无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用.pdf

第4期机电技术机电技术无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用*雷栩艺（福建林业职业技术学院，福建 南平 353000）摘要将无线通信技术应用于农业生产当中，是对农业生产模式的改革创新，使农业生产摆脱传统管理模式，推动农业生产向着智慧化方向发展。基于此，文章以智慧农业灌溉为中心，对无线通信技术在其中的实践应用展开研究，以供参考。关键词无线通信技术；智慧农业；灌溉；应用中图分类号：S274；S126文献标识码：A文章编号：1672-4801（2023）04-023-04DOI：10.19508/ki.1672-4801.2023.04.008*福建省中青年教师教育科研项目（科技类）（JAT210781）作者简介：雷栩艺（1990），男，讲师，主要从事无线通信技术研究。现阶段，越来越多现代化技术出现在我国农业生产中且应用越来越广泛，推动着我国农业发展到达了一个新的高度1。在农业生产中现代化生产设备与技术发挥了重要价值作用，转变了传统的农业生产模式，提高了农业生产效率，农业灌溉作为农业生产的重要环节，也是农业生产中非常重要的一项工作2。将无线通信技术运用于农业灌溉当中，可以使农业生产向着智慧方向迈进，并且可以实现对水资源的充分利用，减少传统农业灌溉对水资源的浪费。所以，研究无线通信技术在智慧农业灌溉中的应用非常有必要。1无线通信技术与智慧农业灌溉概述人类生存发展离不开水资源，而水资源浪费会引发非常严重的问题，对社会运转和人类发展将带来非常严重的影响3。农业生产需要充足的水资源，离开水资源将无法推动农业生产，若对水资源未进行妥善运用，将会导致大量水资源被浪费，不利于农业可持续发展。为了应对这一问题，我国颁布了一系列水资源保护、提高利用率等一系列举措，并在近年来获得了不错的成效，然而农业生产用水所占比重依旧非常大。并且我国很多地区农业灌溉依旧还沿用着传统灌溉方式，传统灌溉主要借助重力来达到灌溉作用，这种方式不仅难以很好满足农作物生长对水资源的需求，水资源浪费情况也非常严重。不仅如此，大多数农户缺少专业的农业灌溉知识，只能够凭借自己的主观认知和经验来灌溉，不符合现代化农业发展所需。在此情形下，借助无线通信技术来构建智慧农业灌溉体系，可以填补传统农业灌溉的诸多不足。智慧农业可以说是智慧经济的延伸和重要构成，在推动国家经济发展中发挥着重要作用。现阶段，加强智慧农业有关技术的研究可以为经济发展、综合国力增强提供助力4。在发展智慧农业的背景下，无线通信技术的应用发挥着重要作用，其由多个智能系统构成，如：中央控制系统、监测系统、压力传感系统等等，在这些系统的作用下，可以对农作物生长区域的土壤含水量进行智能化计算，结合含水量实际情况、农作物生长对水资源的需求以及不同时期农作物生长需求来计算出灌溉需求。确保农作物生长过程始终有着充足的水分支持。不仅如此，在人工智能技术的辅助下，智慧农业灌溉系统还可以做到灌溉工作的智能化控制，即：土壤含水量在低于预定值时会自动进行灌溉，在达到含水量上限时则自动停止灌溉，如此可以实现农业灌溉的智慧化发展，其对于水资源的利用更加充分。2无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用无线通信技术是一种现代化技术，其可以实现对各种音频、文字、图片或视频资料进行数字转化并完成传输，使信息传播速度获得保证，避免了大量信息同时传播导致的数据丢失或损坏的问题，提升信息传播的安全性5。随着无线通信技术的进一步发展，其已经在各个行业中发挥了重要232023年8月机电技术机电技术作用。