鶴壁市5G數(shù)字農(nóng)業(yè)集成應(yīng)用與示范

張勇

（鶴壁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，河南鶴壁 458030）

5G即第五代移動通信技術(shù)，是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，具有高數(shù)據(jù)速率、低延遲、省能源、低成本、高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接等特點(diǎn)。2019年6月6日，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，中國正式進(jìn)入5G商用元年。2019年10月31日，三大運(yùn)營商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上線5G商用套餐。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，5G高速通信將催生智慧農(nóng)業(yè)、智慧消防、智慧停車、智慧路燈、智慧抄表及視頻監(jiān)控等應(yīng)用，為鄉(xiāng)村管理與決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，助力智慧數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)落地，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

為進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，可運(yùn)用5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)的信息技術(shù)，改變目前數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀。進(jìn)一步加大探索5G在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理中的應(yīng)用，打造5G應(yīng)用場景，提升采集、傳輸、加工、處理、應(yīng)用效率，充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測+自動化控制+農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯+“四情”監(jiān)測（空氣溫濕度，土壤溫濕度，風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照，苗情、墑情、病蟲情、災(zāi)情，以及在線專家?guī)旌椭腔坜r(nóng)機(jī)等）+線上銷售等方面進(jìn)行全面應(yīng)用，使科學(xué)分析更加精準(zhǔn)，視頻傳輸更加流暢，遠(yuǎn)程診斷更加準(zhǔn)確，設(shè)備互聯(lián)更加廣泛，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加精準(zhǔn)智能的管理和決策。

1 鶴壁市數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 “互聯(lián)網(wǎng)+生產(chǎn)”方面

在糧食生產(chǎn)上，應(yīng)用先進(jìn)的“星陸雙基遙感農(nóng)田信息協(xié)同反演技術(shù)”，在全市糧食綠色高產(chǎn)高效創(chuàng)建萬畝示范片實(shí)現(xiàn)了“雙覆蓋”，共安裝了物聯(lián)采集儀器60個(gè)站點(diǎn)，布設(shè)儀器2 400臺（套），實(shí)現(xiàn)了糧食綠色高產(chǎn)高效創(chuàng)建全區(qū)域農(nóng)情監(jiān)測信息化、數(shù)字化、可視化。在設(shè)施農(nóng)業(yè)上，全市蔬菜標(biāo)準(zhǔn)園應(yīng)用“設(shè)施農(nóng)業(yè)智能物聯(lián)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)。

實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+養(yǎng)殖業(yè)”示范，在誼發(fā)牧業(yè)、青年雞等標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場，推廣設(shè)施養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)、聯(lián)合選育網(wǎng)絡(luò)輔助決策系統(tǒng)、飼料配方輔助決策系統(tǒng)、動物健康管理輔助決策系統(tǒng)和動物疫病診斷與預(yù)警輔助決策系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)集約養(yǎng)殖場健康養(yǎng)殖的智能化管理。

1.2 “互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)營”方面

大力發(fā)展農(nóng)村電子商務(wù)，著力構(gòu)建覆蓋市、縣、鄉(xiāng)、村的農(nóng)村電商服務(wù)體系,建設(shè)電子商務(wù)公共服務(wù)中心、鄉(xiāng)村益農(nóng)信息社、鄉(xiāng)村電商服務(wù)示范點(diǎn)等。目前，全市已形成了以“新農(nóng)邦”電商平臺為主導(dǎo)、區(qū)域性農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷售平臺為延伸、農(nóng)產(chǎn)品專業(yè)平臺為補(bǔ)充、村級益農(nóng)服務(wù)社和電子商務(wù)進(jìn)農(nóng)村示范點(diǎn)為終端的農(nóng)村電子商務(wù)服務(wù)框架體系，為農(nóng)村電商的發(fā)展提供了保障。

