5G技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中的應(yīng)用展望

劉廷敏 向模軍

摘要? ? 回顧了移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷程，總結(jié)了5G技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)景，展望了5G技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中的應(yīng)用，例如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域涉及農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)等，在農(nóng)村應(yīng)用涉及遠(yuǎn)程醫(yī)療、教育公平、鄉(xiāng)村旅游等。5G技術(shù)必將促進(jìn)“三農(nóng)”工作邁向新臺(tái)階。

關(guān)鍵詞? ? 5G技術(shù);農(nóng)業(yè);農(nóng)村;應(yīng)用

中圖分類號(hào)? ? T327? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）08-0262-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? This article reviewed the development of mobile communication technology，summarized the characteristics of 5G technology and its application scenarios，and looked forward to the application of 5G technology in agriculture and rural areas.In the agricultural field，it involved agricu-ltural big data collection，agricultural production intelligentization and agricultural e-commerce.In rural applications，it involved telemedicine，educa-tion fairness and rural tourism.5G technology will definitely promote the work of agriculture，rural areas and farmers to a new level.

Key words? ? 5G technology;agriculture;rural area;application

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，擁有廣闊的農(nóng)村，農(nóng)民占比過半，國(guó)家始終把“三農(nóng)”工作放在重要位置，中央一號(hào)文件已連續(xù)16年聚焦“三農(nóng)”。5G技術(shù)帶來了信息化的顛覆式變革，必將推動(dòng)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村的迅速發(fā)展。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》提出，要積極開展5G技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中的應(yīng)用研究，建立健全5G引領(lǐng)的智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。

1? ? 5G技術(shù)及其特點(diǎn)

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱5G）是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。移動(dòng)通信技術(shù)以10年一代歷經(jīng)5代發(fā)展，現(xiàn)在正處于第四代向第五代的迭代階段。其發(fā)展歷程具體如圖1所示。

1G：第一代移動(dòng)通信技術(shù)，“大哥大”橫空出世，讓無(wú)線通話成為可能，標(biāo)志著進(jìn)入語(yǔ)音時(shí)代。2G：第二代移動(dòng)通信技術(shù)，語(yǔ)音與短信普及，低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成為可能，標(biāo)志著進(jìn)入文本時(shí)代。3G：第三代移動(dòng)通信技術(shù)，智能手機(jī)出現(xiàn)并迅速普及，上網(wǎng)瀏覽圖片成為可能，標(biāo)志著進(jìn)入圖片時(shí)代。4G：第四代移動(dòng)通信技術(shù)，手機(jī)上網(wǎng)普及，移動(dòng)互聯(lián)大放異彩，在線視頻觀看成為可能，標(biāo)志著進(jìn)入視頻時(shí)代。5G：第五代移動(dòng)通信技術(shù)，人與人、人與物、物與物互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全連接，標(biāo)志著進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代。

5G定義了三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB），超低時(shí)延高可靠通信（uRLLC），海量連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）。這意味著5G特點(diǎn)可以概括為以下3點(diǎn)。一是更大的網(wǎng)絡(luò)寬帶。在信息傳輸速度上，5G速率可以達(dá)到4G的100倍，能夠?qū)崿F(xiàn)峰值速率達(dá)20 Gbps，意味著幾秒就能完成高清視頻下載，使用手機(jī)播放4K、8K視頻不會(huì)出現(xiàn)卡頓，為使用者帶來超快的體驗(yàn)感。二是更快的響應(yīng)速度。5G做到了最大程度上降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲，能夠?qū)崿F(xiàn)單向空口時(shí)延低到1 ms，僅相當(dāng)于4G的1/10，具有更高的可靠性，可快速響應(yīng)需求，讓遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等成為可能。三是更多的接入設(shè)備。5G做到了大規(guī)模機(jī)器通信，連接密度可達(dá)100萬(wàn)連接/km2，與4G相比用戶容量可以大幅增加，避免運(yùn)動(dòng)場(chǎng)或熱門景區(qū)因人多造成的信息不好、數(shù)據(jù)傳輸不暢的情況，可以廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)。

