1、射頻通信技術(shù)

　　1）射頻通信技術(shù)的概述

　　射頻識(shí)別（radio frequency identification，RFID）技術(shù)，是一種近距離無線通信技術(shù)，可以通過無線信號(hào)識(shí)別特定信息，并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　在射頻通信系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽與讀寫器進(jìn)行無線通信。其中，保存有商品信息的電子標(biāo)簽附著在物品上；讀寫器對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并讀取數(shù)據(jù)。電子標(biāo)簽并不需要處在讀寫器的視線之內(nèi)，只要處于幾十米范圍之內(nèi)，讀寫器均可以通過電磁場(chǎng)或無線電波與電子標(biāo)簽建立通信，從而自動(dòng)辨識(shí)并追蹤商品。當(dāng)讀寫器讀取了商品信息后，也可以將信息傳送到互聯(lián)網(wǎng)，以便消費(fèi)者查詢商品信息。

　　2）RFID系統(tǒng)的構(gòu)成

　　RFID系統(tǒng)基本都是由電子標(biāo)簽、讀寫器和系統(tǒng)高層三部分組成。

　　電子標(biāo)簽（tag射頻卡）由耦合元件及芯片組成，含有內(nèi)置天線，可用于和射頻天線進(jìn)行通信。每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，存儲(chǔ)著物品的信息，附著在物體上以便標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。

　　FID系統(tǒng)工作時(shí)，首先由讀寫器（Reader閱讀器）發(fā)射一個(gè)特定的無線電波信號(hào)，當(dāng)電子標(biāo)簽接收到這個(gè)信號(hào)后，就會(huì)給出含有電子標(biāo)簽攜帶數(shù)據(jù)信息的反饋信號(hào)，讀寫器接收并處理到這個(gè)反饋信號(hào)，然后將處理后的反饋信號(hào)傳輸處理器進(jìn)行相應(yīng)操作。

　　復(fù)雜的RFID系統(tǒng)需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，其一般有多個(gè)讀寫器，并且每個(gè)讀寫器要同時(shí)對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，這就需要系統(tǒng)高層處理問題。系統(tǒng)高層的數(shù)據(jù)交換與管理由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成。

　　3）RFID在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈溫度控制中的應(yīng)用

　　RFID在農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸中的應(yīng)用獲得了企業(yè)的認(rèn)同，特別是在農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈運(yùn)輸中的應(yīng)用效果更為突出。農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈運(yùn)輸過程必須嚴(yán)格要求時(shí)間與溫度的雙重保障，RFID技術(shù)可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確地采集，可以對(duì)整個(gè)運(yùn)輸過程進(jìn)行溫度監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化，這無疑提高農(nóng)產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸?shù)男逝c效果，下面就針對(duì)RFD在溫度控制中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

　　首先需要提前將溫度傳感器置入冷鏈農(nóng)產(chǎn)品的包裝內(nèi)，然后設(shè)定傳感進(jìn)行定時(shí)溫度檢測(cè)，并保存溫度信息，并將測(cè)量到的溫度數(shù)據(jù)寫入到RFID標(biāo)簽中。在運(yùn)輸過程中系統(tǒng)就可以利用在運(yùn)輸車輛上設(shè)置的讀寫器采集電子標(biāo)簽中農(nóng)產(chǎn)品的信息，然后利用計(jì)算機(jī)完成對(duì)溫度數(shù)據(jù)的獲取，并交給后端冷鏈信息系統(tǒng)進(jìn)行匯總與處理。冷鏈管理系統(tǒng)就可以根據(jù)當(dāng)時(shí)農(nóng)產(chǎn)品所處的環(huán)境與溫度情況發(fā)出相應(yīng)的指令，指導(dǎo)運(yùn)輸管理人員控制農(nóng)產(chǎn)品的環(huán)境溫度，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)臏囟缺O(jiān)控。利用這樣的思路與控溫流程，冷鏈農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸環(huán)境就得到充分的保障，從而保證了農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度和質(zhì)量。

　　2、調(diào)頻通信技術(shù)