1.3 “互聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)”方面

積極推進(jìn)信息進(jìn)村入戶工程，著力探索可持續(xù)推進(jìn)機(jī)制，全力打造信息進(jìn)村、服務(wù)到戶的益農(nóng)信息服務(wù)社。全省首家農(nóng)業(yè)網(wǎng)紅培訓(xùn)基地在鶴壁市掛牌，建成網(wǎng)紅助農(nóng)直播間，具有農(nóng)產(chǎn)品展示、網(wǎng)紅直播和技術(shù)直播等功能，為鶴壁市農(nóng)產(chǎn)品代言，宣傳鶴壁市農(nóng)產(chǎn)品，增加農(nóng)產(chǎn)品附加值；簽約“泥巴哥”網(wǎng)紅團(tuán)隊(duì)，舉辦網(wǎng)紅直播培訓(xùn)4次，培訓(xùn)累計(jì)500余人次。

1.4 “互聯(lián)網(wǎng)+管理”方面

建設(shè)市級農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化綜合管理服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、精準(zhǔn)化、數(shù)字化、可控化和全程監(jiān)管。以鶴壁市農(nóng)業(yè)綜合試驗(yàn)示范基地為依托，打造“合格證+追溯+認(rèn)證+品牌+銷售”五位一體的農(nóng)產(chǎn)品全生命周期新模式。

2 思路與做法

2.1 建設(shè)思路

信息技術(shù)在鶴壁市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營、農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)業(yè)服務(wù)中得到了全面應(yīng)用，也發(fā)揮了積極作用。但是，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備接入移動網(wǎng)絡(luò)中，新的服務(wù)和應(yīng)用層出不窮且針對業(yè)務(wù)和用戶不斷進(jìn)行個(gè)性化、智能優(yōu)化，移動流量需求日益增長。因此，亟須發(fā)展新一代5G移動通信網(wǎng)絡(luò)，開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大田生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧養(yǎng)殖、鄉(xiāng)村旅游等實(shí)時(shí)監(jiān)測。

5G數(shù)字農(nóng)業(yè)集成應(yīng)用圍繞目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中對生產(chǎn)、管理和服務(wù)優(yōu)化升級的需求，通過運(yùn)用5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)，在農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)域率先建成應(yīng)用5G數(shù)字農(nóng)業(yè)，推動相關(guān)信息技術(shù)產(chǎn)品集成應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)可看、可用、可復(fù)制、可推廣的發(fā)展路徑，加快數(shù)據(jù)信息匯總集成、共享共用和農(nóng)業(yè)數(shù)字化改造升級，探索農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑。

構(gòu)建數(shù)據(jù)感知、墑情監(jiān)測、智能控制、自動配比、App應(yīng)用、生產(chǎn)溯源、遠(yuǎn)程可視、病蟲測報(bào)等功能為一體的集成應(yīng)用綜合管理平臺，實(shí)現(xiàn)種植區(qū)域大田作物生產(chǎn)過程、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)感知和產(chǎn)品銷售等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息技術(shù)集成應(yīng)用，促進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得重要進(jìn)展，提升信息技術(shù)應(yīng)用能力，使勞動生產(chǎn)率提高50%以上、單位面積產(chǎn)量提升10%以上以及水、肥、藥等農(nóng)業(yè)投入品使用降低10%以上，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)構(gòu)建5G數(shù)字農(nóng)業(yè)管理平臺，提供大田環(huán)境信息智能感知、可靠傳輸、智能控制水肥一體化灌溉、精細(xì)管理、病蟲害預(yù)警與遠(yuǎn)程診斷等服務(wù)，全面提升大田基地的信息化水平，實(shí)現(xiàn)大田基地的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全和可持續(xù)發(fā)展。

