張育人

（寶雞文理學(xué)院，陜西寶雞 721013）

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概論及現(xiàn)代化應(yīng)用

1.1 無線傳感概論

無線傳感網(wǎng)絡(luò)是在微機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展下，能夠與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線甚至無線連接的高度智能傳感網(wǎng)絡(luò)。無線傳感廣泛應(yīng)用于智能交通、環(huán)境監(jiān)控、信息監(jiān)測及采集等各個方面。在現(xiàn)代茶葉農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流模式下，為節(jié)約物流成本，保障茶種的運(yùn)輸質(zhì)量，茶企通過設(shè)置無線傳感網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)煌ㄟM(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并且能識別和預(yù)測擁堵情況，為茶葉的物流運(yùn)輸提供最快捷的線路規(guī)劃。無線傳感網(wǎng)絡(luò)至少為各茶葉市場的物流運(yùn)輸降低了百分之十二的交通成本，并在時間上提高了百分之三十以上的效率。由此可見，無線傳感能夠?yàn)椴枞~市場創(chuàng)造出更高效快捷的運(yùn)輸管理模式；同理，將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在茶鄉(xiāng)及茶園的管控中，也能夠最大限度地保證質(zhì)量、降低成本，實(shí)現(xiàn)高度智能的現(xiàn)代化茶園?；诖耍F(xiàn)代茶園正在逐步引進(jìn)無線傳感技術(shù)。

1.2 信息采集應(yīng)用

信息采集應(yīng)用是無線傳感網(wǎng)絡(luò)器除了監(jiān)測管控之外的另一大智能技術(shù)。隨著茶文化的普及，各大型茶企蓬勃發(fā)展，中小型茶企業(yè)也正蓄勢待發(fā)。市場競爭下，大型茶企的信息泄露狀況時有發(fā)生?；诖耍鞑杵箝_始引進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息采集處理以及即防護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信鏈接不如有限網(wǎng)絡(luò)具有可控性，因此設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)時對信息安全問題尤其重視。無線網(wǎng)絡(luò)傳感都會配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)密匙，保證其信息傳輸時的機(jī)密性與完整性。茶企關(guān)于茶葉培育技術(shù)、茶葉土壤成分監(jiān)測數(shù)值以及茶企財(cái)務(wù)管理等重要文件資料，在經(jīng)過無線傳感網(wǎng)絡(luò)的信息采集與處理中，幾乎沒有出現(xiàn)過信息泄露或流失的情況。并且無線傳感技術(shù)下的信息處理，還能進(jìn)行自動識別整合，將零散的數(shù)據(jù)資源有計(jì)劃的進(jìn)行分類，便于茶企工作人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析。

1.3 智能環(huán)境監(jiān)控

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅在智能交通監(jiān)控上有強(qiáng)大的效用，在各類環(huán)境下也能夠進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控及智能管理。目前為了進(jìn)一步加強(qiáng)茶葉的培育質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)高度智能化茶園管理，無線傳感網(wǎng)路在茶園的智能監(jiān)控上多有應(yīng)用。一方面，茶園的整體管理可以通過無線傳感進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在缺少人手時，部分高端茶園還能夠通過無線傳感人工智能技術(shù)，自動識別茶田實(shí)時情況，進(jìn)行水利澆灌或大棚移動遮陽等等。另一方面，無線傳感技術(shù)能夠通過監(jiān)測土壤數(shù)值，精確分析茶種在某一溫度和環(huán)境下的最優(yōu)生長環(huán)境。通過數(shù)據(jù)信息的實(shí)時采集和有效分析，保障茶葉的高質(zhì)量種植。并且，無線傳感技術(shù)能夠觀測到人肉眼觀測不到的微信息，通過實(shí)時監(jiān)測，能夠有效防止茶病蟲害和澆灌過多產(chǎn)生的茶葉種植狀況。然而由于無線傳感器的技術(shù)性要求極高，現(xiàn)階段的茶園分布還不普及，僅在個別高端茶種種植基地有所開發(fā)。

