5G网络技术在农业农村发展中的应用

5G网络技术在农业农村发展中的应用

杨丹,闫妍

中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司 吉林长春 130000

摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，4G商用多年，5G方兴未艾。随着5G网络技术的成熟和落地，业界对于5G网络技术的应用领域和实践价值有了越来越多的关注和期待。我国作为农业大国，也是人口大国，铸就“中国粮食，中国饭碗”是第一要义。在乡村振兴战略下，研究5G网络技术在农业农村发展中的应用是现实所需，也是应有之义。

关键词：5G网络时代；农业信息化；农业发展

引言

随着社会信息化的发展，农业信息化发展是农业发展的重要途径。农业信息化是指在农产品生产、管理、运输、仓储、加工、销售、售后等环节中，利用现代技术手段，实现上述各环节信息的有效采集、处理和传播，以此实现提高农业劳动生产率、增加农民收入、提高农业现代化水平。农业信息化发展将使我国农业的发展进入一种全新模式，是农业产业化的一条重要途径。5G，即第5代移动通信系统，以高速率、大容量、低时延的特点，将为移动通信技术带来一次深刻的社会变革。5G最大可达到10Gbps速率，是4G的10~100倍，下载时间是4G的1/10甚至是1/100，使网络不再是选择性的、粗线条式的、分离式的连接，而是将现实世界以数字化的方式带给每个人，构建出万物互联的智能社会。5G的G比特级接入速率，将使终端用户体验到进入“无限网络容量”的时代。

1农业智能化管理系统功能

农业智能化管理系统要求能够在农作物生长过程中，综合考虑环境信息和作物生长状态，减轻劳作人员工作难度。基于5G网络技术搭建的农业智能管理系统，登录后进入系统应用显示界面，包含系统实时监控功能、执行结构设备控制功能、数据显示存储功能及系统报警等，能够将农业生产过程的相关环境参数信息进行显示、分析和存储，并进行数据的实时更新。系统监测功能用于对作物生长过程中的环境信息及作物生长状态进行监测。监测过程中，各种传感器进行数据的采集，并通过5G网络技术将数据传输至上位机;当系统监测到的数据信息超出设定值后，农业智能管理系统进行系统报警，并将控制指令传输至执行驱动机构。数据显示与数据报表是将系统监测区域内的有效数据进行统计及显示的过程。数据报表分为实时报表和历史报表，数据报表是作物生长环境参数变化规律的统计信息，是对作物生长过程趋势及走向的统计过程，能够根据报表结果对生长状态进行预防。

2、5G网络技术在农业农村发展中的应用

2.1智慧种植场景

以农业种植为应用场景，以基地数字建模为实现基础，以“‘5G+’物联网+人工智能”为底层核心技术，整合现代农艺和农机装备、绿色植保技术、无人机、机器人、人工智能、物联网、大数据、云计算、遥感、导航、地理信息系统等技术，依托各种传感节点和5G通信网络，建议创建一批“5G+”智慧种植场景，重点创新应用“5G+”天空地一体化农情获取、“5G+”地空一体化智能农业机器人和农业装备等协同作业、“5G+”专家在线指导等，实现农业生产环境的智能感知、智能分析、智能决策、智能预警、专家在线指导，达到绿色生态农业生产的精准化种植、可视化管理和智能化操控，打造体验式、可复制、易推广的绿色生态、高效环保的循环生态“5G+”智慧种植新模式。

2.2、5G网络技术在农村中的应用使得数字乡村建设不断推进

5G网络技术在农村发展中的应用是全面而深刻的。以浙其依托于5G网络技术，高举建设“5G数字乡村”旗帜，在村内建起了数百个微基站，试图打造乡村数字化发展示范样本。一是数字管理。通过在智慧灯管上安装的高清摄像头，村委会可以实时查看村里的来往车辆及行人情况，对村内基础事务做到“心中有数”及数字化管理。二是数字医疗。借助5G网络技术，江西俞村在村内搭建了“免费问诊—专线挂号—送诊上门—定点医保”的服务路径，致力于消除乡村群众的“健康盲点”。三是数字产业。江西俞村依托5G网络技术搭建的新媒体平台孵化、扶持、培育出了一大批农民主播和农村网红，“能人经济”“眼球经济”“网红经济”趁势而起，为乡村数字产业提供了全新理念和经营模式。