在大田基地建設(shè)智能感知系統(tǒng)，采用5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對大田基地的溫濕度、太陽輻射、土壤墑情、視頻圖像等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，通過大田物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，生產(chǎn)者和管理者均可以通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息終端監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)和作物長勢，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對種植基地進(jìn)行有效管理。例如，通過水肥一體化設(shè)備可做到采用標(biāo)準(zhǔn)配方進(jìn)行自動施肥，利用實(shí)時(shí)檢測控制和自動校正功能分區(qū)循環(huán)、定時(shí)定量控制，根據(jù)不同時(shí)段自動調(diào)整灌溉時(shí)間自動灌溉、定時(shí)灌溉等，為大田作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、健康生長創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)省時(shí)省工、節(jié)水節(jié)肥、提質(zhì)增效[3]。

2.2 主要做法

對主要農(nóng)作物全生命周期內(nèi)的環(huán)境、控制、農(nóng)事、安全、收獲、銷售等全鏈條進(jìn)行數(shù)字化、智能化管理，通過購置環(huán)境監(jiān)測及智能控制設(shè)施、水肥一體化設(shè)備、攝像頭、大屏幕等設(shè)施設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)信息采集、分析決策、控制作業(yè)、數(shù)據(jù)管理等功能。

2.2.1 構(gòu)建一體化監(jiān)測體系。建立環(huán)境監(jiān)測及智能控制系統(tǒng)在墑情、苗情、病蟲情、災(zāi)情、長勢、輪作休耕、產(chǎn)量監(jiān)測等方面的應(yīng)用，配套建設(shè)田間綜合監(jiān)測站點(diǎn)、物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)，采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)量、光照、視頻等信息數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)生長環(huán)境和作物本體的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及傳輸。

2.2.2 5G在數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。開展5G在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用示范，發(fā)揮農(nóng)業(yè)部門及研發(fā)單位的優(yōu)勢，做到5G網(wǎng)絡(luò)的示范區(qū)域全覆蓋，在數(shù)據(jù)感知和傳輸上進(jìn)行全面應(yīng)用，提升應(yīng)用水平和服務(wù)能力，為數(shù)字農(nóng)場的建設(shè)和發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)保障。

2.2.3 購置水肥一體化設(shè)備。利用現(xiàn)有的噴灌設(shè)施，通過水肥一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精確感知、精準(zhǔn)操作、精細(xì)管理，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化、規(guī)模化管理水平，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高、安全性和價(jià)格提升。

2.2.4 建立大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心。該應(yīng)用系統(tǒng)通過多系統(tǒng)的高度融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無縫對接、互聯(lián)互通、共享共用，構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心。通過圖表、文字等不同形式進(jìn)行展示和應(yīng)用，提供有針對性的業(yè)務(wù)化、漸進(jìn)式探索分析，更好地幫助用戶發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，并對干熱風(fēng)、倒春寒等做到預(yù)警提醒。

2.2.5 建設(shè)指揮調(diào)度中心。建立功能齊全、反應(yīng)靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的指揮調(diào)度中心，通過一張圖全面了解掌握生產(chǎn)環(huán)境、分析數(shù)據(jù)、自動控制、遠(yuǎn)程視頻、病蟲情、災(zāi)情等數(shù)據(jù)信息。管理人員和技術(shù)人員利用大屏幕上的視頻、信息和數(shù)據(jù)第一時(shí)間掌握生產(chǎn)及管理情況，出現(xiàn)問題及時(shí)處理[4]。

3 應(yīng)用效果

鶴壁市5G在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理中的示范應(yīng)用貫穿于全過程、全鏈條、全環(huán)節(jié)、全周期，具有5G應(yīng)用、環(huán)境采集、病蟲害防治、自動化控制、遠(yuǎn)程可視、農(nóng)殘檢測、全程追溯、指揮調(diào)度、線上銷售等功能。該數(shù)字農(nóng)業(yè)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、加工、處理方式，促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展實(shí)際的深度融合，探索了模式，總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到了節(jié)水節(jié)肥、省工省時(shí)、增產(chǎn)增收的目的，有力助推了鶴壁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展。