無線通訊技術在精準農業中的運用
摘要：本文主要以精準農業技術體系作為出發點，分析了精準農業對無線通訊技術的要求，並探討了無線通訊技術在精準農業中的應用，以期為促進精準農業的快速發展提供一些參考和意見。
關鍵詞：精準農業；通訊技術；應用
隨著社會經濟的快速發展和農業地位的提高，現代資訊科技在精準農業中得到廣泛應用。現代資訊科技與農業技術的有機結合一方面可以提高農作物質量，另一方面可以減少化肥對農作物的汙染，從而在改變農業生產方式的同時彌補精準農業發展的不足。
1精準農業技術體系
現代通訊技術作為現代農業體系的重要組成部分，其在精準農業中的應用主要表現在農業物聯網中的應用[1]。農業物聯網的最大特點是可以藉助計算機聯動報警，其外在表現形式是利用感測器資料採集系統將影片、溫度、土壤有機物等的資料進行採集，以計算機網路資訊平臺繪製資料的最大值和最小值，並分別繪製最大值和最小值之間的頻數分佈直觀平面圖，觀察頻數分佈狀況，最終確定合適的數值和報警值，相關技術人員就可以根據事先確定好的數值和報警值在計算機中安裝聯動報警裝置。比如，農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作物的質量。因此，技術人員就可以利用棚內氣候條件透過溫度感測器向聯動報警器傳輸資訊引數，向管理電腦傳送農作物的'實際生長情況，如果溫度過低或者溫度過高就會導致農作物面臨死亡的危機。一旦觸發報警裝置農作物技術人員就可以在計算機介面上調整棚內溫度，無需工作人員在現象進行溫度控制，不僅可以節約成本，還大大提升了工作效率。在這一過程中涉及的技術包括定位技術、感測技術、遙感遙測技術、資料庫技術、無線通訊技術等，這些技術組成了精準農業的技術體系。
2精準農業對無線通訊技術的要求
現階段無線傳輸標準和方式主要包括：IrDA、WiFi、Bluetooth、Zig-Bee等短距離無線通訊技術及GPS、衛星遙感等遠距離無線通訊技術。由於精準農業自身的特點，其對通訊技術有一定的要求。主要歸納為以下幾點：其一，實時性。可以在規定時間內接受到需要的資訊和資料資料，但是這些資訊和資料資料並不是連續不間斷地傳輸，而是非連續性。其二，相互性。所謂相互性是指節點之間可相互交換資料。其三，可使用語音業務。其四，整合節點。無論是採集資料資料還是實時監控，都可以在無線通訊領域中得以實現。其五，拓撲結構。採用樹樁網路，增加採集點。綜合以上技術和要求，可以在無線通訊領域全方位、多角度地分析精準農業的優點和缺點。
3無線通訊技術在精準農業中的應用
3.1短距離無線通訊技術
1）所謂IrDA通訊技術是指藉助紅外線在計算機系統中展開點與點的資料傳輸活動。這種無線通訊技術具有成本低、安全指數高等特點，但是IrDA是一種視距傳輸，如果在資料傳輸過程中沒有校對裝置或者通訊裝置沒有對準的話，就會資料傳輸的安全性。另外，這種技術具有侷限性，即只能在相互通訊的兩臺裝置之間展開資料傳輸活動，不利於在大型農業中的推廣與運用。
2）WiFi）無線通訊技術。這種技術是乙太網的一種無線擴充套件，能以最高約11Mbps的速度接入WEB。該技術具有覆蓋範圍廣、速度快等特點，但是其安裝過程較為複雜、成本較高。3）藍芽通訊技術。該技術的資料傳輸頻段為全球通用的2.4GHzISM頻段。能夠在規定的傳輸時間內提高傳輸速度，實現雙贏。但是這種技術與WiFi無線通訊技術一樣，其運輸成本較高，且在資料傳輸過程中容易被其他訊號干擾。4）ZigBee無線通訊技術。該技術的傳輸頻率為2.4GHzISM頻段，資料速率為20～250Kbit/s，最大傳輸距離為75m[2]。這種技術具有成本低、效能高和低功耗等特點，但是其資料傳輸速度較低。
3.2遠距離無線通訊技術
