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物联网技术在茶场生态环境监测中的应用分析

2018-01-19戚凌钧

福建茶叶 2018年12期
关键词:茶场传感射频

戚凌钧

(浙江经济职业技术学院,浙江杭州 310000)

无论是在家中还是在生意场上,以茶作为对话的开始仿佛会拉近人们的距离,茶成为交易市场上的一个必需品。从种植茶到包装茶再到运输茶叶这一系列流程中,需要注意和谨慎的工艺程序却很复杂,一旦某一环节出现纰漏,最终生产出的茶叶绝不会得到市场的认可。传统的种植与栽培技术对茶的质量要求不高,并且产出率极低满足不了市场上的需求。随着科学技术的大力发展,将先进的技术工艺如物联网技术引入到生态农业生产领域(如茶的种植)中已经不是一件难事,这带来的最终结果便是:提高了茶叶的产出量,促进了国内经济市场的更快发展;以人为主要的劳动力时代已经过去;提升了茶叶的质量。

1 物联网的定义

迄今为止,Internet连接着全世界几乎所有人的电子设备,如手机和个人电脑。Internet被称为“互联网”,它将人作为相互沟通的主体,却没有将与人共处的物品与人连接起来。但是随着科学技术的不断更迭,科学家们想将世界上的所有物品与人联系起来,让物体通过自身或者和Internet连接在一起的物体进行信息交换,未来将不会是人与人之间的对话,也不会是人们去访问信息,将会使用以人为代表的机器来访问其他机器,这便是物联网的原始涵义。通俗的说,物联网即是以互联网为基础的将物体之间连接起来的网络。如今物联网被定义为:物联网指利用各种现存的或正在开发的信息传感设备如条码、二维码、红外感应器、激光扫描器等实现全球的物-物通信模式,采用各种传感设备接口与互联网相连接,从而实现自动识别、定位、监测的网络体系。

2 物联网的作用与应用

目前物联网的这一构想已经应用于某些领域中。在科学技术发展较快的西方国家当司机遇到路况复杂或操作有误等问题时,汽车会实现自动更新搜索最简单的路线或提出报警等提示;家中的空调会通过自动识别外界的温度和湿度对室内温度做出调节并会给出合理地穿衣方式;洗衣机会根据衣服的颜色实现自动分类漂洗等。由此可见,实现物联网时代已经不是一个想象,物联网充分地将新一代Internet技术合并应用在各行各业中。将感应器安装和配置在电网、铁路、桥梁等多种物体中,利用现有的计算机网络技术,实现人类社会与实际物体的整合,在这一巨大的整合系统中,运行能力超强的计算机群能对整个系统中的人类、物体和电子设备综合监测和追踪。物联网将以更加快速和动态的方式管理生产和人类活动,达到“智能”的生产模式,提高资源利用率和生产水平,改善人与自然的生产关系。物联网这一思想的提出,是为了打破人与地域之间的限制,实现人与人、物与物之间按需求产量进行的信息收集、获取、传递和存储等功能。就目前物联网在各个领域的使用状况看,物联网具有以下三大基本功能:全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知指利用传感技术或传感设备如红外传感器、二维码等随时随地的获取所需物品的信息,包括地理位置、周边环境、湿度、温度等;可靠传递指通过网络融合、终端融合、运营管理融合等多种融合模式,将用户所需的物体信息实时传达;智能处理指利用计算机本身具有的多种功能对海量数据和信息进行快速地处理和分类筛选。物联网并不是一个新型的网络,而是基于现有的网络技术,在此基础上添加一些新的网络服务,将人与物体作为一个整体连接起来。

