窄带物联网技术在茶树灌溉中的应用

2019-01-07徐晓雨牡丹江师范学院物理与电子工程学院黑龙江牡丹江157000

福建茶叶 2019年3期

徐晓雨（牡丹江师范学院，物理与电子工程学院，黑龙江牡丹江 157000）

我国的物联网技术的发展比较迅速，物联网技术的发展成为促进国家战略布局优化的重要支持技术。尤其是处在当前的信息化发展时代背景下，物联网技术的创新以及应用，成为促进经济发展的重要技术力量。而窄带物联网技术就是其技术的重要类型，在和茶树灌溉进行结合下就有着其需求。

1 窄带物联网技术的特征以及应用发展现状

1.1 窄带物联网技术的特征体现

当前的物联网技术迅速发展过程中，对窄带物联网技术的应用需求也在进一步加大，窄带物联网技术（Narrow Band-Internet of Things）是物联网类型中的一种技术类型，窄带物联网技术在现有蜂窝网络技术的基础上，能够采用升级网络提升技术的应用质量水平，从而满足市场发展的需要，是GUL网络第四种模式[1]。该技术应用有着鲜明的优势体现，覆盖面广是其比较重要的技术特征优势，能够有效提供改进室内覆盖，通频段下，窄带物联网技术要远比现有网络增益20dB，也就是能够有效提升百倍的区域覆盖能力。

再者，窄带物联网技术的技术应用特点体现在低功耗上，终端的模块待机时长达到十年，从而就能看到其低功耗的优势，而模块的成本低也是其重要的特征，预期的单个连接模块不会超过五美元。窄带物联网技术的应用特征在支撑连接能力上有着鲜明的呈现，一个扇区n能够支持十万个连接，也支持低延时的敏感度以及超低设备成本和低设备功耗等，这些优势特征，就使得窄带物联网技术的应用愈来愈广泛。

1.2 窄带物联网技术应用发展现状

窄带物联网技术的应用发展比较迅速，市场的需求量也比较大，作为物联网通信技术重要组成，其创新性以及现代化受到业界的高度关注，已经成为物联网通信领域发展的重要课题内容。窄带物联网技术的应用下，能够实现短距离通信传输以及广域网通信传输的目标，这是在3GPP标准组织中所提出的窄带蜂窝通信技术，制定标准的时候建立SI进行增加新技术，实践研究中结合技术报告确定新技术[2]。该技术和物联网通信技术比较来说，兼容性更好，蜂窝可联网无线技术基础上进行建立技术的形式，使用中的覆盖范围也更大，对各种分辨率设备都能够支持，保障了物联网通信技术低功耗优势的发展。在对窄带物联网技术的科学应用之下，能有效解决实际发展当中的各种问题，对于不同场景对该技术应用实现方阵，将技术使用特性加以明确化。

窄带物联网技术的应用中，在技术产业链的发展上也比较显著，主要体现在物联网通信技术的迅速发展成果的支持下，移动终端不断的普及，发展的进程有了进一步的加快，物联网通信技术从传统人和人间交流转变成人和物间交流，有的上升到物和物间的交流，在现代通信中当中广泛应用，提升了信号远距离通信，以及将能耗也能鲜明的降低[3]。当前对于窄带物联网技术的应用中，降低成本以及低能高和高效率的特征得到了鲜明的呈现，应用的效果也要比其他物联网通信技术的效果佳，技术应用的适应能力强以及传播范围也比较广，是比较便捷的通信技术。窄带物联网技术的应用中，在企业发展中以及作业的生产中都能得到广泛应用，如在茶树的种植中对窄带物联网技术的应用，就能发挥其积极作用，从整体上提升茶树重视的质量和效率。

窄带物联网技术的应用发展中随着市场需求的进一步增大，技术的升级优化需求就会进一步的增大，这就需要在发展中能够注重生态的协同。运营商对传统商业模式和产业链接形式进行优化，进行开发性平台的运用，为用户提供服务[4]。生态协同的发展中能实现数据模型适配机制标准建设的目标，对运营商平台设备使用的互通以及协调性的作用能得到有效呈现，这样就有助于深化行业应用发展。

