基于5G 通信的智慧農業發展方向探索

王 睿，劉紅軍，廖榮洋

(宿州學院商學院，安徽 宿州 234000)

一、問題的提出

智慧農業是在現代信息技術產業下探索出來的農業現代化生產的新模式，利用了物聯網、人工智能以及大數據等最新科技。 通過在農場中部署的各個傳感器組成的網絡節點，檢測農業生產環境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度，以及土壤中的水分等數據，將數據上傳至平臺系統。 平臺系統將數據進行處理和可視化，農場主通過平臺觀察生產過程數據、利用平臺的一些功能，實現智能感知、智能分析。

最近幾年，得益于我國物聯網、人工智能、大數據、智能耕具等領域的快速發展，各種核心技術與農業領域不斷融合，我國的農業領域不斷向智能化、數字化、高效化及精準化方向轉變，很多農業問題在農業發展過程中得到了解決。

本文基于5G 通信網絡發展現狀探索智慧農業的發展思路。 近幾年，5G 通信網絡的基礎建設范圍不斷擴大。 5G 網絡可以數字化聲音和圖像的模擬信號，并且具有數據傳輸速率高、網絡延遲低等優勢，進而可滿足高清視頻等的快速傳輸。 本文探索在5G 通信時代，融合運用物聯網、虛擬現實(VR)以及遙感(RS)等技術，通過大數據的分析對比，合理管控農業的各個環節，以此來優化農業生產與管理過程。

二、我國現代農業發展中存在的問題

“民以食為天”，從古至今，農業一直是我國國民經濟的基礎產業，但是隨著工業化和城鎮化的快速發展，出現勞動力短缺、農業生產資金不足、農具落后等問題，農業的發展受到了前所未有的挑戰。

(一)農業資源環境的嚴重透支

隨著城市化進程的加速，近年來，我國的耕地面積呈持續性減少趨勢，同時我國人口眾多，人均耕地面積不到世界平均水平的一半。 很多農民為了獲得更多耕地以增加產量，對土地進行過度開墾，導致植被覆蓋率下降，環境破壞嚴重。同時，我國不少農民存在多用化肥和農藥的生產觀念，造成土壤中化肥和農藥的含量偏高，不僅增大了農業種植成本，而且造成了土壤和水體的污染。 無論是土地超墾，還是土壤重金屬污染，或者化肥、農藥使用率偏高，都對我國農業環境造成了嚴重影響，阻礙了我國農業的健康可持續發展。

(二)農民增收的動力衰減

農民的增收動力來源于農產品生產能夠獲得較高的收入，如果獲得的收入不足以維持生活，農民將不得不通過外出打工等其他渠道獲得生活收入，如此農產品生產方面的勞動力供給也將不斷減少。 近些年我國農業面臨的一系列嚴峻問題和挑戰正在不斷地壓縮農民的收入空間，進一步降低了農民農作的積極性。

造成農民增收動力衰減的原因，首先體現在收入方面。我國農產品供需失衡，表現形式為結構性的供給過多和供給不足，農產品價格走低，挫傷農民種養殖的積極性。 其次是成本方面，環境資源嚴重透支，人工和土地的成本逐漸上升，農業上游的一些產業總體成本不斷加大。 同時，國外的農產品進口對我國農業產生沖擊，造成了農民收入處于較低水平。 成本不斷上升和收入不斷下降使得部分農產品的收益率下降。

(三)農產品供需結構的不平衡

我國農產品供需失衡，部分農產品供大于求、部分農產品供給不足的狀況頻頻出現。 玉米是典型的供大于求的農產品，供給過多導致庫存不斷增多，價格持續走低。 玉米供求結構的失衡使得種植玉米的農民受限于玉米價格持續低迷，收益一直較低。 針對這些問題，政府通過宏觀調控實行強農惠農政策，這有利于提高農業的產量和農民的收入。但是，由于當時政府的一些臨時性政策措施被常態化，一些短期性措施被長期化，而這些長期性政策開始干擾市場信息的正常傳導，影響了市場的供需平衡。 但是政府的決策同時也將會影響市場的供需平衡，如果供需平衡長期被扭曲，最終可能導致整個農產品供需結構的失衡。

