5G赋能高标准农田里的“新质生产力”项目

参与单位：联通（河南）产业互联网有限公司、中兴通讯股份有限公司、河南农业农村大数据管理有限公司

案例背景 

联通（河南）产业互联网有限公司（简称“联通河南产互”）坐落于河南省郑州市，是联通在中原地区的重要布局之一。依托中国联通在“云、大、物、智、安”领域的领先优势和集成能力，积极探索5G在农业、医疗、教育、交通等领域的应用，打造多个行业5G应用标杆，不仅提升了各行业的生产效率和服务质量，还为河南省的经济社会发展注入了新的活力。 

作为全国小麦产量第一的农业大省，河南在农业生产数字化转型中面临两大痛点：一是传统农田规划和利用不合理，土地利用率较低，农作物产量不高；二是农业生产应用技术落后，灌排智能化水平不足导致费时费力，过度依赖农药和化肥导致土地产能低且污染严重。为解决上述痛点，河南农业农村大数据管理有限公司联合河南联通、中兴通讯等单位将5G网络的高速率、大容量、低延迟优势与现代农业发展紧密结合，规划了涵盖智能灌溉、精准施肥、病虫害监测预警等12大类40余项5G高标准农田产品方案，有效推动了“以建带用、以用促管”的现代农业转型升级目标，为高标准农田建设注入了强大的5G动力。

项目成果 

1、解决方案 

该案例打造“1+2+3+N”的5G智慧农业架构体系，即一张高速可靠的5G网络，两个高效协同的分布式云平台、三大智能高效的数据处理中台以及N个多元化应用。在采集层，通过部署各类农业监测设备（高清摄像头、湿度与养分传感器、智能气象站等）以及智能农业机械（智能灌溉阀、智能拖拉机等），实现实时捕捉农业数据和农田无人精准调控；在网络层，利用5G、光承载网、NB-IoT等融合组网技术，将农业传感数据和控制信号传输至云控平台；在平台层，建立融合物联感知平台、数据中台和智能中台的一体化云化平台，实现数据治理和数据智能，形成数据资产并赋能农业业务；在应用层，开发接入多种5G+农业融合场景，赋能智慧灌溉、苗情监测、农机调动等不同5G应用场景，推动农业智能化转型。

                                                                                               高效模块化的农田系统专用5G网络架构部署模式 

2、成果亮点 

（1）技术创新点

利用5G 技术高速率、低时延和大连接特性，结合云计算、大数据等现代信息技术，实现大规模农田的远程灌溉、远程实时监测等应用场景，并打造5G直播小屋进行助农直播。 

（2）成果输出情况 

项目基于5G+物联网、云计算、大数据实现智慧农业方面创新成果，形成2项软著，主要涉及高标准农田可视化管理平台、数字菜园管理系统等方面。

应用场景 

依托5G、云计算、大数据等现代信息技术与农田基础设施的深度融合，联通河南产互打造了涵盖20余个应用场景，100+农业物模型库的高标准农田产品，完成了“耕、种、管、收、储、运、销”农业生产全过程的5G 场景落地。

  1.5G+远程灌溉：助力高标准农田的高效耕作 

该场景借助5G低时延、高可靠的特性，将云智能物联网灌溉控制终端、玻璃钢井房、机井首部配套装置集成为一体，管理人员可根据种植需求对灌溉用水的启停控制、水电计量、数据监测、水泵故障预警进行统一调配。该场景5G应用可以充分提高水肥利用率，实现“按需分配”并促进作物种植提质增效。该场景已应用于高标准农田项目50余个，智能灌溉系统预计每年可为当地节约水资源40%以上，每亩小麦增收约100斤。

                                                                                                           5G+远程灌溉装置

   2.5G+智能监测：推动农田管理精准高效 

该场景通过在高标准农田中部署的高清摄像头、无人机航拍系统、土壤湿度与养分传感器以及智能气象站等设备，实时捕捉农田环境的高清视频与关键数据，利用5G网络将这些数据高速传输至部署在边缘计算（MEC）平台上的智能农业管理系统。通过对收集到的图像与数据进行综合分析处理，实现作物生长状态监测、病虫害早期预警、土壤墒情与肥力评估、灌溉与施肥精准调控等应用。该场景降低了75%的病虫害漏检率，作物因管理不当导致的不良率减少了40%，农田管理人员数量减少了30%，有效降低了人力成本。

                                                                                                          5G+智能监测应用场景图 

   3.5G+智能耕种：实现农田耕、种、管、收的无人化 

该场景引入5G+智能耕种系统，该系统采用了云化控制中心与分布式智能执行终端协同工作的设计。云化控制中心方面，通过5G网络实现农田高清视频流、土壤湿度、养分含量、气象数据等多源信息的接收，并通过智能分析得到最优耕种策略。智能执行终端方面，通过5G网络将控制指令实时下发至部署在农田现场的智能灌溉阀、智能拖拉机、无人机等终端，从而实现了云化控制中心与分布式智能终端的高效联动，实现农田耕、种、管、收的精准调控和无人化。该场景使作物生长周期内的水资源浪费减少了30%，化肥使用量降低了25%，农田产出效率与经济效益提升了约20%，助力农业生产绿色、高效与可持续发展。

                                                                                                      5G+智能耕种平台使用界面

   4.5G+北斗+图像识别：助力全方位、实时监测农田 

该场景通过部署“5G+北斗”与地面图像识别传感器网络，实现了对农田环境的全方位、实时监测。搭载图像识别功能的卫星遥感影像与无人机航拍影像，通过5G网络实时传输至监控中心，并通过北斗系统精准定位信息为每一块农田确定精确坐标，构建起农田的数字化地图。该场景既实现了对耕地的全方位、动态化监管，又整合了各方资源，使得监管效率大幅提升，切实有效地守牢耕地红线，保障国家粮食安全。

                                                                                                 5G+北斗+图像识别构建的农田数字化地图

应用效果与推广前景

该案例的5G应用主要取得了三大成效：一是提升灌溉用水利用率，5G +智能灌溉系统的应用，使得水资源调配更精准。经专业测评，灌溉用水利用率提升 20% 以上，有效节约了宝贵的水资源。二是病虫害防治效率提升，5G+智能耕种，极大提升了病虫害防治效率。依据实际应用数据，植保作业时间缩短超 30%，能及时遏制病虫害蔓延，保障农作物健康生长。三是农田管理更加智能高效，借助 5G 连接的农田数据管理云平台与农事决策边缘云平台，实现了对土壤墒情、作物生长状况等的实时监测与精准分析。目前，该方案已辐射全国5个省份24个地市，在 80 余个县市区成功落地，累计打造 200 多个 5G 农业创新应用场景，覆盖面积126万亩，惠及农户18万户。辐射全国5个省份24个地市，带动产品收入超过5000万元，有力推动了农业的数字化智能化转型。