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基于NB-IoT的农作物种植测控系统的研究

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唐婷彭仁杰王烁

摘要：现代化农业以提高农作物产量和质量、降低人力资源投入、科学种植为基本目标，但农作物种植过程的测控水平依然亟待提高。NB-IoT技术具有深覆盖、海量连接、能耗低、所占带宽小的技术特征，配备各类传感器能够非常方便地获取第一手数据，适用于终端设备量大，对网络传输速率要求低，尤其是不宜网络布线的场景。研究创建基于NB-IoT技术的农作物智能测控系统，设计数据感知、网络传输、智能处理、用户应用四层结构，实现从农田到客户端的农作物种植全过程测控。

关键词：NB-IoT;物联网;农作物种植;测控;数据采集

：TN929.5;TP391.44???：A

：1009-3044（2021）15-0006-03

Abstract：Thebasicgoalofmodernagricultureistoincreasetheyieldandqualityofcrops，reducehumanresourceinput，andscientificplanting.However，thelevelofmeasurementandcontrolintheprocessofcropplantingstillneedstobeimprovedurgently.NB-IoTtechnologyhasthetechnicalcharacteristicsofdeepcoverage，massiveconnection，lowenergyconsumptionandsmallbandwidth.Equippedwithvarioussensors，itisveryconvenienttoobtainfirst-handdata.Itissuitableforthescenewithlargeamountofterminalequipmentandlowrequirementsfornetworktransmissionrate，especiallyforthescenewherenetworkwiringisnotsuitable.ThisresearchcreatesacropintelligentmeasurementandcontrolsystembasedonNB-IoTtechnology，anddesignsafour-layerstructureofdataperception，networktransmission，intelligentprocessing，anduserapplicationtorealizethemeasurementandcontrolofthewholeprocessofcropplantingfromfarmlandtoclient.

Keywords：NB-IoT;InternetofThings;cropplanting;measurementandcontrol;dataacquisition

1背景

隨着物联网技术的发展，智慧农业逐步兴起，NB-IOT技术在数字化系统温室大棚、智能水表、智慧停车、冷链物流、智能穿戴、畜牧业养殖等方面得到了深入研究与广泛应用[1]。相比之下，我国农作物种植地域分布广，种类丰富，但农业智能化发展远远不够，散户种植依旧居多，对农田的耕种依赖于传统经验，缺乏科学指导，不恰当的种植还会引发环境问题。构建基于NB-IOT技术的农作物种植测控系统，促进各类农作物大数据产业链建设，构建农情检测、种植技术体系，进一步加快农业产业化进程，加速农业绿色发展。

2NB-IoT技术概述

2.1NB-IoT技术简介

NB-IoT（NarrowBandInternetofThings），译为窄带蜂窝物联网，属于工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，是物联网的无线通信技术标准之一，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被称作低功耗广域网（LPWA）[2]，其设备连接形式与常见的蓝牙、WIFI等类似。2016年6月NB-IoT核心标准正式在3GPP-R13确定，为满足更多的技术研发和市场需求，2017年6月3GPP在Re-14中对NB-IoT进行了一系列增强技术并于完成了核心规范。此后，NB-IoT在物联网领域大显身手，2017年被业界称为NB-IoT“商用元年”。

2.2N