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論無線通信技術在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用論文
信息化技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入信息化時代。無線通信技術因其特有的優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了大范圍應用，我國在這方面的應用研究中取得了不少成果。
自20世紀50年代以來，信息化技術進入了快速發(fā)展時期，其相關應用所涉及的領域逐漸增加，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)等。特別是在應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域以后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)便進入了生產(chǎn)信息化時代。無線通信技術在農(nóng)業(yè)信息化生產(chǎn)中扮演了非常獨特的角色。
1.無線通信技術的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.1無線通信技術發(fā)展歷史
人類社會發(fā)展到20世紀，對于信息的傳輸要求越來越高，已不僅僅是要傳輸速度快，更是要沖破地域條件的限制。無線通信技術正是為滿足這種要求而誕生的，此后隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和衛(wèi)星技術的出現(xiàn)和發(fā)展，無線通信技術進入一個快速發(fā)展的軌道，在移動電話的出現(xiàn)以后，移動通信技術便成了當前應用最普遍的無線通信技術。
1.2移動通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀
移動通信技術迄今已經(jīng)歷了三代技術的發(fā)展，當前使用最普遍的是第四代通信技術(4G)，該技術能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，可提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務。目前第五代技術(5G)已經(jīng)處于研發(fā)階段，在不遠的將來就能取代第四代進行使用。
2.無線通信技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
2.1無線通信技術的優(yōu)勢
(1)傳輸優(yōu)勢
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)者能否及時掌握各種各樣的農(nóng)業(yè)信息是非常重要的，因為這直接關系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成效高低。但是，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地理環(huán)境的多樣性和復雜性，搭建有線傳輸網(wǎng)絡經(jīng)常會受到地理環(huán)境的限制，使得不少生產(chǎn)者不能無法及時準確地接收農(nóng)業(yè)信息，因此，農(nóng)業(yè)信息的傳輸必須沖破這種空間的限制，使所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者都能接收到農(nóng)業(yè)信息。無線通信技術是一種在自由空間中以電磁波信號為載體傳輸信息的傳輸技術，而能在自由空間中傳輸這一特點，使得無線通信技術沖破了地理環(huán)境上的限制。因此，無線通信技術保證了農(nóng)業(yè)信息可以隨時隨地傳輸給廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，使他們可以實時掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)動態(tài)，采取合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
(2)組網(wǎng)優(yōu)勢
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境一般具有復雜性和惡劣性這兩個缺點，生產(chǎn)環(huán)境的復雜性導致有線傳輸網(wǎng)絡的布線難度，生產(chǎn)環(huán)境的惡劣性增加了有線傳輸網(wǎng)絡的維護成本。由無線通信技術的特點可以知道，無線傳輸無須通過物理線路，相關通信網(wǎng)絡的搭建不必進行線路布設。并且無線傳輸網(wǎng)絡擺脫了地理環(huán)境的限制，具有很強的環(huán)境適應能力，還可以根據(jù)環(huán)境的需要和變化進行擴展，易于保養(yǎng)和維修。這就是無線傳輸網(wǎng)絡相較于有線傳輸網(wǎng)絡的優(yōu)勢，憑借這種優(yōu)勢無線傳輸網(wǎng)絡克服了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的兩個缺點，可以將其應用于農(nóng)業(yè)信息的傳播。
(3)技術優(yōu)勢
無線通信技術自誕生以來便發(fā)展迅猛，在短短幾十年的時間里，僅僅按照應用范圍大小的不同，便研發(fā)出了很多種類型的無線通信技術。如較遠距離應用的無線通信技術有GPRS/CDMA技術，無線網(wǎng)橋技術，衛(wèi)星通信技術，等等，短距離應用的無線通信技術有藍牙技術，Wi-Fi技術，等等。當前應用最普遍的第四代移動通信技術(4G)擁有通信速度極快(是3G速度的50倍)、網(wǎng)絡頻譜寬(是3G網(wǎng)絡的20倍)、通信靈活、智能性能高、兼容性好等多種優(yōu)點。4G技術的優(yōu)點使其成了農(nóng)業(yè)信息傳播中應用最廣泛的技術。
2.2無線通信技術在農(nóng)業(yè)的應用國內(nèi)外現(xiàn)狀
在西方國家，由于其無線通信技術發(fā)展較早，并且相關研究比較成熟，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多領域中的應用已經(jīng)比較廣泛，相關應用經(jīng)驗比較豐富。例如：
(1)日本已將全國所有的農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場通過網(wǎng)絡連接起來，各種農(nóng)產(chǎn)品的主要信息(生產(chǎn)、銷售數(shù)量等)都可以通過網(wǎng)絡隨時隨地查詢，同時建立了包括高分辨衛(wèi)星遙感系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象信息系統(tǒng)在內(nèi)的農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)不但使得日本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，而且大大促進了日本的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
(2)英國建立了覆蓋全國的涉農(nóng)數(shù)據(jù)庫和農(nóng)業(yè)計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了全面機械化，播種機、割草機等現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設施都得到了廣泛應用。這不僅促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度集約化，更大力提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
