农业数字化：5G+物联网的智慧农业大数据管理平台

将多个农业应用子系统部署于中心云上，由中心云集中分析计算存储，可实现农业大数据管理。网络拓扑如图所示。

▲网络拓扑

智慧农业大数据管理平台通过对农业园区5G 视频监控、农田微环境监测、农作物生理监测，可满足农作物生长信息和数字平台同步，从而实时管控农作物的生长。5G网络和农业监测等物联网设备还可实现智能预警、农作物品质管控、输出分析报告等功能，能帮助用户随时随地掌握农作物生长状况、环境变化趋势和病虫害智能识别与预警。5G农业大数据管理平台对温室内光照、温度、湿度、二氧化碳含量和土壤温湿度进行智能化实时监测，并对采集数据进行分析处理，可对温室的风机、加湿器、补光系统、水泵等自动化设备进行控制，从而实现整个温室的智能化自动控制，并能根据作物生长环境信息智能化提供特定的营养补充，保证农作物良好的生长环境，使农业园区无人化及自动化，降低人力成本，提高效率。

智慧农业大数据管理平台可结合当地农业的实际生产情况，以5G 网络、云计算、物联网、大数据为技术支撑，能有效采集视频监控、天气监测、水氧含量、酸碱度、重金属含量等信息，进行数据的汇集和分析处理，提供智慧农业的服务。平台整体架构包括设备层、网络层、平台层和应用层。

设备层是网络层中农业传感器等终端连接或访问的部分。5G 网络接入层利用无线接入技术作为传输基础，通过5G 转Wi-Fi 或者窄带物联网（NB-IoT）的方式实现与无线终端连接，提供大带宽、广域覆盖、高可靠性、超低延时的网络连接。

网络层提供高速带宽、超高吞吐量、超低延时、超高可靠性的网络数据传输服务等，保障设备连接的网络环境，主要涉及5G 和物联网。平台层从应用的基础平台架构进行建设，包含农业物联网、数据服务、农产品推广运营平台。农业物联网平台能够有效整合应急管理系统、监测数据分析、标准化种植、农业地理信息系统等，为数据平台提供有效的AI 分析、AI 决策、AI 预测等，进而为电商平台、销售产业链等提供更好的服务。

应用层从顶层应用服务出发，具体为农业的各种服务应用，为农户、农产品电商等提供优质的服务，如环境监测预警、标准化种植、视频监控、安全溯源、病虫害监测预警、水肥一体化管理等。

智慧农业平台应用系统包括产业园标准化生产管理子系统、农作物5G视频监控子系统、农田微环境监测子系统、农作物生理监测子系统、展示中心智能温室控制子系统、农作物病虫害智能识别子系统、农作物质量安全溯源管理子系统等。

01 产业园标准化种植子系统

产业园标准化种植子系统可通过物联网传感器和5G网络，对农业生态中的各关键因子，如温度、湿度、光照、土壤含水量等进行数据采集、监测和管理。根据这些参数，中心云平台借助人工智能和大数据，进行综合大数据建模、构建知识图谱等，实现农业生态的数据化、网络化、智能化，帮助农资人和企业实现标准化种植。

▲江苏洋河农业嘉年华农业物联网控制系统，中农富通提供园区运营服务

02 农作物5G视频监控子系统

农业园区地广，监控覆盖范围较大，较偏远区域的视频监控可以结合5G高带宽、低延时的技术特点，采用5G无线传输技术，通过5G通信模块连接前端摄像头，实现视频监控快速布设，实时回传视频信号。用户只需要通过手机或者电脑就可以对农作物产业园的情况进行远程查看。管理人员可以做到远程轻松监控、管理作业生产。此外，系统利用视频图像和防盗周界电子围栏可对人员非法闯入进行预警，支持农作物病虫害监测、农作物生长情况监测等，与病虫害、灾情等系统联动结合，对突发或虫害情况进行预警。

03 农田微环境监测子系统

农田微环境监测系统由墒情传感器、灾情摄像机、虫情测报灯、农作物生理生态监测仪以及预警预报系统、信息管理平台组成。各级用户通过5G访问该系统，对每个监测点的病虫状况、农作物生长情况、灾害情况等农作物生长过程重要参数进行实时监测、管理。该子系统联动农作物标准化管理知识、灾害指标、虫害图库等模块，对农作物实时远程监测与诊断，提供智能化、自动化管理决策，是农户的“千里眼”和“听诊器”。

04 农作物生理监测子系统

该农作物生理监测系统由监测部分、采集部分、传输部分组成。对农作物生理指标的实时监测可通过5G传输到系统平台形成农作物生理轴线图，为数据分析提供参考。该系统可以根据客户的需要添加或减少传感器，可长期监测农作物生理变化，使农作物“说”出自己真实需求，从而实现对农作物生长环境的高效优化管理，为提高果实品质增加科学管理环节。

05 智能温室控制子系统

该系统可实现对温室内光照、温度、湿度、二氧化碳含量和土壤温湿度实时监测，通过LED大屏幕显示出来。系统对采集数据进行分析处理，可对温室中的风机、加湿器、补光系统、水泵等自动化设备进行实时控制，以最低能耗打造农作物最佳生长环境。用户通过手机App可以实时查看环境信息、环境信息预警、影像视频、各类参数设置，并对设备进行远程控制。

06 农作物病虫害智能识别子系统

针对农作物病虫害生态防控需求，利用远程拍照式巡航无人机、远程视频监控系统、手机App拍照识别等方式，5G病虫害识别模型/智能决策系统可通过终端设备提取图像数据，基于5G将数据自动上传至MEC边缘云或中心云服务器。该系统通过云端图像信息库及AI分析功能，实时分析田间农作物的病虫害情况，自动诊断识别病虫害，联动病虫害知识库及专家系统可实现专家远程咨询诊断，对病虫害、灾害进行预防，对种植进行科学的农技指导。

07 农作物质量安全溯源管理子系统

质量安全溯源管理子系统对种植生产过程进行信息记录，规范产业园生产种植行为，提高生产者和管理者的质量安全意识，完成对生产作业计划、生产农事作业、投入品等的全过程追溯管理。

“联网农场”是农业的未来，物联网思维正在改变着日常的农业实践。5G和物联网的应用有助于增加整个农业价值链的营业收入，因而已经成为农业发展的主要方向。利用5G和物联网提供的实时数据，农场主可以随时随地获取其资产的最新信息，包括农作物、机械和市场等。

当前，随着5G的发展和普及，网络的智能程度和安全性在不断提高，农业的未来在于5G、NB-IoT等无线连接，MEC边缘云平台近端处理和中心云大数据平台的深度分析计算，应用层各系统归集各类农机设备及终端的海量数据，完成大数据收集、分析、汇总、呈现，最大限度地提高农业生产效率和农业数字化、智能化水平。

中农富通农业园区运营创新研究院（北京中农富达农业发展有限公司），是中农富通集团旗下的专业研究机构，以“聚世界一流农业人才，建国际优秀推广平台”的发展愿景为战略指导，围绕农业园区运营管理， 有效整合内外部优质资源，形成成熟的农业园区管理体系，打造农业园区运营综合问题解决服务平台、农业双创孵化平台，促进以农旅综合园区、农业科技园区、农业产业园区、农业嘉年华等为代表的园区运营模式创新、运营管理提升，实现可持续发展。返回搜狐，查看更多