就我国农业灌溉工作而言，农业灌溉虽开始迈向现代化，但是依旧没有摆脱传统灌溉模式的影响，这与农业生产节水发展要求相背离。无线通信技术的应用可以更好地助力传统农业灌溉转型发展，为推动无线通信技术在农业灌溉中的有效应用，下文将围绕该技术在智慧农业灌溉中的实践应用展开研究。2.1无线通信技术的实践应用目的无线通信技术在智慧农业中的实践应用，可以充分发挥无线通信技术的优势，对智慧农业灌溉系统进行优化，提升农业灌溉中水资源的利用率。该技术的应用对于转变传统农业发展模式具有重要价值，使我国农业灌溉更加环保。无线通信技术的应用还可以便于农业种植者及时了解农作物生长情况，提升其智慧农业知识，帮助其掌握智慧农业有关技术，解决传统农业灌溉成本高的问题，为农业种植者带来更理想的经济效益，推动我国农业经济进一步提升。2.2无线通信技术实践应用中所存在的问题无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用需要充足的资金作为支持，当然也离不开掌握无线通信技术与农业生产有关知识的高素质人才，这为该技术的实践应用带来很大挑战。此外，参与农业种植的主要是农户，但是农户没有充足的资金运用于智慧农业灌溉系统建设，他们对于智慧农业系统、无线通信技术的了解和掌握都非常少，即使建设了智慧农业系统、引入无线通信技术，在该技术设备出现故障时也无法对系统进行及时维修，在后续使用过程中也不知道如何升级系统，在很大程度上限制了无线通信技术的实践应用价值和效果。要想确保无线通信技术在智慧农业灌溉中的有效应用，还需要针对上述问题展开探究，才可以将该技术价值效果充分发挥。2.3无线通信技术在智慧农业灌溉中的具体应用剖析传统农业生产模式可以发现，传统农业灌溉最突出的问题就是水资源浪费比较严重，这种不合理的水资源利用情况可以借助无线通信智慧灌溉系统来解决，推动农业生产可持续发展，解决传统农业生产弊端。做好无线通信技术的实践应用，对智慧农业灌溉系统结构进行优化，可以尽可能发挥智慧农业灌溉系统的效用，具体优化操作如下：首先，对智慧农业灌溉系统的操作界面进行优化。为了给操作用户带来更加便捷和流畅的操作体验，满足用户的操作需要，需要对智慧农业系统用户操作界面功能板块进行调整，可以结合农业灌溉需要来增加数据传输功能以及检测、控制等功能；其次，需要对系统无线通信功能进行测试，使系统处于稳定运行状态。在无线通信功能测试时，需要重点关注外部环境因素对无线通信功能所造成的影响，尽可能解决因为湿度、距离等因素对系统运行所造成的影响；最后，要优化智慧农业灌溉系统后台运算功能。可以根据用户的操作需求来调整系统后台运算模式，通过优化智慧农业灌溉系统监测功能，以减少农业灌溉环节对于人力的需要，减少人力成本支出。现阶段，无线通信技术中，LoRa技术在土壤湿度实时监测系统中有着很高的应用价值，其可以结合农业灌溉的实际需要，利用服务器、节点等对农业种植所在区域的土壤环境进行采集和监控，以便于对农作物生长环境做出智能化分析，在智慧农业灌溉系统的协助下为农业种植提供有效支持。在实际应用中，LoRa 技术和传统技术相比，其接收灵敏度更高，可以为系统与系统之间信号传输稳定性提供更有效的保障，还可以避免外部因素对网络所带来的干扰。2.4无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用目标智慧农业灌溉系统可对农作物生长所在区域土壤进行检测，目标是为了提升农业灌溉中的水资源利用率，这样有利于缓解我国水资源紧缺的问题，防止宝贵的水资源在灌溉中出现浪费。通过对灌溉系统决策体系进行完善，结合分析节点所收集到的数据资料来获得监测结果，最终通过控制系统来完成农田灌溉。