(3)韓國的農(nóng)業(yè)信息管理機構是農(nóng)林水產(chǎn)省的農(nóng)林水產(chǎn)信息中心，該中心通過不但網(wǎng)絡傳輸和發(fā)布農(nóng)業(yè)信息，而且同時提供相應的系統(tǒng)軟件以幫助生產(chǎn)者查詢各種農(nóng)業(yè)信息，如土樣分析信息、病蟲害預測信息、農(nóng)村生活信息，等等。另外，韓國有關部門研發(fā)了農(nóng)場管理遠程咨詢系統(tǒng)、溫室自動化控制系統(tǒng)等配套輔助系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有力保障了農(nóng)業(yè)信息的高效利用，促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
我國的無線通信技術由于起步相較于西方國家發(fā)展較晚，因此相關的研究及應用沒有西方國家成熟，但是發(fā)展非常迅速，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域中的應用同樣發(fā)展迅速。目前，在絕大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了無線通信網(wǎng)絡的覆蓋，只有少部分偏遠地區(qū)的農(nóng)村沒有實現(xiàn)覆蓋。盡管發(fā)展迅速，但也伴隨不少問題，例如農(nóng)民的文化綜合素質(zhì)不高、通信網(wǎng)絡建設不完善、信息傳輸速度較慢，等等。但這表明我國在該領域還有非常廣闊的發(fā)展空間。
2.3無線通信技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應用舉例
在廣大科研工作者的共同努力下，我國在相關領域的研究中取得了不少成果，無線通信技術既可單獨使用，又可以與其他各種技術相結合投入使用，例如：
(1)無線通信技術。無線通信技術在設施農(nóng)業(yè)中無線通信技術得到了應用。設施農(nóng)業(yè)一般指的是采用一定的設施、工程技術和管理技術，在局部范圍內(nèi)改善或創(chuàng)造環(huán)境因素，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴的一種農(nóng)業(yè)。無線通信中的GSM，GPRS，GPS等不同類型的無線通信技術都能在設施農(nóng)業(yè)中得到應用，以這種技術為軟件，可建立多種農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，例如基于GSM的數(shù)字農(nóng)業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，基于GPRS的農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，基于GPS的土壤信息實時測定系統(tǒng)，等等。
(2)移動短信。短信是無線通信技術中最常見的信息傳輸方式，不但傳輸速度快捷，還可以傳輸多種形式的信息，如數(shù)據(jù)、圖像、聲音等，因此在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)無線傳輸與遠程監(jiān)控中得到了應用。該應用首先要構建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境檢測平臺，平臺主要作用是采集各類環(huán)境信息與數(shù)據(jù)，通過無線通信網(wǎng)絡以短信形式發(fā)送出去。還要構建信息與數(shù)據(jù)處理平臺，對接收到的信息與數(shù)據(jù)進行處理，處理完畢后生成相關報告發(fā)送給管理與決策系統(tǒng)，系統(tǒng)則根據(jù)報告形成應對措施和建議，最后同樣以短信形式發(fā)送給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者。
(3)無線通信技術與衛(wèi)星、遙感等技術的結合。這種結合方式在精準農(nóng)業(yè)的應用中可以見到。精準農(nóng)業(yè)一般指的是將現(xiàn)代信息技術、生物技術、農(nóng)業(yè)科學技術和農(nóng)機工程裝備技術相結合的新型農(nóng)業(yè)技術。具體應用時通信技術負責對土壤等信息資料進行整理分析，形成各種管理辦法和作業(yè)，衛(wèi)星、遙感等技術負責資源投入量的調(diào)整，達到增加產(chǎn)量等目的。根據(jù)應用范圍大小的不同，可以采用短距離的無線通信技術，如IrDA，WiFi，藍牙等，也可以采用長距離的無線通信技術，如GPRS技術等。這些技術在精準農(nóng)業(yè)中都得到了充分應用。
(4)無線通信技術與互聯(lián)網(wǎng)技術相結合。此類方式比較普遍地應用在傳播各種農(nóng)業(yè)信息上，譬如農(nóng)業(yè)科技信息。應用的技術形式主要是將移動通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術相結合，開發(fā)農(nóng)業(yè)科技信息服務平臺，再通過平臺將農(nóng)業(yè)科技信息傳輸出去，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員憑借移動終端(手機)就可接收到農(nóng)業(yè)科技信息，這樣就實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息的傳播。同時服務平臺可以進行農(nóng)業(yè)專家信息服務(即利用移動通信技術，再結合種植栽培、病蟲害防治等農(nóng)業(yè)技術，研發(fā)移動遠程自助診斷系統(tǒng)。)、農(nóng)業(yè)科技信息采集及反饋服務(先采集各類病蟲害和水土氣象信息，再通過移動無線網(wǎng)絡傳輸給專家系統(tǒng)進行實時解決。)，等等。
(5)無線通信技術與圖像處理技術的結合。這種方式可以用來構建農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，最常見的形式可基于手機彩信與圖像處理技術結合構建的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。圖像處理技術可以對圖像信號進行去噪聲、增強、復原、特征提取等操作，增加圖片的清晰度以提高圖像信號質(zhì)量。這樣構建出來的是一種新型農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，用戶在進行使用時，可以不必進行較多的文字輸入，而是直接進行圖像采集，配上必要的文字說明，通過無線通信網(wǎng)絡傳輸給農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，后者先利用圖像處理技術圖像進行處理后，與數(shù)據(jù)庫中的資料進行匹配后，得出相關病因和治療措施，再通過無線網(wǎng)絡反饋給用戶。
3.結語
通過國內(nèi)外的應用對比可以看到，我國無論是無線通信技術的起步還是將無線通信技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域都晚于西方國家，雖然我國的發(fā)展速度比較迅速，雖然一些農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了無線通信網(wǎng)絡的覆蓋，雖然相關應用研究獲得了一定成果，但是我國仍然存在不少問題，例如，農(nóng)民文化素質(zhì)整體偏低、發(fā)展相對落后的地區(qū)難以實現(xiàn)無線網(wǎng)絡覆蓋等，這就要求我國在這一領域的研究大力學習先進國家的成功經(jīng)驗，并使之與我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相結合，力爭早日建立起富有中國特色的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡，為解決我國“三農(nóng)”問題作出更大貢獻。
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