5G在农业领域应用的典型场景案例与5G对农业影响及发展案例.docx

是否有新的“绿色革命”触手可及？农业是一个价值数十亿美元的产业，也是世界上最大的产业之一，占英国GDP的近1%,美国6%和澳大利亚的12%。它还将成为一个正在成长的行业,随着世界人口接近80亿，对食物的需求将会增加。但是，这个行业受到温度和湿度水平微小变化的巨大影响，这通常意味着仅在损坏已经发生时才发现问题。WWT欧洲，中东和非洲地区首席技术官DanielValle说：“在由于采摘机短缺而使农作物腐烂的时代，技术将是农业生存的关键。”部分原因是，农民将采用5G技术-一种可以更好地支持生产力的技术，并且是防止企业增加的成本转嫁给消辨者的重要工具。，农业技采公司应该意或到它将从即将到来的5G驱动的“精确农业”中获得推动。伯明翰城市大学的MakSharma教授说：“农业正在迅速采用变革性的5G技术，以监测环境条件以实现最佳植物生长，并在没有人工干预的情况下跟踪，喂养，监测牲畜甚至奶牛，”“其他示例包括自动耕作，播种，饲喂，健康监测和农作物收割，而无需人工干预，即可使用5G连接的农业机械。所有其他移动网络都可以实现所有这些功能，但是5G的高带宽，支持大量传感器同时进行通信以及低延迟使得它非常适合农场使用。5G可以通过10种方式改变农业。1精准农业精确农业也被称为“智能农业”，是指对农作物进行精确的处理，因此，农民不必给整行农作物相同的东西，而是可以根据需要精确分配到每一行。这一切都是为了减少水、食物、肥料、除草剂的投入。“5G对此至关重要，因为它支持机器对机器（M2M）服务，”CambridgeConsultants的高级传感器物理学家SimonJOrdan说道。5G加速了一切，从而可以集中控制机器并实时发送数据。如果没有5G,则系统仅依赖一天结束时上传的数据。25G农机农业的真正革命在于支持5G连接的农业机械。计算能力和数据收集的大量增加是人工智能（AI）兴起的推动力，但其中缺少一个环节。如何在需要的地方进行数据分析？CambridgeConsultants技术战略总监PaulBeastall表示：“农业机械和传感器上的5G将大大增加可用数据量，这意味着AI现在可以正常工作。”“农场通常来自经验和专业知识的混合，而集中式人工智能已经发现了可以提高产量的模式，例如通过发出温室疾病预警来。”3无人机施药自主无人机喷涂机即将到来；配备杂草扫描仪和农作物喷雾器后，可以使用Al扫描农作物以识别杂草（精确农业），然后仅在需要时使用农药。30分钟后，它们返回场站补充农药。Valle说：“当今有许多项目利用物联网（IoT）农业工具产生的见解来提高效率，例如，将深度学习技术应用于无人机镜头，以帮助识别杂草的集中区域，仅在需要的地方使用除草剂。同样，可以通过分析农作物的颜色和大小来提前或稍后收集农作物。''Valle说，体力劳动仍将占有一席之地，但是通过将智能技术与5G的力量相结合，农民将能够更有效地将时间分配到真正重要的领域。4杂草和农作物监测_目前使用视频分析技术分辨农作物和杂草之间的差异。一个很好的例子是农业巨头JohnDeere拥有的位于BlueRiver的Vodafone5G供电系统。它的“See&Spray”技术使用高分辨率相机，该相机每秒捕获20张图像，并将Al应用于图像，使系统能够识别栽培植物和杂草之间的差异。代替地毯式喷洒，减少农药的使用。另一个例子是Fafaza,它通过检测颜色和叶片纹理的差异来分离植物，从而起到类似的作用。乔丹说：“它的设计目的是在没有保证网络连接的情况下自主工作，并且所有需要的处理过程都安装在平台上。”“但是，如果有5G连接可用，它可以报告杂草的位置或潜在的故障点，以便以后再由另一台机器进行跟踪。”5昆虫追踪即使是一小撮昆虫也可以在很短的时间内使农作物枯萎Jordan表示：“5G可以将数据从固定的现场传感器快速中继回去。”