窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶樹(shù)灌溉中的應(yīng)用

徐曉雨（牡丹江師范學(xué)院，物理與電子工程學(xué)院，黑龍江牡丹江 157000）

我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展比較迅速，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成為促進(jìn)國(guó)家戰(zhàn)略布局優(yōu)化的重要支持技術(shù)。尤其是處在當(dāng)前的信息化發(fā)展時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新以及應(yīng)用，成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)力量。而窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是其技術(shù)的重要類(lèi)型，在和茶樹(shù)灌溉進(jìn)行結(jié)合下就有著其需求。

1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征以及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征體現(xiàn)

當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展過(guò)程中，對(duì)窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求也在進(jìn)一步加大，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Narrow Band-Internet of Things）是物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)型中的一種技術(shù)類(lèi)型，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠采用升級(jí)網(wǎng)絡(luò)提升技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量水平，從而滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需要，是GUL網(wǎng)絡(luò)第四種模式[1]。該技術(shù)應(yīng)用有著鮮明的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)，覆蓋面廣是其比較重要的技術(shù)特征優(yōu)勢(shì)，能夠有效提供改進(jìn)室內(nèi)覆蓋，通頻段下，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要遠(yuǎn)比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增益20dB，也就是能夠有效提升百倍的區(qū)域覆蓋能力。

再者，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)體現(xiàn)在低功耗上，終端的模塊待機(jī)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到十年，從而就能看到其低功耗的優(yōu)勢(shì)，而模塊的成本低也是其重要的特征，預(yù)期的單個(gè)連接模塊不會(huì)超過(guò)五美元。窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用特征在支撐連接能力上有著鮮明的呈現(xiàn)，一個(gè)扇區(qū)n能夠支持十萬(wàn)個(gè)連接，也支持低延時(shí)的敏感度以及超低設(shè)備成本和低設(shè)備功耗等，這些優(yōu)勢(shì)特征，就使得窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。

1.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展比較迅速，市場(chǎng)的需求量也比較大，作為物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)重要組成，其創(chuàng)新性以及現(xiàn)代化受到業(yè)界的高度關(guān)注，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域發(fā)展的重要課題內(nèi)容。窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離通信傳輸以及廣域網(wǎng)通信傳輸?shù)哪繕?biāo)，這是在3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織中所提出的窄帶蜂窩通信技術(shù)，制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候建立SI進(jìn)行增加新技術(shù)，實(shí)踐研究中結(jié)合技術(shù)報(bào)告確定新技術(shù)[2]。該技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)比較來(lái)說(shuō)，兼容性更好，蜂窩可聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行建立技術(shù)的形式，使用中的覆蓋范圍也更大，對(duì)各種分辨率設(shè)備都能夠支持，保障了物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)低功耗優(yōu)勢(shì)的發(fā)展。在對(duì)窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用之下，能有效解決實(shí)際發(fā)展當(dāng)中的各種問(wèn)題，對(duì)于不同場(chǎng)景對(duì)該技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方陣，將技術(shù)使用特性加以明確化。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中，在技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上也比較顯著，主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展成果的支持下，移動(dòng)終端不斷的普及，發(fā)展的進(jìn)程有了進(jìn)一步的加快，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)從傳統(tǒng)人和人間交流轉(zhuǎn)變成人和物間交流，有的上升到物和物間的交流，在現(xiàn)代通信中當(dāng)中廣泛應(yīng)用，提升了信號(hào)遠(yuǎn)距離通信，以及將能耗也能鮮明的降低[3]。當(dāng)前對(duì)于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中，降低成本以及低能高和高效率的特征得到了鮮明的呈現(xiàn)，應(yīng)用的效果也要比其他物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的效果佳，技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)能力強(qiáng)以及傳播范圍也比較廣，是比較便捷的通信技術(shù)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中，在企業(yè)發(fā)展中以及作業(yè)的生產(chǎn)中都能得到廣泛應(yīng)用，如在茶樹(shù)的種植中對(duì)窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，就能發(fā)揮其積極作用，從整體上提升茶樹(shù)重視的質(zhì)量和效率。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中隨著市場(chǎng)需求的進(jìn)一步增大，技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化需求就會(huì)進(jìn)一步的增大，這就需要在發(fā)展中能夠注重生態(tài)的協(xié)同。運(yùn)營(yíng)商對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈接形式進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行開(kāi)發(fā)性平臺(tái)的運(yùn)用，為用戶(hù)提供服務(wù)[4]。生態(tài)協(xié)同的發(fā)展中能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型適配機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的目標(biāo)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)設(shè)備使用的互通以及協(xié)調(diào)性的作用能得到有效呈現(xiàn)，這樣就有助于深化行業(yè)應(yīng)用發(fā)展。

