黨 的十九大報(bào)告指出 農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問(wèn)題是關(guān) 系國(guó)計(jì)民生的根本性問(wèn)題 必須始終把解決 好 三農(nóng) 問(wèn)題作為全黨工作重中之重 中共中 央國(guó)務(wù)院關(guān)于堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展做好 三農(nóng) 工作的若干意見(jiàn) 強(qiáng)調(diào) 發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè) 拓寬 農(nóng)民增收渠道 需要實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略 深入推進(jìn) 互聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)業(yè) 擴(kuò)大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用 當(dāng)前 我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在以下不足 一是科技 含量低 環(huán)境控制能力低 栽培管理主要靠經(jīng)驗(yàn) 與數(shù)量化和指標(biāo)化生產(chǎn)管理的要求相差甚遠(yuǎn) 二是 設(shè)施水平低 農(nóng)業(yè)機(jī)械的配套水平不高 機(jī)械化作 業(yè)水平低 生產(chǎn)仍以人力為主 勞動(dòng)強(qiáng)度大 三是 管理水平低 我國(guó)還沒(méi)有建立起與市場(chǎng)相適應(yīng)的運(yùn) 行管理機(jī)制 仍然以經(jīng)驗(yàn)的和粗放的管理手段為主 政府為改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在的問(wèn)題 出臺(tái)了支 持農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的相關(guān)政策 例如 2021年8 月出臺(tái)的 廣東省推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化 十四五 規(guī)劃 提出 廣東省將建設(shè)農(nóng)業(yè)人工智能裝備研究 中心 打造 10 個(gè)粵港澳大灣區(qū)無(wú)人農(nóng)場(chǎng) 建設(shè) 5G 智慧農(nóng)業(yè)試驗(yàn)區(qū) 科創(chuàng)園 5G 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 為智慧農(nóng)業(yè)賦能 針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面臨的不足 5G與物聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 大數(shù)據(jù)等新技術(shù)深度融合 構(gòu)建基于 5G 和物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 可以 為智慧農(nóng)場(chǎng) 智慧農(nóng)機(jī) 智慧林業(yè) 智慧畜牧 智慧漁場(chǎng) 5G 聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥 遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè) 直播 數(shù)字鄉(xiāng)村等智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景賦能 平臺(tái)通過(guò) 5G 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取農(nóng)業(yè)各層面 數(shù)據(jù) 利用邊緣云的近端實(shí)時(shí)計(jì)算能力和中心 云強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)性能 可對(duì)農(nóng)作物海 量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理 從而挖掘出有用的信息 在微服務(wù)架構(gòu)下 開(kāi)發(fā)者對(duì)智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管 理平臺(tái)的各個(gè)功能進(jìn)行模塊化處理 實(shí)現(xiàn)云平 臺(tái)統(tǒng)一管控 后臺(tái)基于邊緣云平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)終端 設(shè)備采集的數(shù)據(jù) 能有效進(jìn)行農(nóng)事信息分析處 理和農(nóng)業(yè)管理決策 為農(nóng)業(yè)園區(qū)提供相應(yīng)的 AI 能力和定制化的管理服務(wù) 農(nóng)場(chǎng)主在農(nóng)作物現(xiàn)場(chǎng)部署多個(gè)不同類(lèi)型的 傳感器 可采集農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程 種植土壤等 數(shù)據(jù) 利用 5G 切片和物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到近端 移動(dòng)邊緣計(jì)算 MEC 云平臺(tái) 可實(shí)現(xiàn)近端計(jì)算 和存儲(chǔ) 從而提高遠(yuǎn)程控制農(nóng)機(jī)設(shè)備的實(shí)時(shí)性 并緩解網(wǎng)絡(luò)壓力 防止海量數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸造 成擁塞 將多個(gè)農(nóng)業(yè)應(yīng)用子系統(tǒng)部署于中心云 上 由中心云集中分析計(jì)算存儲(chǔ) 可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè) 大數(shù)據(jù)管理 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示 基于 5G 和物聯(lián)網(wǎng)的 智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 文 陳 菁 劉靖永 錢(qián) 煒 目前 