1、射頻通信技術

　　1）射頻通信技術的概述

　　射頻識別（radio frequency identification，RFID）技術，是一種近距離無線通信技術，可以通過無線信號識別特定信息，并讀寫相關數據。

　　在射頻通信系統中，電子標簽與讀寫器進行無線通信。其中，保存有商品信息的電子標簽附著在物品上；讀寫器對電子標簽進行識別并讀取數據。電子標簽并不需要處在讀寫器的視線之內，只要處于幾十米范圍之內，讀寫器均可以通過電磁場或無線電波與電子標簽建立通信，從而自動辨識并追蹤商品。當讀寫器讀取了商品信息后，也可以將信息傳送到互聯網，以便消費者查詢商品信息。

　　2）RFID系統的構成

　　RFID系統基本都是由電子標簽、讀寫器和系統高層三部分組成。

　　電子標簽（tag射頻卡）由耦合元件及芯片組成，含有內置天線，可用于和射頻天線進行通信。每個標簽具有唯一的電子編碼，存儲著物品的信息，附著在物體上以便標識目標對象。

　　FID系統工作時，首先由讀寫器（Reader閱讀器）發射一個特定的無線電波信號，當電子標簽接收到這個信號后，就會給出含有電子標簽攜帶數據信息的反饋信號，讀寫器接收并處理到這個反饋信號，然后將處理后的反饋信號傳輸處理器進行相應操作。

　　復雜的RFID系統需要對大量數據進行實時處理，其一般有多個讀寫器，并且每個讀寫器要同時對多個電子標簽進行操作，這就需要系統高層處理問題。系統高層的數據交換與管理由計算機網絡系統完成。

　　3）RFID在農產品冷鏈溫度控制中的應用

　　RFID在農產品運輸中的應用獲得了企業的認同，特別是在農產品的冷鏈運輸中的應用效果更為突出。農產品的冷鏈運輸過程必須嚴格要求時間與溫度的雙重保障，RFID技術可以對農產品的信息進行實時而準確地采集，可以對整個運輸過程進行溫度監控，從而實現了農產品冷鏈運輸的標準化，這無疑提高農產品冷鏈運輸的效率與效果，下面就針對RFD在溫度控制中的應用進行簡要介紹。

　　首先需要提前將溫度傳感器置入冷鏈農產品的包裝內，然后設定傳感進行定時溫度檢測，并保存溫度信息，并將測量到的溫度數據寫入到RFID標簽中。在運輸過程中系統就可以利用在運輸車輛上設置的讀寫器采集電子標簽中農產品的信息，然后利用計算機完成對溫度數據的獲取，并交給后端冷鏈信息系統進行匯總與處理。冷鏈管理系統就可以根據當時農產品所處的環境與溫度情況發出相應的指令，指導運輸管理人員控制農產品的環境溫度，以此實現對農產品運輸的溫度監控。利用這樣的思路與控溫流程，冷鏈農產品的運輸環境就得到充分的保障，從而保證了農產品的新鮮度和質量。

　　2、調頻通信技術

　　1）調頻通信概述

　　迄今，調頻已經在無線電廣播（利用超短波）、電視和無線電通信中（發送語言、電報符號和靜止圖像）得到了廣泛的應用。類似于人類語言、音樂、電報符號和電視脈沖的電信號的傳播必須利用頻率要比相應的語言或音樂的電信號的頻率高很多的電磁波。因此，高頻振蕩必須在適當的電路中按照語言或音樂的電信號進行某種改變（如改變其頻率）。把高頻振蕩和被發射的電磁波按照低頻信號改變的過程，稱為調制。信號的調制有三種方式，分別是調頻、調幅和調相，其中調頻技術應用最為廣泛。

　　現代科技的發展，給通信領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。為了消除鄰近電臺的相互干擾和頻率重疊現象，廣播系統中必須限制每個電臺占有的頻帶寬度。中、短波廣播電臺的頻寬規定為9 kHz，這就意味著傳輸信號的最高頻率必須小于4.5 kHz。然而這遠不能滿足目前高質量廣播信號的要求。調頻通信技術改善了調幅通信系統的性能。調頻接收機中的限幅電路，可以消去疊加在調頻信號上的幅度干擾信號，提高信噪比；調頻信號的載波疊在超高頻段，有利于提高調制信號的帶寬。