2? ? 5G在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用展望

2.1? ? 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集更加快捷

近些年來，大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。利用傳感器等技術(shù)手段采集農(nóng)作物各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，通過5G網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器或云端，運(yùn)用大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而提供“精準(zhǔn)化”的農(nóng)資配方、“智慧化”的管理決策，達(dá)到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的目的[1-2]。

5G技術(shù)縮短了數(shù)據(jù)獲取、傳輸?shù)臅r(shí)間，擴(kuò)大了數(shù)據(jù)采集的空間。目前，很多溫室大棚已經(jīng)開始引入智能化設(shè)備，比如布置各種探頭或者傳感器。一方面，大棚的管理者可以采集到大氣、土壤、作物、病蟲害等多方面的海量數(shù)據(jù)，然后憑借5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、快捷的優(yōu)點(diǎn)，把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，通過大數(shù)據(jù)分析迅速判斷農(nóng)作物生長(zhǎng)情況并給出合適的解決方案。另一方面，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化操作，比如無(wú)人駕駛拖拉機(jī)運(yùn)用5G超高可靠低時(shí)延通信的特征，可實(shí)時(shí)向管理員提供障礙物數(shù)據(jù)，借助人工智能算法重定向路徑，利用無(wú)人機(jī)采集到的各個(gè)田塊的影像等信息數(shù)據(jù)，后期可實(shí)現(xiàn)基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)管理，實(shí)現(xiàn)更少的人力成本和更有效的種植效率，獲得更高的產(chǎn)量和更高的利潤(rùn)。

2.2? ? 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與加工更加智能化

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)提出了很多年，之所以沒有實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)很重要的原因就是網(wǎng)絡(luò)容量不夠。5G網(wǎng)絡(luò)在廣大農(nóng)村地區(qū)的全面覆蓋，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供了強(qiáng)大的保障，使諸多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景成為可能。5G技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，能夠推動(dòng)農(nóng)業(yè)裝備的智能化不斷升級(jí)，能夠加快物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用。目前，我國(guó)實(shí)施農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與加工提供了集顯示、預(yù)警和控制管理等為一體的服務(wù)，從而加速建設(shè)規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺(tái)[3]。

5G時(shí)代，在我國(guó)的糧食產(chǎn)區(qū)則建立起了綜合化的物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控系統(tǒng)，推廣應(yīng)用傳感器、收集器和控制器等智能化設(shè)備，加速推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)設(shè)備的升級(jí)與優(yōu)化，從而加速推進(jìn)中大型農(nóng)機(jī)推廣公司的出現(xiàn)和發(fā)展。園林是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的示范區(qū)，在我國(guó)的農(nóng)業(yè)科技園區(qū)中，加快各種智能設(shè)備布置以構(gòu)建園林的智能化監(jiān)控，完成防火等的預(yù)警和監(jiān)測(cè)。不少農(nóng)場(chǎng)已搭上5G快車，農(nóng)場(chǎng)主能第一時(shí)間掌握牲畜的育種、飼養(yǎng)、生長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)、疫情等情況，還加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人對(duì)牲畜的喂養(yǎng)、擠奶和清洗等示范性的應(yīng)用。水產(chǎn)養(yǎng)殖也運(yùn)用5G技術(shù)，養(yǎng)殖戶可實(shí)時(shí)獲取水質(zhì)分析、魚蝦健康狀況等情況，科學(xué)決策以提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和防控病害，最終期望構(gòu)建起可持續(xù)循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。此外，還要加強(qiáng)對(duì)智能化機(jī)器設(shè)備的研發(fā)，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展[4-5]。

2.3? ? 農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)更加電商化

5G技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的賦能，也從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)端、農(nóng)業(yè)服務(wù)端延伸到消費(fèi)端。5G時(shí)代，農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)服務(wù)要從農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、營(yíng)銷和管理等諸多方面進(jìn)行升級(jí)。運(yùn)用5G等現(xiàn)代信息技術(shù)搭建起信息化的經(jīng)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，轉(zhuǎn)變農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)市場(chǎng)，改變消費(fèi)者的購(gòu)買方式，不僅能夠提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還能夠給消費(fèi)者帶來更加良好的購(gòu)物體驗(yàn)[6-7]。