3 物联网的关键技术

物联网的关键技术有:无线传感器、短距无线通信、云服务、云存储、云计算、二维条码和射频识别技术,其中核心的技术是射频识别技术简称RFID。RFID技术的工作原理大致为;利用射频信号通过电磁感应作用实现各种信息的传递,并对物体自动识别。在需要识别的物体上安装RFID电子设备,通过物品上的射频信号可远距离地具体分析物体内部的各种信息,该射频信号的可穿透能力强、可实现远距离地传输信号、零污染。传感器网络综合了传感器的所有功能,利用电子计算机的辅助技术实现传感器的实时监测和感知。由于传感器传递信息的距离有限,需要布置多个传感器节点,利用分阶段的传递方式才能将信息发送给用户。如今,传感技术和射频识别技术已经应用在茶场生态环境监测中,将生产出的微型电子元件配置在以公顷为计算单位的茶场中,通过Internet连接便可实时读取茶场内茶叶的生长状况和生长环境,方便技术人员及时地调整茶场的温度、湿度和水分补给。

4 茶文化的起源与发展

茶文化的历史很简单即人类发现、种植、利用茶叶的历史。茶文化的根源是中国,茶叶的发现也源于中国。1982年考古学家在贵州省发现距今约100万年的“新生代第三季茶籽化石”,这一实例便证明中国是茶树的原产地。在远古时代,人类的生活十分艰苦并且容易患病,当时的人们将茶作为药剂使用,通过研究发现:茶的医药效用是能治愈腹胀、宿食不消和解暑。因其香味特别,味道些微苦甜,逐渐被人们作为家常饮料饮用。最早提到茶的著作是在西汉时期一位著名诗词家撰写的《僮约》,其中有“烹茶尽具”“武阳买茶”一句,说明在当时茶已经作为商品在市场上进行交易了,并且种茶技术已经具有一定的规模化生产。茶随着历史的不断更替,到两晋时期,茶已经成为南方地区家中必备的饮品,客人拜访敬其一杯茶已成为一种习俗,茶的文化品性也日渐明晰丰富起来。随着茶叶生产、饮用方式的改变,人们对于茶的优劣品味产生选择性,茶的品种也随之变得多样化。在当时,已经有红茶、乌龙茶、绿茶等产自多种地方的茶叶。

5 物联网技术在茶场生态环境监测中的应用

物联网技术的核心是传感技术,其目的是感知物体的所处周边环境,将信息实时地传达给用户。物联网与互联网最大的差异便是物联网能通过各种感知方式来获取外界的各种信息,实现人与物体的有机结合,而互联网只能将人作为信息的传递主体,以联网电子设备作为辅助工具。传统的种茶基地只能将人作为信息传达的主体,所有的工艺程序都需要人一步一步地完善,在整个做茶过程中出现的任何差错都会导致最终的成品失败,茶的口味不符合大众的需求。另外,不同地区产出的茶叶制作过程也有很大差异,如红茶的制作过程为采摘、萎凋、揉捻、发醇和干燥,而黑茶的制作过程却没有萎凋这一操作工序,却有杀青这一操作工序。在物联网技术没有应用于茶的种植和制作等工艺之前,传统的制作手法是纯手工制作完成。待茶完成干燥前这一期间需要很多的时间,制茶进程十分缓慢。

科技的发展已经将技术成果应用到茶叶种植和制茶等工艺中,在茶场上通过安装可联网的传感电子设备便可将茶场内的茶叶环境温度、湿度、水分等相关参数传输到种茶技术人员,技术人员便可随时调节和监测茶场内的有关参数。在制茶的过程中,也可利用物联网将烘茶与干燥温度提前调控好,整个过程便不需要人工地干预,并且所有的工艺都可以大大地缩短时间保证茶的最终成品。在茶完成生产后,就可以用互联网将生产出的茶叶远销到世界各地,全世界的人都可以通过互联网购买到适合自己口味的茶叶,还可以在网络上随时查看茶叶的生产制作整个过程。但是物联网的使用也存在缺陷,整套设备所需的费用动辄几十万,且需要一定的操作空间,对于中小型茶场就不太实用了。

6 小结

物联网技术在茶场上的应用的确会给生产商和用户带来很大的优势,当前我国许多的大型茶叶种植基地纷纷采用物联网技术,用智能、高效的管理模式对茶场进行管理和监测。茶场已经实现了无人化地自动管理模式,缩短了产茶的周期。但是整套设备的购买和布置需要很多大量的资金储备,整个生产环节依然有些漏洞不能得到及时地弥补。

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