我國(guó)農(nóng)業(yè)正處在數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展階段 對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的需 求日趨迫切 5G與物聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 大數(shù)據(jù)深度融合 能有效為 智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)提供基礎(chǔ) 通過(guò)5G和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)獲取農(nóng)業(yè)各個(gè)層面 信息 利用云服務(wù)分布計(jì)算存儲(chǔ)性能對(duì)數(shù)據(jù)分析處理 可提升大數(shù) 據(jù)平臺(tái)應(yīng)用價(jià)值 為農(nóng)業(yè)園區(qū)提供相應(yīng)的 AI 能力和定制化管理服務(wù) 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化 null 張江科技評(píng)論 2022 1 智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū) 5G 視 頻監(jiān)控 農(nóng)田微環(huán)境監(jiān)測(cè) 農(nóng)作物生理監(jiān)測(cè) 可滿(mǎn)足 農(nóng)作物生長(zhǎng)信息和數(shù)字平臺(tái)同步 從而實(shí)時(shí)管控農(nóng)作 物的生長(zhǎng) 5G 網(wǎng)絡(luò)和農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還可實(shí) 現(xiàn)智能預(yù)警 農(nóng)作物品質(zhì)管控 輸出分析報(bào)告等功能 能幫助用戶(hù)隨時(shí)隨地掌握農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況 環(huán)境變化 趨勢(shì)和病蟲(chóng)害智能識(shí)別與預(yù)警 5G 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理 平臺(tái)對(duì)溫室內(nèi)光照 溫度 濕度 二氧化碳含量和土 壤溫濕度進(jìn)行智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析處理 可對(duì)溫室的風(fēng)機(jī) 加濕器 補(bǔ)光系統(tǒng) 水泵 等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行控制 從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)溫室的智能化 自動(dòng)控制 并能根據(jù)作物生長(zhǎng)環(huán)境信息智能化提供特 定的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充 保證農(nóng)作物良好的生長(zhǎng)環(huán)境 使農(nóng)業(yè) 園區(qū)無(wú)人化及自動(dòng)化 降低人力成本 提高效率 智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)架構(gòu) 智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)可結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的實(shí) 際生產(chǎn)情況 以 5G 網(wǎng)絡(luò) 云計(jì)算 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 為技術(shù)支撐 能有效采集視頻監(jiān)控 天氣監(jiān)測(cè) 水氧 含量 酸堿度 重金屬含量等信息 進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯集 和分析處理 提供智慧農(nóng)業(yè)的服務(wù) 平臺(tái)整體架構(gòu)包 括設(shè)備層 網(wǎng)絡(luò)層 平臺(tái)層和應(yīng)用層 設(shè)備層是網(wǎng)絡(luò)層中農(nóng)業(yè)傳感器等終端連接或訪(fǎng) 問(wèn)的部分 5G 網(wǎng)絡(luò)接入層利用無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)作為傳 輸基礎(chǔ) 通過(guò) 5G 轉(zhuǎn) Wi Fi 或者窄帶物聯(lián)網(wǎng) NB IoT 的方式實(shí)現(xiàn)與無(wú)線(xiàn)終端連接 提供大帶寬 廣域覆蓋 高可靠性 超低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連接 網(wǎng)絡(luò)層提供高速帶寬 超高吞吐量 超低延時(shí) 超高可靠性的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)等 保障設(shè)備連接的 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 主要涉及 5G 和物聯(lián)網(wǎng) 平臺(tái)層從應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行建設(shè) 包含 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 數(shù)據(jù)服務(wù) 農(nóng)產(chǎn)品推廣運(yùn)營(yíng)平臺(tái) 農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠有效整合應(yīng)急管理系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分 析 標(biāo)準(zhǔn)化種植 農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)等 為數(shù)據(jù)平臺(tái) 提供有效的 AI 分析 AI 決策 AI 預(yù)測(cè)等 進(jìn)而為電 商平臺(tái) 銷(xiāo)售產(chǎn)業(yè)鏈等提供更好的服務(wù) 應(yīng)用層從頂層應(yīng)用服務(wù)出發(fā) 具體為農(nóng)業(yè)的各 種服務(wù)應(yīng)用 為農(nóng)戶(hù) 農(nóng)產(chǎn)品電商等提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù) 