　　2）調頻信號的產生

　　調頻的方法可分為直接調頻和間接調頻。直接調頻即調制信號通過調頻器直接控制壓控振蕩器的瞬時頻率，就可以使振蕩器的瞬時頻率按照調制信號的規律發生變化，相對來說比較簡單。間接調頻的載波頻率比較穩定，但電路較復雜，頻移小，且寄生調幅較大，通常需多次倍頻使頻移增加。

　　3）調頻技術的優點

　　調頻波的振幅是不帶任何信息的，對于干擾引起的影響，只要把它加以限幅處理，便可消除。當然，干擾也可能造成載波頻率的偏移，但這種頻移程度有限，只要加大調頻信號的頻移，即可保證通信質量。總體來說調頻技術抗干擾能力較強。

　　4）用鎖相環調頻器來實現調頻的原理

　　鎖相環是一個能夠跟蹤輸入信號相位的閉環自動控制系統。隨著通信、雷達和測量儀表等技術的發展，鎖相環在無線電技術的各個領域都得到廣泛的應用，充當起高穩定度頻率源的角色。

　　輸入的調制信號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幅度的控制。一般鎖相環中環路濾波器的輸出和輸入的調制信號都可以作用在壓控變容二極管上，以便兼顧鎖相環和調制器兩者的要求。當然，為了避免鎖相環失鎖，對直接作用在壓控振蕩器上的調制信號的幅度和頻率都有一定的要求。

　　當它在調頻狀態下工作時，鎖相環的鑒相輸出保持不變，因此鎖相環還是處于鎖定狀態，而且由于調制信號的幅度較低，不足以破壞鎖相環的鎖定狀態，所以鎖相環的穩頻作用依然存在。但是由于鑒相器和環路濾波器有一定的滯后特性，環路濾波器的輸出控制電壓跟不上調制信號的變化，使得壓控振蕩器的輸出頻率在一定范圍內受調制信號的直接控制，從而實現了調頻。

　　5）車載調頻廣播電臺的應用

　　車載調頻廣播電臺就是將調頻廣播電臺安裝在車輛上以便移動的車載直播設備，它主要由調頻發射機、發射天線、播放器、逆變器和話筒等設備組成。

　　由于車載調頻廣播具有移動性，其可以承擔地方或各級政府之間的交流活動；另外其還可用于自然災害、突發事件、交通事故、森林防火等應急指揮與救援，以及自駕游車隊指揮與聯絡、旅游車隊導游解說、現場直播等場合。

　　3、GPRS通信技術

　　1）GPRS基本概念

　　通用無線分組業務（gencral packet radio service，GPRS）是一種基于GSM系統的無線分組交換技術。GPRS經常被描述成“2.5G”，即這項技術介于第二代（2G）和第三代（3G）移動通信技術之間，它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。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間較短、能夠提供實時在線功能及僅按數據流量收費，并且可以實現數據的分組發送和接收。

　　2）GPRS通信系統的組成

　　基于GPRS網絡的無線通信系統通常包括4個部分：GPRS網絡（提供數據傳輸通道）、GPRS數據傳輸單元（DTU）、多個用戶數據終端（提供RS232/RS485/TTL接口電路）和數據中心（通過網絡接收并處理DTU發送來的數據）。

　　GPRS數據終端通過GPRS網絡使數據采集終端與數據中心之間進行數據的透明傳輸。數據終端與GPRSDTU之間的接口方式一般為RS232、RS485或TTL，用戶數據中心是Internet中心站主要的設備，對DTU傳送來的數據進行接收處理，同時進行協議轉換，并存入數據庫。

