NB—IOT的關(guān)鍵技術(shù)及在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

王純龍 李賀強(qiáng)

摘要：本文通過(guò)對(duì)NB-IOT技術(shù)的分析，闡述了NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，了解到NB-IOT技術(shù)通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)殖等多個(gè)方面，從而讓農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)形成智能化的發(fā)展模式，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的科學(xué)化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】NB-IOT技術(shù) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用方式

1 NB-IOT的技術(shù)介紹

1.1 NB-IOT的技術(shù)特點(diǎn)

NB-IOT技術(shù)的發(fā)展并不是一蹴而就形成的，NB-IOT在發(fā)展過(guò)程中借鑒了許多技術(shù)內(nèi)容，從而促進(jìn)了自身的發(fā)展與壯大，其中LTE技術(shù)是NB-IOT的發(fā)展基礎(chǔ)。NB-IOT技術(shù)以LTE技術(shù)為基礎(chǔ)，并在發(fā)展過(guò)程中依據(jù)自身情況做出了相應(yīng)調(diào)整，形成了獨(dú)具NB-IOT技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，NB-IOT技術(shù)中的物理層射頻帶較寬，其寬度為200赫茲。NB-IOT技術(shù)的下行采用正交相移鍵控調(diào)節(jié)器，并同時(shí)采用正交頻分多址技術(shù)，讓子載波間隔為15赫茲。NB-IOT技術(shù)的上行應(yīng)用二進(jìn)制相移鍵控或正交相移鍵控調(diào)制解調(diào)器，并在這一過(guò)程中采用單載波頻分多址技術(shù)。單載波頻分多址技術(shù)包含單子載波與多子載波兩類，其中單子載波技術(shù)中兩個(gè)子載波之間的間隔分別為3.75赫茲和15赫茲兩類，在超低速率與超低功耗的IOT終端中都可以應(yīng)用單子載波技術(shù)。多子載波技術(shù)中兩個(gè)子載波之間的間隔為15赫茲。并且多子載波技術(shù)可以滿足更高速率的需求。NB-IOT技術(shù)的物理層以上即高層協(xié)議是依據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定的，并對(duì)其低能耗、多連接、少數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行了部分調(diào)整。Sl接口是NB-IOT技術(shù)核心網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)連接口。

1.2 NB-IOT的頻譜資源

NB-IOT技術(shù)的應(yīng)用不僅促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)在通信技術(shù)上也得到了廣泛應(yīng)用。NB-IOT技術(shù)在通信技術(shù)中的應(yīng)用促進(jìn)了通信服務(wù)行業(yè)核心增量用戶群的增多。這也讓電信、移動(dòng)、聯(lián)通、廣電在通信設(shè)施建設(shè)中都應(yīng)用到了NB-IOT技術(shù)的頻譜資源，其中聯(lián)通更是率先把NB-IOT技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)網(wǎng)絡(luò)之中。

1.3 NB-IOT的部署

依據(jù)立項(xiàng)RP-151621規(guī)定了NB-IOT技術(shù)的部署方式，NB-IOT技術(shù)的部署方式分為三類場(chǎng)景。第一類是獨(dú)立部署場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)獨(dú)立頻帶應(yīng)用，讓其與LTE中是頻帶不能重合。第二類是保護(hù)帶部署場(chǎng)景，即通過(guò)LTE，利用其中的邊緣頻帶。第三類是帶內(nèi)部署場(chǎng)景，通過(guò)LTE，利用LTE中所有的頻帶進(jìn)行相應(yīng)的部署。

1.4 NB-IOT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)組成

運(yùn)用NB-IOT技術(shù)離不開對(duì)NB-IOT技術(shù)組網(wǎng)的了解，NB-IOT技術(shù)組網(wǎng)主要由5個(gè)部分構(gòu)成。這五個(gè)部分分別是NB-IOT基站、垂直行業(yè)中心、NB-IOT終端、NB-IOT核心網(wǎng)、NB-IOT云平臺(tái)，NB-IOT技術(shù)通過(guò)這五部分的相互配合，才形成了NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)。

2 NB-IOT技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的影響

NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供了技術(shù)支持并促進(jìn)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。NB-IOT完善了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式，NB-IOT技術(shù)通過(guò)信息傳導(dǎo)設(shè)備對(duì)農(nóng)作物或農(nóng)田進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況，從而調(diào)整種植技術(shù)及種植方式。NB-IOT技術(shù)優(yōu)化了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成，提升了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)更加符合農(nóng)村當(dāng)前的發(fā)展前景。NB-IOT技術(shù)促成了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能化的形成，NB-IOT網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的信息進(jìn)行收集，并通過(guò)應(yīng)用層進(jìn)行整理與分析，從而促使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)做出智能化的處理?？傊?，NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