如環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警 標(biāo)準(zhǔn)化種植 視頻監(jiān)控 安全溯源 病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警 水肥一體化管理等 基于 5G 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 的 智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng) 智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)包括產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn) 管理子系統(tǒng) 農(nóng)作物 5G 視頻監(jiān)控子系統(tǒng) 農(nóng)田微環(huán) 境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 農(nóng)作物生理監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 展示中心智 能溫室控制子系統(tǒng) 農(nóng)作物病蟲(chóng)害智能識(shí)別子系統(tǒng) 農(nóng)作物質(zhì)量安全溯源管理子系統(tǒng)等 產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化種植子系統(tǒng) 產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化種植子系統(tǒng)可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器 和 5G 網(wǎng)絡(luò) 對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)中的各關(guān)鍵因子 如溫度 濕度 光照 土壤含水量等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 監(jiān)測(cè)和管理 根據(jù)這些參數(shù) 中心云平臺(tái)借助人工智能和大數(shù)據(jù) 進(jìn)行綜合大數(shù)據(jù)建模 構(gòu)建知識(shí)圖譜等 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生 圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽?視野 探索 DISCOVERYVISION null 張江科技評(píng)論 2022 1 態(tài)的數(shù)據(jù)化 網(wǎng)絡(luò)化 智能化 幫助農(nóng)資人和企業(yè)實(shí) 現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化種植 農(nóng)作物5G視頻監(jiān)控子系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)園區(qū)地廣 監(jiān)控覆蓋范圍較大 較偏遠(yuǎn)區(qū) 域的視頻監(jiān)控可以結(jié)合 5G 高帶寬 低延時(shí)的技術(shù)特 點(diǎn) 采用 5G 無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù) 通過(guò) 5G 通信模塊連接前 端攝像頭 實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控快速布設(shè) 實(shí)時(shí)回傳視頻信 號(hào) 用戶(hù)只需要通過(guò)手機(jī)或者電腦就可以對(duì)農(nóng)作物產(chǎn) 業(yè)園的情況進(jìn)行遠(yuǎn)程查看 管理人員可以做到遠(yuǎn)程輕 松監(jiān)控 管理作業(yè)生產(chǎn) 此外 系統(tǒng)利用視頻圖像和 防盜周界電子圍欄可對(duì)人員非法闖入進(jìn)行預(yù)警 支持 農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè) 農(nóng)作物生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)等 與病蟲(chóng) 害 災(zāi)情等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)結(jié)合 對(duì)突發(fā)或蟲(chóng)害情況進(jìn)行預(yù) 警 農(nóng)田微環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 農(nóng)田微環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由墑情傳感器 災(zāi)情攝像 機(jī) 蟲(chóng)情測(cè)報(bào)燈 農(nóng)作物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)儀以及預(yù)警預(yù) 報(bào)系統(tǒng) 信息管理平臺(tái)組成 各級(jí)用戶(hù)通過(guò) 5G 訪(fǎng)問(wèn) 該系統(tǒng) 對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的病蟲(chóng)狀況 農(nóng)作物生長(zhǎng)情況 災(zāi)害情況等農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 管理 該子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)農(nóng)作物標(biāo)準(zhǔn)化管理知識(shí) 災(zāi)害指 標(biāo) 蟲(chóng)害圖庫(kù)等模塊 對(duì)農(nóng)作物實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷 提供智能化 自動(dòng)化管理決策 是農(nóng)戶(hù)的 千里眼 和 聽(tīng)診器 農(nóng)作物生理監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 該農(nóng)作物生理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)部分 采集部分 傳輸部分組成 對(duì)農(nóng)作物生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可通過(guò) 