　　3）GPRS通信系統的應用

　　GPRS通信系統在農業生產中已有成功應用。主要列舉基于GPRS通信的農田節水灌溉控制系統。其自動控制系統由遠程監控主站（中央集控室）及現地子站（帶智能終端的電磁閥）共同組成。中央集控系統按照無人值守方式進行設備系統配置，通過GPRS網絡實現信號的遠程傳輸，并結合分布在田間灌溉管網上帶智能終端的電磁閥，實現對灌溉管網的自動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進行優化布設，以便提高數據傳輸的準確可靠性。中央集控中心上位機系統中的高級應用軟件根據系統采集的信號數據（土壤水分、土壤溫度、空氣濕/溫度等）自動運算分析，用以進行農作物生長環境參數的調控決策，經集成網絡通信模塊，經過濾、編碼、調制、放大等處理后，由基站發射天線發射，進行遠程傳輸。接收天線在接收到遠程載波數據信號后，經濾波電路進行噪聲過濾消除后，通過射頻收發模塊nRF903進行編碼解調，再由智能終端中的高速PLC控制器或單片機等下位機控制系統進行解碼后，形成對應的控制信號，驅動對應的驅動電路，來完成灌溉電磁閥的開閉、開度調節及電磁閥打開時間的控制，進而實現農田節水灌溉的精確調控，達到提高水資源綜合利用效率、節約水資源的目的。

　　4、WIFI通信技術

　　1）WIFI技術概述

　　WIFI（wireless fidelity），又稱為IEEE802.11b標準，它是一種可以將個人計算機和手持設備（如iPad、手機）等終端以無線方式互相連接的技術。它的最大優點就是傳輸速度較高，可以達到11 Mbit/s，另外它的有效距離也很長，同時也與已有的各種IEEE 802.11DSSS設備兼容。

　　IEEE802.11b無線網絡規范是在IEEE802.11a網絡規范基礎上發展起來的，最高帶寬為11 Mbit/s，在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調整為5.5 Mbit/s、2 Mbit/s和1 Mbit/s，帶寬的自動調整有效地保障了網絡的穩定性和可靠性。在開放性區域，通信距離可達305 m；在封閉性區域，通信距離為76～122 m，方便與現有的有線以太網絡整合，組網的成本更低。現在WIFI技術已經受到人們廣泛認可，只要有WIFI無線網絡覆蓋，人們就可以隨時連接互聯網來瀏覽各種需要的信息。

　　2）WIFI技術特點

　　WIFI技術已經被廣泛應用，主要是基于如下優點：WIFI無線網絡覆蓋范圍廣，且不需要布線；使用時不與人體直接接觸，絕對安全；數據傳輸速度快，可以達到11 Mbit/s。

　　然而目前使用的IP無線網絡也存在一些不足之處，如由于帶寬不高、覆蓋半徑小、切換時間長等，使得其不能很好地支持移動VoIP等實時性要求高的應用；無線網絡系統對上層業務開發不開放，使得適合IP移動環境的業務難以開發。此前定位于家庭用戶的WLAN產品在很多地方不能滿足運營商在網絡運營、維護上的要求。

　　3）WFI插座在智慧農業中的應用

　　WIFI插座系統包括WIFI插座、無線路由器、遠程服務器、手機控制終端、手機接入網絡和Internet網絡。WIFI智能插座可以實現遠程控制的功能。優點主要是費用低廉，不需要網關；安裝簡單，不需要破壞現有農業基礎；使用方便，可以隨意擴充插座的數量；控制靈活，可以用智能手機進行遠程控制。

　　5、藍牙通信技術

　　1）藍牙通信技術的概述

　　藍牙是一種近距離無線連接技術標準的代稱，它支持設備短距離通信（一般在10 m之內）的無線電通信技術，能在包括移動電話、PDA、無線耳機、便攜式計算機、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與互聯網之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

　　2）藍牙通信技術的特點

　　藍牙技術能夠提供低成本、近距離的無線通信，構成固定與移動設備通信環境中的個人網絡，使用近距離內各種設備能夠實現無縫資源共享。因此藍牙技術可以隨時隨地用無線接口來代替有線電纜連接；具有很強的移植性，可應用于多種通信場合；低功耗和低輻射，對人體危害小；低成本，易于推廣。

　　3）藍牙技術在農業信息監測中的應用

　　通過利用藍牙通信技術和傳感器構建農田溫度信息監測系統，從而實現農田信息的溫度實時監控。

　　溫度傳感器將采集到土壤溫度數據傳入單片機進行處理，再由單片機將處理后的數據送到LCD顯示屏和藍牙模塊。LCD顯示屏用于農業現場顯示數據，藍牙模塊則通過串口仿真功能仿真1個UART接口與藍牙適配器（主機）進行通信，把數據傳輸到藍牙適配器，然后通過PC機上的COM口把數據傳到PC機上進行顯示，實現農業信息的監測。