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摘要：本文主要以精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系作為出發(fā)點，分析了精準農(nóng)業(yè)對無線通信技術(shù)的要求，并探討了無線通信技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，以期為促進精準農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展提供一些參考和意見。

關(guān)鍵詞：精準農(nóng)業(yè)；通信技術(shù)；應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟的快速發(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農(nóng)作物的污染，從而在改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的同時彌補精準農(nóng)業(yè)發(fā)展的不足。

1精準農(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)的最大特點是可以借助計算機聯(lián)動報警，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、土壤有機物等的數(shù)據(jù)進行采集，以計算機網(wǎng)絡(luò)信息平臺繪制數(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)值和報警值在計算機中安裝聯(lián)動報警裝置。比如，農(nóng)作物的生長狀況會隨著時間的長短、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)動報警器傳輸信息參數(shù)，向管理電腦發(fā)送農(nóng)作物的實際生長情況，如果溫度過低或者溫度過高就會導(dǎo)致農(nóng)作物面臨死亡的危機。一旦觸發(fā)報警裝置農(nóng)作物技術(shù)人員就可以在計算機界面上調(diào)整棚內(nèi)溫度，無需工作人員在現(xiàn)象進行溫度控制，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)、遙感遙測技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、無線通信技術(shù)等，這些技術(shù)組成了精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系。

2精準農(nóng)業(yè)對無線通信技術(shù)的要求

現(xiàn)階段無線傳輸標準和方式主要包括：IrDA、WiFi、Bluetooth、Zig-Bee等短距離無線通信技術(shù)及GPS、衛(wèi)星遙感等遠距離無線通信技術(shù)。由于精準農(nóng)業(yè)自身的特點，其對通信技術(shù)有一定的要求。主要歸納為以下幾點：其一，實時性。可以在規(guī)定時間內(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)點之間可相互交換數(shù)據(jù)。其三，可使用語音業(yè)務(wù)。其四，集成節(jié)點。無論是采集數(shù)據(jù)資料還是實時監(jiān)控，都可以在無線通信領(lǐng)域中得以實現(xiàn)。其五，拓撲結(jié)構(gòu)。采用樹樁網(wǎng)絡(luò)，增加采集點。綜合以上技術(shù)和要求，可以在無線通信領(lǐng)域全方位、多角度地分析精準農(nóng)業(yè)的優(yōu)點和缺點。

3無線通信技術(shù)在精準農(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算機系統(tǒng)中展開點與點的數(shù)據(jù)傳輸活動。這種無線通信技術(shù)具有成本低、安全指數(shù)高等特點，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設(shè)備或者通信設(shè)備沒有對準的話，就會數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ａ硗猓@種技術(shù)具有局限性，即只能在相互通信的兩臺設(shè)備之間展開數(shù)據(jù)傳輸活動，不利于在大型農(nóng)業(yè)中的推廣與運用。

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，但是其安裝過程較為復(fù)雜、成本較高。3）藍牙通信技術(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)定的傳輸時間內(nèi)提高傳輸速度，實現(xiàn)雙贏。但是這種技術(shù)與WiFi無線通信技術(shù)一樣，其運輸成本較高，且在數(shù)據(jù)傳輸過程中容易被其他信號干擾。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，但是其數(shù)據(jù)傳輸速度較低。

3.2遠距離無線通信技術(shù)

遠距離無線通信技術(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[3]。①隨著社會經(jīng)濟的快速發(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)中加快了信號覆蓋速度和數(shù)據(jù)運行速度。其網(wǎng)絡(luò)覆蓋信號基本不存在“盲區(qū)”這一說。②理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達171Kbps。如果將GSM技術(shù)進行綜合改造，可以為社會提供384Kbps帶寬的廣域數(shù)據(jù)通信服務(wù)。③登錄時間短。由于GSM技術(shù)具有速度快、傳輸效率高、等待接入時間短等優(yōu)勢，在精準農(nóng)業(yè)中得到廣泛推廣與應(yīng)用。根據(jù)實踐表明，在接入網(wǎng)絡(luò)到登錄成功所花費的時間不超過兩秒。除此之外，該技術(shù)還具有實時提供在線功能。用戶可以在第一次登陸之后通過記住登陸密碼功能節(jié)約下一次登陸時間，且長期在線，不會被迫下線。這樣不僅可以為用戶提供便利，還可以促使網(wǎng)絡(luò)管理更加簡單、快捷。該技術(shù)的運行模式主要是根據(jù)流量計費為主，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費。根據(jù)實踐表明，GPRS的上述優(yōu)點特點一般適用于間歇性、突發(fā)性、頻率性、小流量的數(shù)據(jù)傳輸。與此同時，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)代精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的一個系統(tǒng)，我國現(xiàn)代化農(nóng)場中大部分安裝了GPS系統(tǒng)的聯(lián)合收割機。聯(lián)合收割機作為作業(yè)機械中的一種，不僅可以促使GPS精準定位的實現(xiàn)，還可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者快速有效地計算出農(nóng)作物的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，農(nóng)場主根據(jù)有效完整的產(chǎn)量數(shù)據(jù)利用計算機加工、分析、整理數(shù)據(jù)信息，從而在計算機中呈現(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)，最終達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、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)星的傳感器測得目標物體的信息數(shù)據(jù)，再通過處理系統(tǒng)對所獲得的目標信息數(shù)據(jù)進行分析、判讀，識別改目標的通信技術(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目標實現(xiàn)探測的目的。利用遙感技術(shù)對不同的農(nóng)作物生長期實行全方位、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

精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)作為支撐，促使精準農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。縱觀我國的農(nóng)機技術(shù)水平還不夠成熟，還需要國家加大對信息化農(nóng)業(yè)技術(shù)的投入力度，相關(guān)技術(shù)要利用遠程技術(shù)加強對農(nóng)作物的有效檢測，為促進農(nóng)機新技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)和理論基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的推廣。

作者:肖維 張闊 單位:西北民族大學(xué)

參考文獻：

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[4]張軍國，賴小龍，楊睿茜.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50(15)：173-176.

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