“它们可以实时测量昆虫数量，疾病压力以及土壤状况等。基于5G的地理位置也可以用于在农场中准确地找到机器。6实时牲畜跟踪定位和监控有价值的牲畜的能力(尤其是在高地地区和牧场)对农民至关重要。如果可以将母牛的健康，食物摄入量甚至生育能力传达给农民，他们可以决定何时进行干预。约旦表示：“5G将实现连接和地理定位服务，这可以降低成本并提高目前依赖专有无线电解决方案的牲畜监控解决方案的性能。但是，这取决于5G的可用覆盖范围，而早期部署则集中在城市中心。"Ofbom报告称，英国91%的陆地拥有良好的4G覆盖范围，因此有理由相信基于5G的解决方案可能会迅速影响农业。7监控母牛和产犊了解母牛和牛群在哪里对农民来说至关重要，尤其是在产犊的季节更是如此。沃达丰基于“MoOCalF传感器，设计了一个尾部传感器，在小牛即将出生时向农民发出警报。自2017年推出以来，已使用Moocall传感器安全地出生了25万多头犊牛。这就是物联网，虽然它并不特别要求5G,但毫无疑问，物联网和5G很快就会并驾齐驱。沃达丰业务总监AnneSheehan表示：“随着物联网和5G的普及，我们希望在农业领域看到越来越多的创新。”“通过使用数字工具，农民可以更好地控制诸如饲养牲畜和种植农作物，提高整体生产率，效率和财务绩效等过程.物联网和5G等技术必须被视为农业领域的优先事项。”8减少用水量在干燥，干旱和偏远地区，节省一滴水至关重要。在与阿尔及利亚移动网络运营商Djezzy的试验合作中，诺基亚创建了所谓的全球物联网网络网格(WING),为阿尔及利亚桃农提供实用数据，以帮助他们提高产量。埋在灌溉线下120厘米处的土壤探头收集并发送有关土壤的数据，使农民能够跟踪土壤的水分，水的形态和盐分。通过对读数进行分析,农民可以准确地管理灌溉周期和土壤营养。一个月后,诺基亚的试验发现，该农民在一条灌溉线上每公顷可减少40%的用水量，每公顷可增加5%的收入。WING可在所有移动网络上运行，但只有5G才能改进这种试验。诺基亚WING创始人兼负责人AnkurBhan说：“我们与WlNG的使命是塑造农业和其他行业的未来，并创造一个更智能，更互联的世界。随着5G的使用，此类试验将大大改善，运营商和行业将从WING的全部潜力中受益，因为IoT设备将比以往任何时候都更快地共享和传输数据。”9重型无人机无人机耕种的另一个例子是Volocopter的新型VoloDrone,这是与约翰迪尔(JOhrlDeere)合作开发的面向未来的重型无人机。VoloDrone是一款无人，全电动，重型通用无人机，全电动，直径为9.2m,由18个转子提供动力，能够承载200公斤/440磅的有效载荷，可以将箱子，液体和设备运输到农场的任何地方甚至在嗡嗡的田野中蜂拥而至。105G能否真正帮助偏远地区？可能不是很长时间，或者至少很长时间没有。基于5G的“远程连接”技术还无法替代卫星驱动的IoT服务。Hiber,一家IoT领域的创业公司，其联合创始人兼总经理LaurensGroenendijk说:”5G的传输速度将比以往任何时候都要快得多，但不会对农村地区和发展中国家产生任何影响，这些地区甚至还可能无法访问。”,他认为“这是因为随着5G频率的提高，其覆盖范围实际上更短了，需要建造了更多的基站以覆盖现有的网络覆盖范围。”Hiber最近为偏远地区和发展中国家推出了全球首个物联网卫星网络，称为Hiberbando它覆盖全球90%的区域，其首批项目之一是称为Hostabee的蜜蜂监测解决方案，该解决方案有助于维持蜂巢中的稳定气候，并帮助养蜂人和农民降低蜜蜂死亡率从而帮助农民进行必要的授粉以帮助庄稼成长。Hiberband网络将数据从地面上的调制解调器和天线直接传输到卫星，然后再传输回用户。5G技术在智慧农业中的应用及案例智慧农业和精准农业结合了技术，使从农场到市场的效率和生产力更高。智慧农业一一使用物联网传感器连接从灌溉系统到土壤和牲畜生产的一切。