遠距離無線通訊技術主要把包括GPRS網路系統和衛星遙感技術。
1）GPRS技術屬於移動通訊技術領域的重要組成部分之一，無論是在資料傳輸方面還是在技術處理方面，都具有明顯的優勢[3]。①隨著社會經濟的快速發展以及現代資訊科技發展腳步的加快，目前，GPRS技術是現有GSM網路系統（3G）向行動通訊（4G）演變，並在不斷調整和最佳化網路結構中加快了訊號覆蓋速度和資料執行速度。其網路覆蓋訊號基本不存在“盲區”這一說。②理論資料傳輸速率可高達171Kbps。如果將GSM技術進行綜合改造，可以為社會提供384Kbps頻寬的廣域資料通訊服務。③登入時間短。由於GSM技術具有速度快、傳輸效率高、等待接入時間短等優勢，在精準農業中得到廣泛推廣與應用。根據實踐表明，在接入網路到登入成功所花費的時間不超過兩秒。除此之外，該技術還具有實時提供線上功能。使用者可以在第一次登陸之後透過記住登陸密碼功能節約下一次登陸時間，且長期線上，不會被迫下線。這樣不僅可以為使用者提供便利，還可以促使網路管理更加簡單、快捷。該技術的執行模式主要是根據流量計費為主，無論是使用者接受資料或者傳送資料包，都是根據資料包的數量和佔用資源的流量計費。根據實踐表明，GPRS的上述優點特點一般適用於間歇性、突發性、頻率性、小流量的資料傳輸。與此同時，改技術也使用與大流量的資料傳輸，尤其適用於現代精準農業領域。全球導航衛星體系是我國農業生產中應用最為普遍的一個系統，我國現代化農場中大部分安裝了GPS系統的聯合收割機。聯合收割機作為作業機械中的一種，不僅可以促使GPS精準定位的實現，還可以幫助農業生產者快速有效地計算出農作物的產量資料，農場主根據有效完整的產量資料利用計算機加工、分析、整理資料資訊，從而在計算機中呈現出一幅彩色的圖形，為構建農業資訊化技術提供理論基礎，最終達到農業生產的自動化、資訊化的目的[4]。
2）衛星遙感技術。該技術主要是透過衛星的感測器測得目標物體的資訊資料，再透過處理系統對所獲得的目標資訊資料進行分析、判讀，識別改目標的通訊技術。換而言之，遙感技術主要依託於超高的解析度感測器對目標實現探測的目的。利用遙感技術對不同的農作物生長期實行全方位、多角度的監控，目的是為了避免農作物“被蟲吃”的現象。感測器、指揮體系、載體是組成遙感技術的三大成分，指揮體系、感測器、載體與GPS系統的組合可以提升農機技術水平，不僅可以確保遙感技術資料的精確度，還可以降低農作物遭受自然災害破壞的影響[5]。該技術覆蓋的資訊量較大、處理資訊資料的速度快、解析度高，因此將其引入精準農業領域，可以提高收集相關資訊資料的速度以及資料資訊的精確性和完整性。
4結束語
精準農業的發展需要科學技術作為支撐，促使精準農業向現代高科技農業方向發展。縱觀我國的農機技術水平還不夠成熟，還需要國家加大對資訊化農業技術的投入力度，相關技術要利用遠端技術加強對農作物的有效檢測，為促進農機新技術的發展提供技術和理論基礎，最終實現資訊科技在精準農業中的推廣。
參考文獻：
[1]李晉，楚栓成.淺談幾種短距離無線通訊技術在精確農業中的應用前景[J].電子世界，2013(11)：78-79.
[2]姜立明，莊衛東.ZigBee/GPRS技術在精準農業中的應用研究[J].農機化研究，2014，36(4)：179-182.
[3]史國濱.GPS和GIS技術在精準農業監控系統中的應用研究進展[J].湖北農業科學，2011，50(10)：1948-1950.
[4]張軍國，賴小龍，楊睿茜.物聯網技術在精準農業環境監測系統中的應用研究[J].湖南農業科學，2011，50(15)：173-176.
[5]蔡鑌，畢慶生，李福超.基於ZigBee無線感測器網路的農業環境監測系統研究與設計[J].江西農業學報，2010，22(11)：153-156.