目前國際貿易形勢以及農產品供應鏈都發生了一些變化，持續維持糧食大豐收態勢、保障國家糧食安全，面臨更大壓力和更多挑戰。 2020年新冠肺炎疫情的暴發，直接沖擊了國際糧食市場，打破了國際糧食市場的穩定性，再次凸顯了糧食作為重要戰略物資的地位。 當前，我國政府十分重視新型農業的建設，通過深化農業供給側結構性改革、加快農業智能化發展、培育農業發展新動能等一系列措施，力圖帶動我國農業發展邁上新臺階。 新型的智慧農業對市場反應靈敏，與先進的農業設備適配性高，具有自動化、科學化、智能化的優勢，是促進農業快速發展的重要動力源泉。

三、智慧農業發展價值

當前，物聯網、人工智能等新興科技的不斷發展，正改變著農業的生產方式，農業與信息技術深度融合，不斷向智能化方向變革。 智慧農業的提出和發展，能夠極大地促進我國鄉村振興戰略的進一步實施。 利用云計算與物聯網技術，通過安裝在種植園里的各種傳感器設施和無線通信網絡實現智能化管理，可以對農業生產進行智能的感知、預警、決策、分析，從而可以實現精細化的農業生產種植。 智慧農業的布局將極大地提升農業的生產質量，推動我國農業的全面升級轉型。

(一)智慧農業下的農業可持續發展

智慧農業是一種集科學生產和環境保護于一體的新型農業生產方式，有利于農業的可持續發展。 智慧農業通過精細化生產，能節約水資源的利用，減少化肥、農藥的使用，還能使農業廢棄物得到轉化和利用。 在這種方式下，借助計算機網絡和二維碼技術，建立農產品溯源體系以及農產品質量和食品安全互聯共享的信息平臺，完善從農田里到餐桌上的農產品質量安全監管體系，充分保障了人民群眾 “舌尖上的安全” ；建設農業物聯網生態環境監測網絡，準確獲取土壤、濕度、溫度等種植園數據信息，實現種植園環境的智能化治理，促進高效利用資源的農業發展新格局的形成，增強生態系統穩定性，確保產品的質量安全和生產環境的保護。

(二)智慧農業下的農業高效生產

在智慧農業的生產方式下，云計算等先進技術帶動了農業的高效生產，使農場主能更方便地掌握農場生產的相關數據，如環境變化數據、農作物生長情況數據以及市場的需求等，之后再對農場的數據進行科學分析，讓農場主能夠做出相應的判斷；通過對遙感、GPS 等技術的利用，能夠提高對農作物的生產監督效果，從而方便對農作物的產量進行科學的評估與判斷，同時也進一步增強農業生產中應對自然環境風險的能力；通過智能化的物聯網設備，能夠節約大量勞動成本，增強農業的生產組織化水準并提高生產效率。

(三)智慧農業下的農業精細化生產

在農業的精細化生產過程中，智慧農業通常發揮著很大的作用。 在農業生產時，智慧農業首先會對環境進行檢測，并快速分析農作物的生長趨勢，構建一整套農業生產智能化支農平臺，通過大數據監測與物聯網技術利用，對農作物進行精細化的生產操作。 再利用傳感器裝置組成的網絡監控節點，來檢測環境的物理參數，對土壤、濕度、溫度等生產環境條件進行實時的動態監測，使其達到農業生產的環境標準。 所有操作均遵循一定的技術標準和規范，因而智能設備能夠大大提高農產品的質量，滿足消費者的需求，完成供需的有效對接。