　　1）調(diào)頻通信概述

　　迄今，調(diào)頻已經(jīng)在無線電廣播（利用超短波）、電視和無線電通信中（發(fā)送語(yǔ)言、電報(bào)符號(hào)和靜止圖像）得到了廣泛的應(yīng)用。類似于人類語(yǔ)言、音樂、電報(bào)符號(hào)和電視脈沖的電信號(hào)的傳播必須利用頻率要比相應(yīng)的語(yǔ)言或音樂的電信號(hào)的頻率高很多的電磁波。因此，高頻振蕩必須在適當(dāng)?shù)碾娐分邪凑照Z(yǔ)言或音樂的電信號(hào)進(jìn)行某種改變（如改變其頻率）。把高頻振蕩和被發(fā)射的電磁波按照低頻信號(hào)改變的過程，稱為調(diào)制。信號(hào)的調(diào)制有三種方式，分別是調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相，其中調(diào)頻技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

　　現(xiàn)代科技的發(fā)展，給通信領(lǐng)域帶來了巨大的變革，但是也使得通信頻段的使用分配更趨緊張，其中中、短波段通信問題更為顯著。為了消除鄰近電臺(tái)的相互干擾和頻率重疊現(xiàn)象，廣播系統(tǒng)中必須限制每個(gè)電臺(tái)占有的頻帶寬度。中、短波廣播電臺(tái)的頻寬規(guī)定為9 kHz，這就意味著傳輸信號(hào)的最高頻率必須小于4.5 kHz。然而這遠(yuǎn)不能滿足目前高質(zhì)量廣播信號(hào)的要求。調(diào)頻通信技術(shù)改善了調(diào)幅通信系統(tǒng)的性能。調(diào)頻接收機(jī)中的限幅電路，可以消去疊加在調(diào)頻信號(hào)上的幅度干擾信號(hào)，提高信噪比；調(diào)頻信號(hào)的載波疊在超高頻段，有利于提高調(diào)制信號(hào)的帶寬。

　　2）調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生

　　調(diào)頻的方法可分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻。直接調(diào)頻即調(diào)制信號(hào)通過調(diào)頻器直接控制壓控振蕩器的瞬時(shí)頻率，就可以使振蕩器的瞬時(shí)頻率按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化，相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單。間接調(diào)頻的載波頻率比較穩(wěn)定，但電路較復(fù)雜，頻移小，且寄生調(diào)幅較大，通常需多次倍頻使頻移增加。

　　3）調(diào)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　調(diào)頻波的振幅是不帶任何信息的，對(duì)于干擾引起的影響，只要把它加以限幅處理，便可消除。當(dāng)然，干擾也可能造成載波頻率的偏移，但這種頻移程度有限，只要加大調(diào)頻信號(hào)的頻移，即可保證通信質(zhì)量。總體來說調(diào)頻技術(shù)抗干擾能力較強(qiáng)。

　　4）用鎖相環(huán)調(diào)頻器來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的原理

　　鎖相環(huán)是一個(gè)能夠跟蹤輸入信號(hào)相位的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著通信、雷達(dá)和測(cè)量?jī)x表等技術(shù)的發(fā)展，鎖相環(huán)在無線電技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，充當(dāng)起高穩(wěn)定度頻率源的角色。

　　輸入的調(diào)制信號(hào)直接作用于壓控振蕩器，使壓控振蕩器的輸出頻率直接受輸入信號(hào)幅度的控制。一般鎖相環(huán)中環(huán)路濾波器的輸出和輸入的調(diào)制信號(hào)都可以作用在壓控變?nèi)荻O管上，以便兼顧鎖相環(huán)和調(diào)制器兩者的要求。當(dāng)然，為了避免鎖相環(huán)失鎖，對(duì)直接作用在壓控振蕩器上的調(diào)制信號(hào)的幅度和頻率都有一定的要求。

　　當(dāng)它在調(diào)頻狀態(tài)下工作時(shí)，鎖相環(huán)的鑒相輸出保持不變，因此鎖相環(huán)還是處于鎖定狀態(tài)，而且由于調(diào)制信號(hào)的幅度較低，不足以破壞鎖相環(huán)的鎖定狀態(tài)，所以鎖相環(huán)的穩(wěn)頻作用依然存在。但是由于鑒相器和環(huán)路濾波器有一定的滯后特性，環(huán)路濾波器的輸出控制電壓跟不上調(diào)制信號(hào)的變化，使得壓控振蕩器的輸出頻率在一定范圍內(nèi)受調(diào)制信號(hào)的直接控制，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻。