5G在提高網(wǎng)速的同時(shí)也加速了信息的流通和傳播，在搭建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的信息化經(jīng)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)過程當(dāng)中，信息平臺(tái)的建立和完善是關(guān)鍵，必須以電子商務(wù)為代表，將農(nóng)產(chǎn)品的銷售平臺(tái)拓展開來，進(jìn)而轉(zhuǎn)變農(nóng)產(chǎn)品的采購(gòu)和銷售的方式，并進(jìn)一步暢通農(nóng)業(yè)的市場(chǎng)信息渠道和流通渠道。農(nóng)業(yè)新媒體逐漸活躍，各類微營(yíng)銷中的農(nóng)產(chǎn)品銷售案例層出不窮，5G時(shí)代的信息共享打破了束縛農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的時(shí)空限制和“信息鴻溝”?！?G+區(qū)塊鏈”技術(shù)，解決了目前農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中存在的中心化管理模式、農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈時(shí)空跨度大、信息多樣且易被篡改等問題，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌全流程的正向追蹤和反向追溯。

3? ? 5G在農(nóng)村中的應(yīng)用展望

3.1? ? 遠(yuǎn)程醫(yī)療成為可能

5G具有的超可靠、低時(shí)延特性，讓遠(yuǎn)程醫(yī)療成為可能，尤其是在光纖網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋的農(nóng)村等偏遠(yuǎn)地區(qū)。由于延時(shí)只有0.1 s，在農(nóng)村實(shí)施遠(yuǎn)程外科手術(shù)幾乎能夠做到實(shí)時(shí)同步，大幅提高診斷甚至手術(shù)的效率，使農(nóng)村也能享受到城市的醫(yī)療資源。充分利用5G技術(shù)開展遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，能有效緩解醫(yī)生資源不足、診療水平不高的狀況，對(duì)于醫(yī)療資源均衡化問題具有現(xiàn)實(shí)意義[8-9]。

3.2? ? 鄉(xiāng)村教育實(shí)現(xiàn)公平

5G技術(shù)讓傳播速度和傳輸質(zhì)量比現(xiàn)在更快、更好，5G時(shí)代直播課程更加高清，可接入的移動(dòng)端數(shù)量更多。在5G時(shí)代，開展農(nóng)業(yè)信息進(jìn)村入戶模式，利用直播培訓(xùn)、遠(yuǎn)程教學(xué)、電話會(huì)議等新型傳媒方式，讓農(nóng)民足不出戶就可以潛移默化地接受新知識(shí)。在5G時(shí)代，農(nóng)村接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)生，在收聽、收看時(shí)更加清晰，在互動(dòng)時(shí)更加流暢，農(nóng)村孩子也可以享受優(yōu)質(zhì)的課程。推動(dòng)5G與教育的深度融合，讓教育普惠更近一步，在一定程度上解決了教育資源分配不公的問題[10]。

3.3? ? 鄉(xiāng)村旅游身臨其境

目前，鄉(xiāng)村旅游業(yè)發(fā)展迅猛，節(jié)假日更是人滿為患，5G帶來的不只是網(wǎng)速變快了，還有高密度的連接。借助5G技術(shù)，游客能了解到景區(qū)的實(shí)時(shí)狀況，以便規(guī)劃自身的游玩方案，錯(cuò)峰游玩在一定程度上緩解了景區(qū)的壓力。5G將推動(dòng)AR、VR、MR等智能終端產(chǎn)品大面積商用，隨時(shí)隨地的VR全景、無(wú)處不在的智慧導(dǎo)覽，讓鄉(xiāng)村旅游“身臨其境”，必將促進(jìn)休閑農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，5G技術(shù)本身及標(biāo)準(zhǔn)在不斷的完善之中，廣大農(nóng)民的現(xiàn)代信息技術(shù)能力有待提高。綜合來看，5G農(nóng)業(yè)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要努力的方向，5G技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村中有著廣闊的應(yīng)用，5G時(shí)代下的未來農(nóng)業(yè)也將會(huì)更加智能，“5G+三農(nóng)”也必將邁向新臺(tái)階。

5? ? 參考文獻(xiàn)

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