2 茶樹(shù)種植產(chǎn)業(yè)模式以及窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)下茶樹(shù)種植產(chǎn)業(yè)模式

茶樹(shù)的種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，其產(chǎn)業(yè)鏈的模式發(fā)展是在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部有相應(yīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)性，按照特定時(shí)空布局以及邏輯關(guān)系形成的鏈條式關(guān)聯(lián)關(guān)系形態(tài)。茶葉作為傳統(tǒng)農(nóng)作物，對(duì)茶樹(shù)的種植是重要的產(chǎn)業(yè)，也是帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作物，茶樹(shù)種植產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展是未來(lái)發(fā)展的模式，產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的灌溉以及加工和銷(xiāo)售等，都是比較關(guān)鍵的組成部分[5]。而其中的茶樹(shù)灌溉顯得尤為重要，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用下，對(duì)茶樹(shù)的種植發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用，茶樹(shù)的灌溉中加以應(yīng)用就能有助于提升灌溉的質(zhì)量和效率，從技術(shù)層面能有效提升。物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用是無(wú)線(xiàn)通道的運(yùn)用，所以有著不確定性，建立新安全管理系統(tǒng)，就能保障茶葉新信息交換交流。

從茶樹(shù)中種植中茶樹(shù)的灌溉農(nóng)業(yè)模式來(lái)看，主要有大中小型的灌溉方式，采用灌溉機(jī)的運(yùn)用提高了工作效率，降低了成本，但在自動(dòng)化水平上還相對(duì)比較低。窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下，就能發(fā)揮其低耗能以及低造價(jià)和高水力的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確測(cè)量茶園土壤缺水量，從而能夠達(dá)到按需分配水源的作用，對(duì)茶樹(shù)的灌溉效率就能得到有效提升，也能節(jié)約水資源。

2.2 茶樹(shù)灌溉中窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，要能夠和茶樹(shù)種植緊密的結(jié)合起來(lái)，要能夠符合茶樹(shù)灌溉發(fā)展的需要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大，在茶樹(shù)的種植管理當(dāng)中的應(yīng)用也能起到積極作用。物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用下不會(huì)受到空間以及時(shí)間的限制，能夠在茶樹(shù)管理工作當(dāng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)控制，有助于參與到茶樹(shù)生產(chǎn)中去。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)是通過(guò)底層網(wǎng)絡(luò)分布以及匯聚網(wǎng)關(guān)接入等部分構(gòu)成的，底層網(wǎng)絡(luò)有相應(yīng)選擇性，采用相應(yīng)方式分布物理空間當(dāng)中去，這樣在底層的網(wǎng)絡(luò)就能此阿勇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用對(duì)信息實(shí)施采集，然后傳入到智能匯聚網(wǎng)關(guān)，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)融合體系，最終傳入到終端用戶(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)，這樣就能有效實(shí)現(xiàn)信息的交流交換的目標(biāo)。