3 NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 在農(nóng)業(yè)種植方面的應(yīng)用

在農(nóng)作物種植過(guò)程中通過(guò)利用NB-IOT技術(shù)完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的農(nóng)作物觀察系統(tǒng)，通過(guò)建立NB-IOT設(shè)備感應(yīng)器，如紅外線感應(yīng)裝置、射頻識(shí)別裝置等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況、病蟲害狀況等，再根據(jù)農(nóng)作物的具體情況調(diào)整種植方式。同時(shí)這種農(nóng)作物觀察系統(tǒng)還可以應(yīng)用到培育新品農(nóng)作物方面，實(shí)時(shí)的監(jiān)控可以減輕研究人員的負(fù)擔(dān)，而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)則更具有準(zhǔn)確性，同時(shí)研究人員可以依據(jù)不同的研究方向，調(diào)整數(shù)據(jù)的收集方向，為研究項(xiàng)目提供了數(shù)據(jù)支持。NB-IOT技術(shù)不單單可以用于建立農(nóng)作物觀察系統(tǒng)，還可以通過(guò)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建立監(jiān)測(cè)土壤系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤濕度與溫度的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而調(diào)整對(duì)農(nóng)作物的灌溉，比如在果樹種植方面可以通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤溫度與濕度的變化，調(diào)整滴灌的速度與頻率，促使果樹更好的生長(zhǎng)。

3.2 在農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用

隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也被逐漸應(yīng)用畜禽養(yǎng)殖方面。NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中構(gòu)建出智能化畜禽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畜禽狀況?，F(xiàn)代養(yǎng)殖場(chǎng)在養(yǎng)殖過(guò)程中都習(xí)慣為畜禽帶上養(yǎng)殖標(biāo)簽，NB-IOT技術(shù)通過(guò)在這些標(biāo)簽中植入傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽的科學(xué)化管理。而畜禽的科學(xué)管理系統(tǒng)通過(guò)傳感器對(duì)其信息進(jìn)行收集整理，讓養(yǎng)殖者了解畜禽的生長(zhǎng)情況，從而依據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整喂養(yǎng)方式，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的畜禽養(yǎng)殖。NB-IOT技術(shù)還可以減少在養(yǎng)殖過(guò)程中投入的人力資源，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖過(guò)程的自動(dòng)化管理、自動(dòng)化衛(wèi)生，節(jié)約了養(yǎng)殖成本。并且畜禽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)畜禽的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)畜禽的疾病狀況，避免疾病的傳播，降低了養(yǎng)殖過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 在農(nóng)產(chǎn)品流通方面的應(yīng)用

隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，農(nóng)產(chǎn)品的售賣方式也發(fā)生了相應(yīng)轉(zhuǎn)變。而NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，更是完善了農(nóng)產(chǎn)品的流通流程，NB-IOT技術(shù)通過(guò)在農(nóng)產(chǎn)品上設(shè)置二維碼，在二維碼之中融入該農(nóng)產(chǎn)品的全部信息，讓購(gòu)買者在購(gòu)買過(guò)程中掃描二維碼，了解農(nóng)產(chǎn)品的全部信息，如生產(chǎn)場(chǎng)地、運(yùn)輸信息等，讓購(gòu)買者更加放心。同時(shí)在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)用NB-IOT技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸情況的實(shí)時(shí)掌握，可以讓經(jīng)營(yíng)者依據(jù)運(yùn)輸情況及時(shí)調(diào)整運(yùn)輸流程。而NB-IOT技術(shù)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的售賣情況，同時(shí)通過(guò)對(duì)售賣情況的信息整合，為種植者提供科學(xué)的種植方案。

綜上所述，NB-IOT技術(shù)通過(guò)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中建立農(nóng)作物觀察系統(tǒng)、畜禽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，讓經(jīng)營(yíng)者形成科學(xué)化種植模式與養(yǎng)殖模式，降低了生產(chǎn)者的經(jīng)營(yíng)成本。同時(shí)NB-IOT技術(shù)完善了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行模式，讓農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)更加系統(tǒng)化與智能化，從而推進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)化發(fā)展。

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