2 茶树种植产业模式以及窄带物联网技术的应用

2.1 窄带物联网下茶树种植产业模式

茶树的种植产业发展过程中，其产业链的模式发展是在产业内部有相应技术经济关联性，按照特定时空布局以及逻辑关系形成的链条式关联关系形态。茶叶作为传统农作物，对茶树的种植是重要的产业，也是带动经济发展的重要作物，茶树种植产业链的发展是未来发展的模式，产业链当中的灌溉以及加工和销售等，都是比较关键的组成部分[5]。而其中的茶树灌溉显得尤为重要，在物联网的应用下，对茶树的种植发展起到了积极促进作用，茶树的灌溉中加以应用就能有助于提升灌溉的质量和效率，从技术层面能有效提升。物联网的运用是无线通道的运用，所以有着不确定性，建立新安全管理系统，就能保障茶叶新信息交换交流。

从茶树中种植中茶树的灌溉农业模式来看，主要有大中小型的灌溉方式，采用灌溉机的运用提高了工作效率，降低了成本，但在自动化水平上还相对比较低。窄带物联网技术的应用下，就能发挥其低耗能以及低造价和高水力的应用优势，准确测量茶园土壤缺水量，从而能够达到按需分配水源的作用，对茶树的灌溉效率就能得到有效提升，也能节约水资源。

2.2 茶树灌溉中窄带物联网技术的应用

2.2.1 物联网平台构建

物联网的建设过程中，要能够和茶树种植紧密的结合起来，要能够符合茶树灌溉发展的需要。物联网技术的应用范围不断的扩大，在茶树的种植管理当中的应用也能起到积极作用。物联网的运用下不会受到空间以及时间的限制，能够在茶树管理工作当中实现远程的监测控制，有助于参与到茶树生产中去。物联网系统架构是通过底层网络分布以及汇聚网关接入等部分构成的，底层网络有相应选择性，采用相应方式分布物理空间当中去，这样在底层的网络就能此阿勇网络技术应用对信息实施采集，然后传入到智能汇聚网关，进入网络融合体系，最终传入到终端用户的应用系统，这样就能有效实现信息的交流交换的目标。

另外，物联网平台的构建过程中，对于协议体系的建立也是比较重要的内容，在实际的协议体系建构当中，有着比较明确规定，交换数据的格式和完成的准确都有明确固定。物联网协议是通过网络通信协议以及控制平台等部分所组成的，不同的部分所起到的作用也是不同的。网络控制平台是进行对底层异构网络信息处理加强管理的，对整体网络自组织实现管理，提升网络的管理质量水平[6]。网络的控制平台主要是对信息处理管理以及安全和服务质量管理的洗头工内容。茶树的种植中对其进行实施灌溉，这就需要建立每株茶树生长以及灌溉数据体系，对茶树的信息进行记录，资源信息的共享下，能够选择适应的灌溉模式。

2.2.2 窄带物联网技术的应用

其一，技术应用。茶树的种植过程中，茶树的灌溉是比较重要的，运用物联网技术就能发挥其积极作用，从整体上提升物联网应用的质量水平，提升网络应用的价值。茶树的种植中，对其实施科学的灌溉是保障茶树正常生长的重要基础条件，茶树对水资源的需求也比较大，并要注重对其科学的灌溉，物联网技术的应用下，能够对农业信息感知和识别作用充分发挥出来，这样就能对茶树的种植灌溉工作的落实质量有效保障。物联网系统的运用下通过传感器系统进行采集信息，然后传给应用层，管理中心就能做好信息处理工作，管理人员借此就能对茶树生长具体状况有所了解，按照茶树对水资源的需求量进行设置，实现精准的灌溉。物联网技术的应用下对土壤监测系统应用下，对土壤的缺水性就能有效检测，物联网灌溉检测系统的应用中主要是对传感器节点等技术的应用来完成信息采集监测，系统是建立在传感器基础上，和无线通信技术以及数据智能化的融合，从而就能有效形成完整茶树灌溉监测的系统。系统通过监测区信息采集终端以及数据终端处理层和监测数据传输网络层等组成，在各系统的相互协作下，就能够将信息数据收集起来提供到终端用户，在获得数据后能分析土壤缺水状况，针对性进行灌溉。

其二，应用效果。将窄带物联网技术在茶树的灌溉当中加以科学的应用下，就能有助于从整体上提升灌溉的效率水平。系统的应用后在灌溉的实效性上比较明显，作为一体化的服务平台，在建立向公众开放的平台下，也能方便茶树灌溉专业知识普及，物联网灌溉技术也能提供智能化的操作终端，对茶树的灌溉施肥管理提供了很大的便利，所以在茶树的灌溉监测实用性效果上是比较明显的。而从技术应用的经济性角度分析来看，能通过窄带物联网技术的应用进行探测茶园地形以及土壤结构和含水量等，在无线装置的应用下将信息传递到系统服务器，结合茶树对水资源的需求量进行有效的应对，这样就能从整体上保障其灌溉的经济性。