　　5）車載調(diào)頻廣播電臺(tái)的應(yīng)用

　　車載調(diào)頻廣播電臺(tái)就是將調(diào)頻廣播電臺(tái)安裝在車輛上以便移動(dòng)的車載直播設(shè)備，它主要由調(diào)頻發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、播放器、逆變器和話筒等設(shè)備組成。

　　由于車載調(diào)頻廣播具有移動(dòng)性，其可以承擔(dān)地方或各級(jí)政府之間的交流活動(dòng)；另外其還可用于自然災(zāi)害、突發(fā)事件、交通事故、森林防火等應(yīng)急指揮與救援，以及自駕游車隊(duì)指揮與聯(lián)絡(luò)、旅游車隊(duì)導(dǎo)游解說、現(xiàn)場(chǎng)直播等場(chǎng)合。

　　3、GPRS通信技術(shù)

　　1）GPRS基本概念

　　通用無線分組業(yè)務(wù)（gencral packet radio service，GPRS）是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)。GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，即這項(xiàng)技術(shù)介于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通信技術(shù)之間，它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS通信一般覆蓋范圍大、傳輸速率快、需要的登錄接入等待時(shí)間較短、能夠提供實(shí)時(shí)在線功能及僅按數(shù)據(jù)流量收費(fèi)，并且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分組發(fā)送和接收。

　　2）GPRS通信系統(tǒng)的組成

　　基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線通信系統(tǒng)通常包括4個(gè)部分：GPRS網(wǎng)絡(luò)（提供數(shù)據(jù)傳輸通道）、GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元（DTU）、多個(gè)用戶數(shù)據(jù)終端（提供RS232/RS485/TTL接口電路）和數(shù)據(jù)中心（通過網(wǎng)絡(luò)接收并處理DTU發(fā)送來的數(shù)據(jù)）。

　　GPRS數(shù)據(jù)終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)采集終端與數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的透明傳輸。數(shù)據(jù)終端與GPRSDTU之間的接口方式一般為RS232、RS485或TTL，用戶數(shù)據(jù)中心是Internet中心站主要的設(shè)備，對(duì)DTU傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理，同時(shí)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　3）GPRS通信系統(tǒng)的應(yīng)用

　　GPRS通信系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已有成功應(yīng)用。主要列舉基于GPRS通信的農(nóng)田節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)。其自動(dòng)控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控主站（中央集控室）及現(xiàn)地子站（帶智能終端的電磁閥）共同組成。中央集控系統(tǒng)按照無人值守方式進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)配置，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸，并結(jié)合分布在田間灌溉管網(wǎng)上帶智能終端的電磁閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉管網(wǎng)的自動(dòng)開閉和開閉角度控制。基站與基站間的最大距離按照不超過1000 m進(jìn)行優(yōu)化布設(shè)，以便提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確可靠性。中央集控中心上位機(jī)系統(tǒng)中的高級(jí)應(yīng)用軟件根據(jù)系統(tǒng)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)（土壤水分、土壤溫度、空氣濕/溫度等）自動(dòng)運(yùn)算分析，用以進(jìn)行農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的調(diào)控決策，經(jīng)集成網(wǎng)絡(luò)通信模塊，經(jīng)過濾、編碼、調(diào)制、放大等處理后，由基站發(fā)射天線發(fā)射，進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。接收天線在接收到遠(yuǎn)程載波數(shù)據(jù)信號(hào)后，經(jīng)濾波電路進(jìn)行噪聲過濾消除后，通過射頻收發(fā)模塊nRF903進(jìn)行編碼解調(diào)，再由智能終端中的高速PLC控制器或單片機(jī)等下位機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行解碼后，形成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路，來完成灌溉電磁閥的開閉、開度調(diào)節(jié)及電磁閥打開時(shí)間的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田節(jié)水灌溉的精確調(diào)控，達(dá)到提高水資源綜合利用效率、節(jié)約水資源的目的。