5G 傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)形成農(nóng)作物生理軸線(xiàn)圖 為數(shù)據(jù) 分析提供參考 該系統(tǒng)可以根據(jù)客戶(hù)的需要添加或減 少傳感器 可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生理變化 使農(nóng)作物 說(shuō) 出自己真實(shí)需求 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境 的高效優(yōu)化管理 為提高果實(shí)品質(zhì)增加科學(xué)管理環(huán)節(jié) 智能溫室控制子系統(tǒng) 該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)光照 溫度 濕度 二 氧化碳含量和土壤溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 通過(guò) LED 大屏幕 顯示出來(lái) 系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理 可對(duì)溫室 中的風(fēng)機(jī) 加濕器 補(bǔ)光系統(tǒng) 水泵等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn) 行實(shí)時(shí)控制 以最低能耗打造農(nóng)作物最佳生長(zhǎng)環(huán)境 用戶(hù)通過(guò)手機(jī) App 可以實(shí)時(shí)查看環(huán)境信息 環(huán)境信息 預(yù)警 影像視頻 各類(lèi)參數(shù)設(shè)置 并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程 控制 農(nóng)作物病蟲(chóng)害智能識(shí)別子系統(tǒng) 針對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害生態(tài)防控需求 利用遠(yuǎn)程拍 照式巡航無(wú)人機(jī) 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng) 手機(jī) App 拍照 識(shí)別等方式 5G 病蟲(chóng)害識(shí)別模型 智能決策系統(tǒng)可 通過(guò)終端設(shè)備提取圖像數(shù)據(jù) 基于 5G 將數(shù)據(jù)自動(dòng)上 傳至 MEC 邊緣云或中心云服務(wù)器 該系統(tǒng)通過(guò)云端圖 像信息庫(kù)及 AI 分析功能 實(shí)時(shí)分析田間農(nóng)作物的病 蟲(chóng)害情況 自動(dòng)診斷識(shí)別病蟲(chóng)害 聯(lián)動(dòng)病蟲(chóng)害知識(shí) 庫(kù)及專(zhuān)家系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家遠(yuǎn)程咨詢(xún)?cè)\斷 對(duì)病蟲(chóng)害 災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防 對(duì)種植進(jìn)行科學(xué)的農(nóng)技指導(dǎo) 農(nóng)作物質(zhì)量安全溯源管理子系統(tǒng) 質(zhì)量安全溯源管理子系統(tǒng)對(duì)種植生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行 信息記錄 規(guī)范產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)種植行為 提高生產(chǎn)者和 管理者的質(zhì)量安全意識(shí) 完成對(duì)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃 生產(chǎn) 農(nóng)事作業(yè) 投入品等的全過(guò)程追溯管理 聯(lián)網(wǎng)農(nóng)場(chǎng) 是農(nóng)業(yè)的未來(lái) 物聯(lián)網(wǎng)思維正在 改變著日常的農(nóng)業(yè)實(shí)踐 5G 和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有助 于增加整個(gè)農(nóng)業(yè)價(jià)值鏈的營(yíng)業(yè)收入 因而已經(jīng)成為 農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向 利用 5G 和物聯(lián)網(wǎng)提供的實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù) 農(nóng)場(chǎng)主可以隨時(shí)隨地獲取其資產(chǎn)的最新信 息 包括農(nóng)作物 機(jī)械和市場(chǎng)等 當(dāng)前 隨著 5G 的發(fā)展和普及 網(wǎng)絡(luò)的智能程度和安全性在不斷提 高 農(nóng)業(yè)的未來(lái)在于5G NB IoT等無(wú)線(xiàn)連接 MEC 邊緣云平臺(tái)近端處理和中心云大數(shù)據(jù)平臺(tái)的 深度分析計(jì)算 應(yīng)用層各系統(tǒng)歸集各類(lèi)農(nóng)機(jī)設(shè)備及 終端的海量數(shù)據(jù) 完成大數(shù)據(jù)收集 分析 匯總 呈現(xiàn) 最大限度地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)業(yè)數(shù)字化 智能化水平 陳菁 就職于廣州航海學(xué)院 獲廣東省工程咨詢(xún) 一等獎(jiǎng) 二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng) 具備豐富的行業(yè)應(yīng) 用和項(xiàng)目技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn) 劉靖永 博士 就職于中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公 司廣州市分公司 主要研究方向?yàn)?5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及行 業(yè)應(yīng)用 錢(qián)煒 就職于中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司廣州市 分公司 有多年的行業(yè)應(yīng)用支撐工作經(jīng)驗(yàn) null 張江科技評(píng)論 2022 1