論無線通信技術(shù)在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

黃博

摘 要： 信息化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入信息化時代。無線通信技術(shù)因其特有的優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了大范圍應(yīng)用，我國在這方面的應(yīng)用研究中取得了不少成果。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 無線通信技術(shù) 農(nóng)業(yè)信息 信息傳輸

自20世紀(jì)50年代以來，信息化技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展時期，其相關(guān)應(yīng)用所涉及的領(lǐng)域逐漸增加，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)等。特別是在應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域以后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)便進(jìn)入了生產(chǎn)信息化時代。無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化生產(chǎn)中扮演了非常獨(dú)特的角色。

1.無線通信技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

1.1無線通信技術(shù)發(fā)展歷史

人類社會發(fā)展到20世紀(jì)，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(shù)正是為滿足這種要求而誕生的，此后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，無線通信技術(shù)進(jìn)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(shù)便成了當(dāng)前應(yīng)用最普遍的無線通信技術(shù)。

1.2移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

移動通信技術(shù)迄今已經(jīng)歷了三代技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前使用最普遍的是第四代通信技術(shù)（4G），該技術(shù)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(wù)。目前第五代技術(shù)（5G）已經(jīng)處于研發(fā)階段，在不遠(yuǎn)的將來就能取代第四代進(jìn)行使用。

2.無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1無線通信技術(shù)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?yàn)檫@直接關(guān)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(fù)雜性，搭建有線傳輸網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)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(shù)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(shù)，而能在自由空間中傳輸這一特點(diǎn)，使得無線通信技術(shù)沖破了地理環(huán)境上的限制。因此，無線通信技術(shù)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(shí)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(fù)雜性和惡劣性這兩個缺點(diǎn)，生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性導(dǎo)致有線傳輸網(wǎng)絡(luò)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(luò)的維護(hù)成本。由無線通信技術(shù)的特點(diǎn)可以知道，無線傳輸無須通過物理線路，相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)的搭建不必進(jìn)行線路布設(shè)。并且無線傳輸網(wǎng)絡(luò)擺脫了地理環(huán)境的限制，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，還可以根據(jù)環(huán)境的需要和變化進(jìn)行擴(kuò)展，易于保養(yǎng)和維修。這就是無線傳輸網(wǎng)絡(luò)相較于有線傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，憑借這種優(yōu)勢無線傳輸網(wǎng)絡(luò)克服了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的兩個缺點(diǎn)，可以將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)信息的傳播。

（3）技術(shù)優(yōu)勢

無線通信技術(shù)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(yīng)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(shù)。如較遠(yuǎn)距離應(yīng)用的無線通信技術(shù)有GPRS/CDMA技術(shù)，無線網(wǎng)橋技術(shù)，衛(wèi)星通信技術(shù)，等等，短距離應(yīng)用的無線通信技術(shù)有藍(lán)牙技術(shù)，Wi-Fi技術(shù)，等等。當(dāng)前應(yīng)用最普遍的第四代移動通信技術(shù)（4G）擁有通信速度極快（是3G速度的50倍）、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬（是3G網(wǎng)絡(luò)的20倍）、通信靈活、智能性能高、兼容性好等多種優(yōu)點(diǎn)。4G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使其成了農(nóng)業(yè)信息傳播中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。

2.2無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用國內(nèi)外現(xiàn)狀

在西方國家，由于其無線通信技術(shù)發(fā)展較早，并且相關(guān)研究比較成熟，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，相關(guān)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)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(luò)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(luò)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(jìn)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(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化，播種機(jī)、割草機(jī)等現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施都得到了廣泛應(yīng)用。這不僅促進(jìn)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(jī)構(gòu)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(luò)傳輸和發(fā)布農(nóng)業(yè)信息，而且同時提供相應(yīng)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(yù)測信息、農(nóng)村生活信息，等等。另外，韓國有關(guān)部門研發(fā)了農(nóng)場管理遠(yuǎn)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(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