2.3、5G联网无人机

无人机对网络信号的时延性要求很高，5G网络赋予无人机超高清视频传输、远程联网和自主飞行等重要能力，5G技术使无人机机群协同作业和24小时不间断工作成为可能，在农业、安防、电力等行业有巨大发展空间。植保无人机体积小、重量轻，飞行操控灵活，对不同地块、作物都有良好的适用性。在平台端可以远程操控联网无人机，进行下达任务、自主设计航线、实时回传喷洒数据、作业完毕自动返航等功能设置。植保无人机减少农药使用量在20%以上，节省用水量在90%以上，提高农药利用率在30%以上。无人机旋翼产生的稳定风场可以穿透到作物底部，雾化效果好，可达到叶片的背面。无人机水稻直播在南方比较普及，每天可播300~600亩，是地面机械的3~5倍，同时省去育秧、运秧、插秧多道工序。无人机可以根据种子的大小调节喷头的大小，根据需要，成行成列地喷撒种子。无人机还可以喷撒颗粒化肥和农药，针对颗粒密度与质量的不同，可以自动调整药箱参数，提供高效智能的施肥、施药方案。无人机搭载一系列的遥感设备，可以拍摄作物的生长情况。遥感图片结合大数据进行分析，可以实现作物监测、施肥建议、病虫害预测等功能。不同农作物反射红外线的光谱不同，可以测算出农作物的面积。通过红外光谱和高清照片可以分析病虫害的情况。森林管理方面，在林场的周围布设5G无人机地面站，覆盖范围大约是100公里。在无人机上搭载一些设备，如光学相机、高清摄像机等，来监测植被生长情况、森林覆盖情况，通过大数据分析树的品种、成活率，给出补种建议，也可以对森林发生的病虫害进行预测，提出防治建议。森林消防方面，日常根据需要可以规划巡检路线，有异常无人机会自动报警。如果森林起火，可以派无人机查看火情火势，火后可以利用无人机对起火点进行识别。

2.4农业资源化利用场景

将5G技术与畜禽粪污处理资源化，生活污泥、厨余垃圾、园林废弃物资源化，以及专业的堆肥工厂建设结合，创建一批“5G+”农业资源化利用场景，重点创新应用“5G+”农业资源化利用环控系统、“5G+”农业资源化利用预处理系统、“5G+”翻堆机系统、“5G+”堆肥生产线等，实现农业资源化利用的高效处理。

结语

本文根据5G+带来的智慧农业发展机遇，分析了5G+技术在智慧农业数据获取感知、自动作业调控、远程专家诊断、仓储物流追溯等方面的促进作用，提出了5G+在智慧种植、智慧畜禽养殖、智慧渔业、农业资源化利用、智慧供应链、农产品质量安全智慧监管等方面的场景需求及重点创新技术应用，为5G+技术在智慧农业领域的创新应用提供参考，为健全5G+引领的智慧农业技术体系提供思路。根植于农业5G+的需求场景，促进“5G+”智慧农业的科技创新、技术验证、成果转化与应用示范，建议各地方政府尽快实施一批生产方式绿色化、创新技术多元化、应用场景典型化、成果应用成熟化的“5G+”智慧农业示范应用。

参考文献

［1］孙艳茹，逄崇雁，周明佳．基于人工智能与5G技术的服务机器人应用［J］．科学技术创新，2020(27):83－84．

［2］吕聪敏，熊伟．基于5G切片和MEC技术的智能电网总体框架设计［J］．电力信息与通信技术，2020，18(8):54－60．