達(dá)到節(jié)能減耗的目的。從我國(guó)的用水調(diào)查資料顯示有70% 的水用于農(nóng)業(yè)的灌溉，與此同時(shí)，我國(guó)平均每年的干旱造成的糧食減產(chǎn)就達(dá)到半數(shù)之多，并且由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件與環(huán)境的制約使得灌溉水資源的利用率十分低下。因此提高灌溉水資源的利用率成為現(xiàn)時(shí)期亟待解決的問(wèn)題，而物聯(lián)網(wǎng)的灌溉系統(tǒng)很好的利用了Zigbee 自組網(wǎng)，將低能耗與低成本的無(wú)線傳感系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相連接，極大程度地改善了農(nóng)田耕作不便與靈活性差的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤墑情并自動(dòng)化管控農(nóng)田灌溉，以確保農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的科學(xué)性。
Zigbee 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)由星型結(jié)構(gòu)所組成，即擁有多個(gè)監(jiān)測(cè)采集功能的數(shù)據(jù)收集點(diǎn)，這些收集點(diǎn)組成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)節(jié)性基站，具有自動(dòng)組建與收集數(shù)據(jù)、維護(hù)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的作用，使得控制中心與監(jiān)測(cè)站之間的信息得以傳遞，而智能灌溉系統(tǒng)的組成，就是在Zigbee 自組網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，由無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)與控制中心共同構(gòu)成的。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，Zigbee 物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用目前仍然處于未成熟階段，并且在農(nóng)業(yè)大棚以及農(nóng)業(yè)的智能灌溉上依舊有所欠缺。本文論述的目的就在于通過(guò)對(duì)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)與手段的了解，采用“取其精華、去其糟粕”的方式并結(jié)合本國(guó)特色來(lái)發(fā)展我國(guó)的農(nóng)業(yè)，以使得我國(guó)農(nóng)業(yè)沿著集約化、高效化與可持續(xù)化并行發(fā)展的目的。
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