我國的無線通信技術(shù)由于起步相較于西方國家發(fā)展較晚，因此相關(guān)的研究及應(yīng)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(lǐng)域中的應(yīng)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(shí)現(xiàn)了無線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，只有少部分偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村沒有實(shí)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(luò)建設(shè)不完善、信息傳輸速度較慢，等等。但這表明我國在該領(lǐng)域還有非常廣闊的發(fā)展空間。

2.3無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用舉例

在廣大科研工作者的共同努力下，我國在相關(guān)領(lǐng)域的研究中取得了不少成果，無線通信技術(shù)既可單獨(dú)使用，又可以與其他各種技術(shù)相結(jié)合投入使用，例如：

（1）無線通信技術(shù)。無線通信技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中無線通信技術(shù)得到了應(yīng)用。設(shè)施農(nóng)業(yè)一般指的是采用一定的設(shè)施、工程技術(shù)和管理技術(shù)，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(shù)都能在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用，以這種技術(shù)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(yuǎn)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(shí)時測定系統(tǒng)，等等。

（2）移動短信。短信是無線通信技術(shù)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(yuǎn)程監(jiān)控中得到了應(yīng)用。該應(yīng)用首先要構(gòu)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(luò)以短信形式發(fā)送出去。還要構(gòu)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(jìn)行處理，處理完畢后生成相關(guān)報(bào)告發(fā)送給管理與決策系統(tǒng)，系統(tǒng)則根據(jù)報(bào)告形成應(yīng)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(shù)與衛(wèi)星、遙感等技術(shù)的結(jié)合。這種結(jié)合方式在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用中可以見到。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)一般指的是將現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)和農(nóng)機(jī)工程裝備技術(shù)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)技術(shù)。具體應(yīng)用時通信技術(shù)負(fù)責(zé)對土壤等信息資料進(jìn)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(shù)負(fù)責(zé)資源投入量的調(diào)整，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的。根據(jù)應(yīng)用范圍大小的不同，可以采用短距離的無線通信技術(shù)，如IrDA，WiFi，藍(lán)牙等，也可以采用長距離的無線通信技術(shù)，如GPRS技術(shù)等。這些技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中都得到了充分應(yīng)用。

（4）無線通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。此類方式比較普遍地應(yīng)用在傳播各種農(nóng)業(yè)信息上，譬如農(nóng)業(yè)科技信息。應(yīng)用的技術(shù)形式主要是將移動通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)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(jī)）就可接收到農(nóng)業(yè)科技信息，這樣就實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息的傳播。同時服務(wù)平臺可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)專家信息服務(wù)（即利用移動通信技術(shù)，再結(jié)合種植栽培、病蟲害防治等農(nóng)業(yè)技術(shù)，研發(fā)移動遠(yuǎn)程自助診斷系統(tǒng)。）、農(nóng)業(yè)科技信息采集及反饋服務(wù)（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(luò)傳輸給專家系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時解決。），等等。

（5）無線通信技術(shù)與圖像處理技術(shù)的結(jié)合。這種方式可以用來構(gòu)建農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，最常見的形式可基于手機(jī)彩信與圖像處理技術(shù)結(jié)合構(gòu)建的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。圖像處理技術(shù)可以對圖像信號進(jìn)行去噪聲、增強(qiáng)、復(fù)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(gòu)建出來的是一種新型農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，用戶在進(jìn)行使用時，可以不必進(jìn)行較多的文字輸入，而是直接進(jìn)行圖像采集，配上必要的文字說明，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，后者先利用圖像處理技術(shù)圖像進(jìn)行處理后，與數(shù)據(jù)庫中的資料進(jìn)行匹配后，得出相關(guān)病因和治療措施，再通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋給用戶。

3.結(jié)語

通過國內(nèi)外的應(yīng)用對比可以看到，我國無論是無線通信技術(shù)的起步還是將無線通信技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)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(shí)現(xiàn)了無線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，雖然相關(guān)應(yīng)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(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋等，這就要求我國在這一領(lǐng)域的研究大力學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，并使之與我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)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(luò)，為解決我國“三農(nóng)”問題作出更大貢獻(xiàn)。

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