2 茶園環(huán)境監(jiān)測及信息采集處理分析

2.1 監(jiān)測系統(tǒng)時效性分析

現(xiàn)階段的茶園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)還只是通過傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)感應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。首先，監(jiān)測系統(tǒng)上屏幕顯示的實(shí)時性狀況與茶田的實(shí)時性狀況有十秒以內(nèi)的誤差。然而，微小的誤差也會造成不良后果。在進(jìn)行員工手控茶園澆灌時，因視頻和數(shù)值誤差，經(jīng)常會導(dǎo)致澆灌過多的狀況。既浪費(fèi)了水資源，又讓茶葉土壤過于飽和，產(chǎn)生多水環(huán)境，不利于茶葉的生長。其次，有線傳感網(wǎng)絡(luò)的線路需要不停維護(hù)，因使用時間久而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)故障較多?，F(xiàn)階段的茶園設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高，信息采集與監(jiān)測也因線路故障問題多有遲緩。最后，傳統(tǒng)茶園監(jiān)測系統(tǒng)無法對茶的根莖及土壤的細(xì)微成分進(jìn)行監(jiān)測分析。綜上，茶園的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)時效性較差?；诖?，必須將無線傳感器技術(shù)引入茶園，對現(xiàn)有茶園系統(tǒng)更新?lián)Q代。

2.2 信息采集安全性分析

茶園內(nèi)相同茶種的不同種植方式，都會影響茶葉堿的成分含量以及茶土壤的微量酸堿元素。通過不同種植方式下不同茶葉信息的收集和分析，才能夠掌握到種植茶葉的最佳方式。對于高度智能茶園來說，不僅無線傳感設(shè)備是一大市場競爭力，在此技術(shù)下的茶園信息收集與整合也是各茶園競爭中的關(guān)鍵因素。因此，信息采集的安全性至關(guān)重要。面對每日的大量觀測數(shù)值，以往的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫無法對其進(jìn)行有效保存。在數(shù)據(jù)庫膨脹的情況下，只能進(jìn)行多個數(shù)據(jù)庫的建立重組。這就造成了工作人員在進(jìn)行信息分析時的片面性。除此之外，傳統(tǒng)信息收集無法對所有微觀信息進(jìn)行分析，都是靠茶葉研究人員根據(jù)數(shù)據(jù)人工分析后再錄入。人工研究的整個過程無法受到信息安全管理的保護(hù)。茶園的獨(dú)創(chuàng)性種植數(shù)值及技術(shù)的安全性受到威脅，茶葉信息的泄露也會造成整個茶葉市場的紊亂?；诖?，必須在茶園引入無線傳感技術(shù)，高度保障茶園茶種觀測數(shù)值的信息安全。

2.3 智能管控可行性分析

現(xiàn)階段的茶園管理還處于“半智能”管控狀態(tài)，即人工操控智能設(shè)備。在茶園的有限范圍內(nèi)，人工管控能夠起到一定的效果。當(dāng)茶園無人看管時，有線網(wǎng)絡(luò)的弊端便顯現(xiàn)出來。工作人員無法遠(yuǎn)程進(jìn)行操控，而茶園內(nèi)的智能設(shè)備也沒有主動識別操作功能。鑒于茶園面積大、茶葉工作人員配備不足等問題，茶葉管理失誤多有發(fā)生。茶葉因“間歇性管理”，無法持續(xù)健康生長。在大部分生產(chǎn)普通茶種的地區(qū)，其茶種的普適性本身就沒有市場競爭力，加之管控不到位，茶種的質(zhì)量下滑，市場占有率下降。茶基層市場無法得到充分的盈利保證，會引發(fā)整個茶葉市場的不穩(wěn)固。由此可見，傳統(tǒng)智能管控效果不可行，其方式無法在現(xiàn)代化的高度智能農(nóng)產(chǎn)品市場下獲得自有競爭力。

