基于5G和物联网的智慧农业大数据管理平台.pdfVIP

基于5G和物联网的智慧农业大数据管理平台

摘要:农业是人类社会以及其他产业生存和发展的基础，随着信息社会的普及和发展，

现代信息技术也渗透了农业。智慧农业云平台是集物联网、移动互联网、云计算等技术为

一体的新的农业生产方式。智慧农业云平台汇聚农业产业、农业“两区”、物联网、植保、

农机、畜牧、农资、农经、科教等各级农业业务应用及数据，构建互联共享的“互联网+农

业”信息服务体系，科学指导农业生产经营、政府决策监管,并能够为社会公众提供服务。

文章在大数据的处理和云平台的构建俩方面展开探讨。

关键词:大数据；智慧农业；云平台

1“5G+物联网+大数据”为智慧农业赋能

针对传统农业面临的不足，5G与物联网、云计算、大数据等新技术深度融合，构建

基于5G和物联网的智慧农业大数据管理平台，可以为智慧农场、智慧农机、智慧林业、

智慧畜牧、智慧渔场、5G联网无人机喷洒农药、远程农业直播、数字乡村等智慧农业相关

应用场景赋能。平台通过5G和物联网技术实时获取农业各层面数据，利用边缘云的近端

实时计算能力和中心云强大的计算和存储服务性能，可对农作物海量数据进行分析处理，

从而挖掘出有用的信息。网络拓扑如图1所示。

图1网络拓扑示意

2智慧农业大数据管理平台架构

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。

3基于“5G+物联网+大数据”的智慧农业平台应用系统

3.1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。

3.2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。

3.3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”。

3.4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