在这种决策体系下，农田灌溉水平可以获得有效提升，还有利于增加农产量。无线通信技术在智慧农业的实践应用可以为土壤含水量检测提供数据支持，掌握了农业种植环境对无线信道传播所造成的影响还可以提升无线通信技术应用效果，促进智慧农业灌溉进一步发展。此外，借助多传感器数据融合技术可以实现对农作物生长情况的分析，对其生长环境进行优化，运用无线通信技术可以调试传感器，通24第4期过完善数据采集设备，使组网膜技术方案更加科学合理。3智慧农业灌溉视角下的无线通信技术在智慧农业灌溉发展过程中，相关工作人员为了更好实现农业种植中土壤监测以及对土壤灌溉决策体系的构建，需对无线通信技术的重要性有充分的认识，加强该技术与智慧农业灌溉的研究与探索。就目前的研究结果来看，智慧农业灌溉中最常见的无线通信技术主要有两种，且这两种技术都有着不错的应用价值，对推动智慧农业发展有着积极作用。3.1远程画面控制技术在智慧农业视角下，通过引入无线WiFi摄像头可以对农业生产进行远程监控，还可以拍摄高清的照片，以便农业管理者及时掌握农田情况。此外，无线通信技术可以实现对信息数据的及时传输，农业管理者可以通过远程画面来查看农田的实时情况，判断农作物是否得到及时灌溉，便于发现农作物灌溉系统是否存在运行故障等问题，为智慧农业生产提供保障。现如今，越来越多现代化科学技术在农业生产中获得广泛应用，而远程画面控制技术的应用也非常普遍。比如，在道路交通管理中，道路监控摄像系统就引进了远程画面控制技术，在该技术的协助下，可以技术捕捉违反交通规则的行为，并将这些行为拍摄并上传至交管部门系统当中。同理，无线通信技术在智慧农业灌溉中的应用不仅拓展了该技术的应用层面，使智慧农业发展水平获得提升，也为我国农业发展开辟了新道路。农业生产技术人员可以将远程画面控制技术作为基础，对其进行更深层次的开发，对智慧农业灌溉系统功能进行完善。现阶段，远程画面控制技术的应用领域不断扩大，其在我国水稻种植领域中发挥着重要作用。水稻种植对水资源的需求量很大，对灌溉工作也有着更高的要求。水稻种植人员在灌溉前需要查看水稻抽穗情况，灌溉工作开展需要严格遵循水稻生长规律，并且需要常到农田中查看水稻生长情况。远程画面控制技术的应用可便于水稻种植人员随时查看农田水稻的生长情况，还可用智能设备查看水稻抽穗情况，无需频繁进入农田查看。在远程画面控制技术的帮助下，种植人员还可以通过无线WiFi摄像头来查看水稻是否存在病虫害、稻田水分情况，以及时采取有效农业管理措施，为农业生产管理提供更多便利。远程画面控制技术在智慧农业灌溉中发挥着很大作用，这也是该技术获得广泛应用的重要原因。3.2远程遥控开关技术如今远程遥控开关技术发展水平不断提升，并且市场上也已经生产出较高水平的遥控智能开关。比如，Smart Plug WiFi开关操作便捷，可在智能手机上下载APP，通过操作APP即可完成远程遥控。将其运用于智慧农业灌溉当中，让农业种植者或是管理者在智能手机上下载APP，就可以随时随地操作智慧农业灌溉系统，农业灌溉系统控制不再受到时间和空间限制，智能手机就是灌溉系统操作开关。目前，我国很多地区农业生产都引入了远程遥控开关技术，为农业生产管理带来诸多便利。在过去，农田种植所在地与农业管理人员办公地点的距离较远，为了及时掌握农作物生长情况，判断农作物生长所在区域土壤含水量等情况，管理人员需要经常往返于农田与办公场所，如果种植面积比较大还将花费较长的时间，农业管理效率比较低，管理工作量也非常大。通过引入远程遥控开关技术就可很好地解决这些问题，管理人员可利用 Smart Plug WiFi开关来完成这些农业管理工作。该技术的应用只需连接无线网络即可，若无无线网络连接条件，亦可使用手机的4G或是5G网络数据，所产生的数据流量也非常少。