3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)在智能茶園中的應(yīng)用

3.1 高敏感監(jiān)測實(shí)時性

無線傳感網(wǎng)路作為環(huán)境監(jiān)測的熱點(diǎn)技術(shù)，具備目前為止的最高監(jiān)測系統(tǒng)。將無線傳感技術(shù)應(yīng)用在智能茶園中，能夠零誤差地對茶園的各個方面進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。首先，無線傳感技術(shù)能夠采集茶園的溫度、濕度、光照，經(jīng)過測算對茶園的整體環(huán)境進(jìn)行分析。其次，采集土壤微量成分元素，來控制施肥和澆灌量的大小。通過對土壤酸堿度及周遭環(huán)境的物質(zhì)檢測，還能夠準(zhǔn)確預(yù)測出未來天氣，從而結(jié)合當(dāng)下情況，判定茶田需求，并且提前做好惡劣天氣的預(yù)防措施。無線傳感網(wǎng)絡(luò)，“傳感器”設(shè)置也十分精細(xì)快捷，很少出現(xiàn)傳感器損壞而造成的監(jiān)測延遲情況。

3.2 防復(fù)制數(shù)據(jù)機(jī)密性

一方面，參考防復(fù)制USB的功能，無線傳感技術(shù)也有防復(fù)制的機(jī)密數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測后的信息采集與整合下，其數(shù)據(jù)只有內(nèi)部工作人員能夠從內(nèi)部的互聯(lián)網(wǎng)終端上看到，即“訪問控制”。只有合法進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的，才能夠觀看數(shù)據(jù)。即便有內(nèi)部工作人員想復(fù)制數(shù)據(jù)也無法完成。反之，在內(nèi)部數(shù)據(jù)入侵后，有自動銷毀功能；并且在檢測出入侵退出后，銷毀數(shù)據(jù)能夠自動還原。無線傳感技術(shù)的“魯棒性”能夠適應(yīng)各類網(wǎng)絡(luò)安全攻擊，保障數(shù)據(jù)的完整。除此之外，無線傳感器在信息整合中還能夠自動生成分類，加入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬人腦的智能分析。避免了人工分析時產(chǎn)生的“疲勞性誤差”。

3.3 多系統(tǒng)設(shè)置靈活性

無線網(wǎng)絡(luò)傳感器通過無線通信方式形成了“多跳自組織網(wǎng)絡(luò)”。在此系統(tǒng)下，茶園的智能管控能具備高度的靈活性，不需進(jìn)行復(fù)雜的人工操作。在人工操控時，系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時狀況對人工操控提出合理建議；在無人操作時，系統(tǒng)也可以自行對茶園各類設(shè)施進(jìn)行管控處理。面對突發(fā)緊急情況，無線傳感器系統(tǒng)通過模擬人工智能技術(shù)，直接對當(dāng)下情況進(jìn)行辨別，并靈活調(diào)控設(shè)備，從而進(jìn)行有效解決。由此可見，無線傳感技術(shù)是一個具有“整體性”的管控系統(tǒng)，它避免了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的固化呆板模式，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化茶園的高度智能管控。

4 結(jié)論

通過高敏感的實(shí)時土壤監(jiān)測、防復(fù)制的信息數(shù)據(jù)采集以及高度無人化智能管控系統(tǒng)，茶田管理能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)性、技術(shù)性以及安全性的統(tǒng)一。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的逐漸覆蓋下，我國各茶田的品質(zhì)得以保證，管理也無需太多人手。茶葉市場能夠在科學(xué)技術(shù)的扶持下，穩(wěn)定健康的進(jìn)行發(fā)展。

[1]張京,楊啟良,戈振揚(yáng),齊亞峰,周兵,殷欣.溫室環(huán)境參數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建與CC2530傳輸特性分析 [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2013,29（07）:139-147.

[2]蔣暢江,石為人,唐賢倫,王平,向敏.能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議[J].軟件學(xué)報,2012,23（05）:1222-1232.

[3]宋欣,王翠榮.基于線性回歸的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)采集優(yōu)化策略[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報,2012,35（03）:568-580.

[4]王驥,林杰華,謝仕義.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J].傳感技術(shù)學(xué)報,2015,28（11）:1732-1740.