另外，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)于協(xié)議體系的建立也是比較重要的內(nèi)容，在實(shí)際的協(xié)議體系建構(gòu)當(dāng)中，有著比較明確規(guī)定，交換數(shù)據(jù)的格式和完成的準(zhǔn)確都有明確固定。物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及控制平臺(tái)等部分所組成的，不同的部分所起到的作用也是不同的。網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)是進(jìn)行對(duì)底層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息處理加強(qiáng)管理的，對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)自組織實(shí)現(xiàn)管理，提升網(wǎng)絡(luò)的管理質(zhì)量水平[6]。網(wǎng)絡(luò)的控制平臺(tái)主要是對(duì)信息處理管理以及安全和服務(wù)質(zhì)量管理的洗頭工內(nèi)容。茶樹(shù)的種植中對(duì)其進(jìn)行實(shí)施灌溉，這就需要建立每株茶樹(shù)生長(zhǎng)以及灌溉數(shù)據(jù)體系，對(duì)茶樹(shù)的信息進(jìn)行記錄，資源信息的共享下，能夠選擇適應(yīng)的灌溉模式。

2.2.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

其一，技術(shù)應(yīng)用。茶樹(shù)的種植過(guò)程中，茶樹(shù)的灌溉是比較重要的，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就能發(fā)揮其積極作用，從整體上提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的質(zhì)量水平，提升網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的價(jià)值。茶樹(shù)的種植中，對(duì)其實(shí)施科學(xué)的灌溉是保障茶樹(shù)正常生長(zhǎng)的重要基礎(chǔ)條件，茶樹(shù)對(duì)水資源的需求也比較大，并要注重對(duì)其科學(xué)的灌溉，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下，能夠?qū)r(nóng)業(yè)信息感知和識(shí)別作用充分發(fā)揮出來(lái)，這樣就能對(duì)茶樹(shù)的種植灌溉工作的落實(shí)質(zhì)量有效保障。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)用下通過(guò)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行采集信息，然后傳給應(yīng)用層，管理中心就能做好信息處理工作，管理人員借此就能對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)具體狀況有所了解，按照茶樹(shù)對(duì)水資源的需求量進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的灌溉。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下對(duì)土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用下，對(duì)土壤的缺水性就能有效檢測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)灌溉檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用中主要是對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)等技術(shù)的應(yīng)用來(lái)完成信息采集監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)是建立在傳感器基礎(chǔ)上，和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)智能化的融合，從而就能有效形成完整茶樹(shù)灌溉監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)區(qū)信息采集終端以及數(shù)據(jù)終端處理層和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)層等組成，在各系統(tǒng)的相互協(xié)作下，就能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)收集起來(lái)提供到終端用戶(hù)，在獲得數(shù)據(jù)后能分析土壤缺水狀況，針對(duì)性進(jìn)行灌溉。

其二，應(yīng)用效果。將窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶樹(shù)的灌溉當(dāng)中加以科學(xué)的應(yīng)用下，就能有助于從整體上提升灌溉的效率水平。系統(tǒng)的應(yīng)用后在灌溉的實(shí)效性上比較明顯，作為一體化的服務(wù)平臺(tái)，在建立向公眾開(kāi)放的平臺(tái)下，也能方便茶樹(shù)灌溉專(zhuān)業(yè)知識(shí)普及，物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)也能提供智能化的操作終端，對(duì)茶樹(shù)的灌溉施肥管理提供了很大的便利，所以在茶樹(shù)的灌溉監(jiān)測(cè)實(shí)用性效果上是比較明顯的。而從技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性角度分析來(lái)看，能通過(guò)窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探測(cè)茶園地形以及土壤結(jié)構(gòu)和含水量等，在無(wú)線(xiàn)裝置的應(yīng)用下將信息傳遞到系統(tǒng)服務(wù)器，結(jié)合茶樹(shù)對(duì)水資源的需求量進(jìn)行有效的應(yīng)對(duì)，這樣就能從整體上保障其灌溉的經(jīng)濟(jì)性。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，茶樹(shù)的種植過(guò)程中，在進(jìn)行灌溉的管理中，通過(guò)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，就能實(shí)現(xiàn)灌溉工作的高效化發(fā)展，從整體上提升灌溉工作的質(zhì)量。上文中對(duì)茶樹(shù)的灌溉中窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用從幾個(gè)層面進(jìn)行了探究，對(duì)窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用效果有了分析，希望能為實(shí)際的茶樹(shù)灌溉的操作起到促進(jìn)作用。