　　4、WIFI通信技術(shù)

　　1）WIFI技術(shù)概述

　　WIFI（wireless fidelity），又稱為IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，它是一種可以將個(gè)人計(jì)算機(jī)和手持設(shè)備（如iPad、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到11 Mbit/s，另外它的有效距離也很長(zhǎng)，同時(shí)也與已有的各種IEEE 802.11DSSS設(shè)備兼容。

　　IEEE802.11b無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是在IEEE802.11a網(wǎng)絡(luò)規(guī)范基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，最高帶寬為11 Mbit/s，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5 Mbit/s、2 Mbit/s和1 Mbit/s，帶寬的自動(dòng)調(diào)整有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。在開放性區(qū)域，通信距離可達(dá)305 m；在封閉性區(qū)域，通信距離為76～122 m，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。現(xiàn)在WIFI技術(shù)已經(jīng)受到人們廣泛認(rèn)可，只要有WIFI無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，人們就可以隨時(shí)連接互聯(lián)網(wǎng)來瀏覽各種需要的信息。

　　2）WIFI技術(shù)特點(diǎn)

　　WIFI技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，主要是基于如下優(yōu)點(diǎn)：WIFI無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，且不需要布線；使用時(shí)不與人體直接接觸，絕對(duì)安全；數(shù)據(jù)傳輸速度快，可以達(dá)到11 Mbit/s。

　　然而目前使用的IP無線網(wǎng)絡(luò)也存在一些不足之處，如由于帶寬不高、覆蓋半徑小、切換時(shí)間長(zhǎng)等，使得其不能很好地支持移動(dòng)VoIP等實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用；無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)上層業(yè)務(wù)開發(fā)不開放，使得適合IP移動(dòng)環(huán)境的業(yè)務(wù)難以開發(fā)。此前定位于家庭用戶的WLAN產(chǎn)品在很多地方不能滿足運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)上的要求。

　　3）WFI插座在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

　　WIFI插座系統(tǒng)包括WIFI插座、無線路由器、遠(yuǎn)程服務(wù)器、手機(jī)控制終端、手機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)。WIFI智能插座可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的功能。優(yōu)點(diǎn)主要是費(fèi)用低廉，不需要網(wǎng)關(guān)；安裝簡(jiǎn)單，不需要破壞現(xiàn)有農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)；使用方便，可以隨意擴(kuò)充插座的數(shù)量；控制靈活，可以用智能手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

　　5、藍(lán)牙通信技術(shù)

　　1）藍(lán)牙通信技術(shù)的概述

　　藍(lán)牙是一種近距離無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的代稱，它支持設(shè)備短距離通信（一般在10 m之內(nèi)）的無線電通信技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用藍(lán)牙技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

　　2）藍(lán)牙通信技術(shù)的特點(diǎn)

　　藍(lán)牙技術(shù)能夠提供低成本、近距離的無線通信，構(gòu)成固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境中的個(gè)人網(wǎng)絡(luò)，使用近距離內(nèi)各種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享。因此藍(lán)牙技術(shù)可以隨時(shí)隨地用無線接口來代替有線電纜連接；具有很強(qiáng)的移植性，可應(yīng)用于多種通信場(chǎng)合；低功耗和低輻射，對(duì)人體危害小；低成本，易于推廣。

　　3）藍(lán)牙技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

　　通過利用藍(lán)牙通信技術(shù)和傳感器構(gòu)建農(nóng)田溫度信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　溫度傳感器將采集到土壤溫度數(shù)據(jù)傳入單片機(jī)進(jìn)行處理，再由單片機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)送到LCD顯示屏和藍(lán)牙模塊。LCD顯示屏用于農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)，藍(lán)牙模塊則通過串口仿真功能仿真1個(gè)UART接口與藍(lán)牙適配器（主機(jī)）進(jìn)行通信，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿{(lán)牙適配器，然后通過PC機(jī)上的COM口把數(shù)據(jù)傳到PC機(jī)上進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的監(jiān)測(cè)。