关于精确农业方面论文例文,与几种短距离无线通信技术在精确农业中的应用前景相关本科毕业论文范文

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【摘 要】随着精确农业在21世纪的快速发展,信息传送逐渐被认为是影响精确农业快速发展的一个重要因素,尤其是实时通信技术.文章详细介绍了几种无线通信技术,对比了无线通信技术与传统有线通信技术的性能,并且分析了这几种无线通信技术在精确农业中的应用前景.

【关 键 词】无线通信技术；精确农业；应用前景

1.前言

精确农业（PrecisionAgriculture）是指：根据农作物生长的环境因素（包括：土壤结构、地形、植物营养、水分、病虫害等）来调节对农作物的投入.主要有两方面的工作：一方面查清区域农田内的土壤性状与生产力空间变异；另一方面来确定区域农田内农作物的时间差异信息.精确农业与我们心中常规的农业耕种的主要区别有：1）可以提高农作物产量；2）可以更加有效更加合理的使用有限的农田资源；3）可以减少在劳作中一些盲目的投入,使得投入都精准无误；4）可以减少由于不当施肥、喷药所带来的环境污染；5）可以使作物的果实更加绿色健康,更加适合人们食用；6）最重要的是可以改变人们习惯了的生产方式,大大的提高生产力.

简单来说,精确农业也可以被称作为“处方农业”,也就是说精确农业的核心是动态的、实时的获取农田各个区域内的环境因素和农作物信息,诊断农作物长势和产量时空差异的原因,及时的给区域内农作物开出“处方”.由于要及时的对区域内农作物开出“处方”,实时通信无疑成为精确农业中至关重要的一个环节.

2.短距离无线通信技术在精确农业中的应用

现阶段无线传输标准和方式主要包括：蓝牙（Bluetooth）、红外（IrDA）、无线局域网（WLAN）、超宽带技术（UWB）、跳频技术（ZigBee）等短距离无线通信技术.由于精确农业自身的特点,所以其对通信技术也是有一定要求的,主要可以归纳为：1）实时性,即能够及时的把信息传递给各个终端,使得控制终端能够及时作出判断,并作出反应；2）可靠性,即要保证各个终端接收的信息都是准确无误的,不会被一些外在的因素干扰；3）交互性,即不单只是单个终端可以与控制终端有信息交互,各个终端之间都可以进行信息的交互.只有满足了以上这三个最基本要求的无线通信技术,才是最适合精确农业的.

2.1蓝牙技术

蓝牙技术（Bluetooth）是1988年由爱立信、IBM、诺基亚、英特尔等公司共同推出的,主要用于通信和信息设备的无线连接.蓝牙是一种短距离无线通信规范,其标准是IEEE802.15,在2.4GHz频带工作,传输范围在10到100m,传输速度可以到1Mbps.它是采用高速跳频（FrequencyHopping）和时分多址（TimeDivisionMulti-access,TDMA）等先进技术,为固定设备或者移动设备建立的一个特别的通信连接环境.基于蓝牙技术的设备有主设备和从设备的区别,主设备负责设定跳频序列,从设备必须与主设备保持同步,若要用蓝牙技术来组网,即就是一个通过主设备到从设备形成的一个一点到多点的连接.蓝牙可以实现双工通信,这无疑表明在精确农业中蓝牙技术是可以应用的,因为在精确农业中的设备应该是要能互相进行信息交互的,也就是说蓝牙技术是满足交互性这一特点的.但是蓝牙技术信号容易受到干扰,这在精确农业中是个比较严重的不足,因为由于地域和耕种的农作物的不同,可能会遇到很多意想不到的环境.

精确农业学术论文撰写与发表
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2.2红外技术

红外技术（IrDA）是一种利用红外线进行点对点通信的无线通信技术,它同蓝牙技术一样被众多的硬件和软件平台所支持.它是通过红外脉冲和电脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发的,它取代了点对点的线缆的连接.红外技术的传输速率可达16M,并且保密性很强,可以看出如果将红外技术应用到精确农业当中,一定能够满足安全性和可靠性.但红外技术有个致命的局限性,那就是相互通信的设备之间必须是点对点的,即设备之间通信必须是对准的,并且只能是两台设备之间的连接,这就限制了其自身在精确农业中的作用,因为在实际的农田当中,可能由于作物本身或者别的一些原因致使设备之间并不能直接对准,从而导致信息无法传递.

2.3无线局域网技术

无线局域网（WLAN）是基于IEEE802.11标准的无线局域网,在局域网环境中可以使用不必授权的ISM频段中的2.4GHz或者5GHz射频波段进行无线连接.无线局域网有着诸多优点,概括起来有以下几方面：移动性、易于规划管理、易于调整、故障定位也能比较轻松准确、并且容易扩张.但由于其是靠电波进行传输的,这些电波是通过无线发射装置进行发射的,只要有障碍物阻碍电磁波的传输就会影响网络的性能,所以在精确农业中无线局域网的应用也就有了一定的局限性,对于那些种植高大作物的农田尤其显得影响严重.另外虽然无线局域网的搭建已经很便捷了,但由于我们想要实施的地方是农田,如果想要在农田中广泛的使用这种技术,就决定了这必将工程浩大,这点也成为制约无线局域网在精确农业中推广的一个关键因素.

2.4ZigBee技术

ZigBee技术是最近发展起来的一种近距离无线通信技术,它是以2.4GHz为主要频段,数据速率为20-250Kbit/s,采用直接序列扩频（DSSS）技术.它无需注册,传输距离可以从标准的75m到扩展后的几百米,甚至几千米.目前该技术已经可以作为模块解决方案用于大规模生产中,该技术主要侧重于对能源管理有较高要求的领域,并且近两年还开始跟物联网一样用于智能家居中,例如家电遥控等.既然基于ZigBee无线传感技术可以在家电等领域广泛地应用,我们有理由相信该技术也可以为精确农业搭建一个很好的技术平台,可以很好的收集局域农田内的各种作物信息,结合传感器等一些技术,可以很好的反应作物的一些信息.综合上面的这些对ZigBee技术的介绍可以看出ZigBee技术一定程度上来讲是符合精确农业的各种技术要求的,有很好的应用前景.2.5射频识别技术

射频识别技术（RFID）是一种非接触式的自动识别技术,可利用射频信号自动识别目标对象并获取相关数据.射频识别技术是一种内建无线电芯片的技术,芯片中可存储一系列的信息,利用这种技术做的产品可以做的特别小,而且可以让产品粘附在需要辨别的物体上,以非接触的方式快速读取里边的存储信息.它被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一,尽管射频识别技术非常惹人注目,但它市场前景不被看好,因为它不但标签成本太高,而且目前国内外还没有一个统一的标准,尽管如此我们也不能就此下结论说射频识别技术不适合应用在精确农业中.先来看下射频识别技术的组成部分,它是由应答器跟阅读器外加应用软件系统组成,可以想象到这是一种很简单很便于操作的设施,如果应用到农田中,将会给农业耕作带来多大方便,所以其在精确农业中有很大的应用潜力.

2.6超宽带技术

超宽带技术（UWB）是一种以高速率著称的无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,并通过正交频分调制或者直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内,在较宽的频谱上传送极低功率的信号.超宽带技术与传统通信方式最大&#

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