随着5G在全球范围内的推广，这种高带宽蜂窝技术有望对农业技术产生重大影响。农业科技公司旨在通过为农民提供做出良好商业决策所需的数据来最大限度地提高粮食产量。智慧农业技术解决方案帮助农场：减少资源消耗(例如，水、粮食、化肥、农药)最大限度地减少径流和土壤侵蚀提高整体运营和产品分销的效率一个例子是位于印度班加罗尔的水培农场Clover。Ck)Ver使用无线传感器来监测温室中的作物生长。汇总来自多个地点的数据使他们能够改进种植方案，进而生产出更健康的作物，并获得丰富的收成。从果园到养牛场，农场正在利用物联网解决方案来监测影响其利润的多个驱动因素，包括：温度土壤条件污染物水质固定和移动应用可能需要蜂窝物联网连接来实现远程数据收集和设备管理。这些功能类似于可以监测整个流程的制造环境。如今，一些智慧农业终端依赖于短距离无线技术，如WiF和蓝牙。其他则由于距离和射频覆盖需要而使用蜂窝移动网络。5G将支持新应用并增强或取代短距离应用。一个例子是使用配备摄像头的无人机来监测作物生长状况和牲畜健康。5G和智慧农业的未来5G的早期阶段专注于实现高带宽连接。在5G基础设施变得更加普遍之前，集中式农场将是最实际的使用案例。大型企业农业运营可能会建立一个专用5G网络，以实现高带宽使用情况（例如，使用无人机进行作物监测）和来自数千个事务性或触发物联网传感器的数据聚合。目前，当农业运营利用来自不同来源的大量数据时，5G将发挥最大的杠杆作用。在工业养鸡场，来自恒温器和喂料机的数据到达一个中央连接点。对于宽带级5G数据管道而言，这数千个传感器中的每一个都能以极低的成本或复杂度产生少量数据。当聚集在适当规模的集群中时，产生的带宽可以与5G移动宽带带宽保持一致。5G是聚合和回传这些信息的绝佳解决方案。我们可以期待5G3GPPRelease（Rel）17在三到五年内为大规模物联网赋能。Rel17将使开发人员能够利用在5G新无线（NR）无线接入网络（RAN）上运行的低功耗设备的标准。发生这种情况时，可以减轻短距离无线电技术上的数据聚合，因为低成本、低功耗的传感器可以在低功耗5GNR调制解调器上运行。在未来5到10年内，较低的LTE类别（即NB-IOT和LTE-M）将在远程农业传感器的连接选项中发挥主导作用。随着技术的发展，电力需求和成本将下降，从而为远程农业传感器带来新的设计和概念。随着5G标准的发展，桥接技术的端到端能力将变得更加无缝。5G在农业中的使用案例以下是智慧农业技术中一些潜在的当前和未来5G用例：数据聚合5G技术为大型农业运营中的集中数据聚合带来了巨大希望。一个规模较大的工业农场可以建立一个专有5G网络来聚合来自微监测作物管理系统的数据。这些系统包括土壤湿度传感器集群，可能比现有技术支持的密度大几百倍。该网络可以实现更高效的实时监测系统，并触发节流灌溉和其他作物支持系统。预测分析由于5G技术支持数据聚合，大型工业农场可以更好地整合预测分析。考虑到过去和现在的条件数据（如土壤湿度和农药使用），分析软件可以创建模型并预测，以帮助农民做出决策。随着5G实现更密集的实时数据，分析将变得更加精确，从而最大限度地提高农场产量和效率。无人机越来越多的农民正在使用无人机来监测其作物。无人机比驾驶拖拉机在田间穿行成本更低，并能提供更有针对性的作物损害和其他变量信息。作为一项高带宽技术，5G将使无人机能够收集更高质量的视频数据并更快地进行传输。这种高速数据传输能力将使人工智能无人机技术开发和实时报告成为可能。牲畜追踪和监测在Rell7提高5G低功耗和更密集传感器网络的可行性之前，牲畜监测传感器可能会通过Wi-Fi、蓝牙或LTELPWAN来保持连接。一个例外是在大型集中化农场中，5G基础设施可以在一个小区域（如养鸡场）上建设，并跟踪单头牲畜。农业技术开发人员已经创建了畜群管理传感器，包括智能项圈和耳标，以跟踪牲畜的位置和健康