四、智慧農業發展方向

(一)VR＋物聯網技術

在農業生產場地里，安裝有大量的傳感器，組成監控網絡，同時還有VR 攝像機與VR 圖像輸出平臺等設備。 傳感器采集數據并進行處理，再反饋給農場主。 農場主通過VR設備和傳感器采集的信息，及時觀察和掌握農業生產基地的基本情況。 同時在物聯網技術的支持下，農業生產經營者可以在第三方平臺上對農場的作物進行三維立體遠程監管與實時操控，實現無人作業，節省人力資源與成本。 隨著農具不斷迭代升級，種植專業程度也在不斷提高，未來農業生產將會不斷減少人力成本，只需要產業工人維護機器，讓農業結合VR＋物聯網技術，可以有效打破時間和空間的限制，通過平臺進行遠程操控生產，高效提升生產效率。 VR 技術與農業生產進行深度結合，前提是需要農業生產自動化的不斷提高，VR、物聯網與農業的結合，達到某一契機后，將會迎來快速發展，深刻改變農業生產發展方式。

(二)農業＋AI 技術

近些年來人工智能有了很大的發展，目前已廣泛應用于社會的各個領域，也為智慧農業的發展注入了新的源泉。 在5G 通信網絡的支持下利用人工智能技術，會讓農業種植更加科技化，例如智能休閑農場、智慧果園等。 目前我國農業領域雖然還沒有全面普及人工智能，但是已經建立了若干個人工智能農業試點，許多具備自然資源和經濟基礎的試點發展迅速，為以后的快速發展打下基礎。 未來的AI 技術會隨著我們的底層技術的成熟而越來越智能化，需求成本也會越來越低，農業與人工智能結合是我們未來農業發展的重要方向。

(三)農業大數據信息服務

在農業大數據化的背景下，農業的各種生產數據、品質數據、溯源數據都能輕松獲得，整個產品質量保障體系也能不斷得到完善。 農業生產信息化是發展農業信息服務的前提，因此，農業生產管理領域的信息化具有很大的發展前景，蘊含著巨大的商業價值。 企業通過重點提高數據分析、數據挖掘能力，拓展數據的廣度和寬度，以便提高數據的準確性，再將數據分享給農業生產者，農業生產者根據企業分析的數據來制訂相應的生產計劃。

(四)低成本的智慧農業設備

目前智慧農具的更新速度越來越快，農具的種類也越來越豐富。 但是全世界大部分地區的農業其實是屬于小農經濟體的，特別是中國，95% 的農民都是如此。 而一套先進農機設備的成本可能高達幾十、上百萬元等，這樣的成本對收入比較低的普通農民來說是無法承受的。 因此，低成本的智能農機裝備在未來會有很大的市場。

(五)智慧農業營銷

網絡營銷是解決農產品 “ 賣難” “ 價低” 問題的有效途徑。 近年來，全國各地掀起了農業休閑旅游、農家樂、農產品線上直銷的熱潮，通過新媒體、網站等渠道來推廣和銷售農產品，并且為游客提供個性化的休閑農業服務。 大力發展智慧休閑農業，有利于推動智慧農業和旅游供給側結構性改革，促進產業融合發展，它已成為農民增收的新途徑和農村經濟增長的新業態，這也是企業利用農業本身的特點來進行智慧農業營銷的一個新機會。

五、結束語

綜上所述，智慧農業能有效推動農業的轉型升級，保障農村農業的穩定經營與健康發展，是現階段農業現代化的重要方向。 伴隨著如今我國新型工業化和城鎮化的快速發展，農業生產和發展過程中遇到的一系列問題，需要得到妥善處理，這關乎中國農業現代化發展的速度與質量。 文章通過調查研究發現，目前我國農業存在資源環境嚴重透支、農民增收的動力衰減、農產品供需結構不平衡等一系列問題，我們通過探索智慧農業，利用VR＋物聯網技術、農業＋AI 技術、農業大數據信息服務以及低成本的智慧農業設備，使得農業生產更加合理、更加科學，農業生態環境保護更加高效、更加全面。 通過智慧農業營銷，可以更好地解決農產品銷售難的狀況，帶動我國農業經濟的快速發展。

當前，5G 通信網絡的發展，將會對智慧農業發展起到良好的推動作用，良好的生產環境與先進的生產技術，有利于我國農業實現高效以及精細化生產，獲得可持續發展，未來中國的智慧農業將會迎來更廣闊的發展空間。