4结束语无线通信技术有着诸多应用优势，可以实现对音频、图片以及视频资料的高效传输。在智慧农业灌溉背景下，无线通信技术的应用可以达到减少水资源浪费、提高水资源利用率、提升农业灌溉工作的科学性等目的。就目前来看，我国无线通信技术在快速发展，并且在各个领域都获得广泛应用，但是在智慧农业灌溉中的实践应用尚不成熟，还需相关技术人员不断探索，对智慧农业灌溉系统进行优化完善，才可更好地推动我国农业生产完成现代化转变。（下转第44页）雷栩艺：无线通信技术在智慧农业灌溉中的实践应用252023年8月机电技术机电技术参考文献：1 国家统计局.中国统计年鉴M.北京：中国统计出版社，2022.2 吴伟斌，赵奔，朱余清，等.丘陵山地果园运输机的研究进展J.华中农业大学学报，2013，32（4）：135-142.3 翁祖强，吴尚璟.丘陵山地果园轨道搬运机研发方向探讨J.机电技术，2022（5）：48-49，76.4 秦福，樊桂菊，张昊，等.果园输运装备发展现状与趋势J.中国农机化学报，2019，40（2）：113-118.5 王锋，杨玲，谢守勇，等.一种三角履带式果园动力底盘的设计与研究J.农机化研究，2019，41（5）：91-96.6 陈猛.单履带运输车的设计与分析D.武汉：华中农业大学，2018.7 陈猛，张衍林，李善军，等.山地果园手扶式单履带运输车设计与试验J.华中农业大学学报，2019，38（1）：125-132.8 徐圣伦.单履带间伐材运输车的设计与研究D.哈尔滨：东北林业大学，2021.9 卓斐（东营）农业科技研究院有限公司.一种电动履带底盘：202223571515.6P.2023-05-16.10 郑鹏淋.山地果园蓄电池驱动微型履带运输机的研制与试验D.广州：华南农业大学，2017.11 刘佛良，张震邦，杨晓彬，等.山地果园双履带微型运输车的设计、仿真与试验J.华中农业大学学报，2018，37（4）：15-23.12 李冲冲.丘陵果园多功能履带运输车的设计与试验D.南京：南京农业大学，2018.13 孙振杰.履带式多功能果园作业平台的设计与研究D.保定：河北农业大学，2012.14 许鹏，何林，钟朝鸷，等.果园升降式高空作业平台设计研究J.现代农业装备，2019，40（2）：26-30.提高履带行走的灵活性，可采用电机驱动、自动控制等技术，设计一种能够在全地形行走的履带底盘，以满足丘陵山地各种使用条件的要求。3.3无人运输机基于北斗、远程监控、智能控制等技术在农业机械的推广应用，推进履带式运输机智能化发展，无人运输机将是研究热点。无人运输机在电动履带底盘的基础上，融合北斗定位、图像识别、深度学习、物联网、传感器等技术，可实现沿着预先设定的作业路线自动跟踪行走，提高机械运输效率。4结论本文通过对国内丘陵山地履带式运输机的发展及研究现状进行分析，了解当前我国丘陵山地运输机械方面的研究进展以及推广应用的情况。在此基础上，提出了履带式运输机的防侧翻保护装置设计、底盘优化设计及智能化发展的未来研究方向，以期为我国丘陵山地运输机械的研究提供参考。参考文献：1 付少华，兰壬庚，李伟，等.智慧农业灌溉系统的设计与实现J.节水灌溉，2022（2）：71-74.2 张莹，许彪.无线通信技术对精准农业发展的影响与应用分析J.农机使用与维修，2021（10）：141-142.3 吕庆军，钟闻宇，由浩良.物联网技术在智慧农业节水灌溉中的应用J.时代农机，2019，46（11）：20-21，23.4 邓彧俊.无线通信技术在现代农业生产中的应用研究J.农家参谋，2019（10）：14.5 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