5G通信技术在农林业生产中的应用与展望

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　　摘 要：随着5G通讯技术的逐步应用，农林业生产迎来了一个崭新的时代。该文对5G通信技术及其在农林业生产中的应用进行了概述，以期为实现5G通信技术在智慧农业的推广和普及提供参考。
　　关键词：5G;智慧农业;农林业;农村建设
　　中图分类号 TN929.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）07-0144-02
　　2019年6月6日工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照，标志着中国通信网络正式进入了5G时代。传输速度更快、更准确的5G通信技术，将会给我国传统农业带来颠覆性的改变。2019年9月19日，中国移动在吉林长春召开5G+农业数字化大会，会议成立了“5G农业数字化联盟”，这是中国农业信息化进入5G时代的里程碑。中国作为传统的农业大国，农林业在国家现代化建设中发挥着重要的作用。然而，由于我国农林业生产长期以来处于发展缓慢、抗风险低等状况，严重制约着现代化的发展。随着5G信号在我国覆盖区域的不断扩大，其在农林业中必将发挥着重要的作用，特别是与物联网结合的广泛应用，将有助于促进我国农业现代化的实现。国内学者对于5G通信技术的研究主要集中在现状[1]、发展趋势[2]、关键技术[3]、手机通讯领域[4]的应用等方面，尚未见有关5G通信技术在农林业生产方面的应用及展望等的相关研究报道。本文基于前人的研究成果，阐述了5G通信技术及其在农林业生产中的应用，展望了今后的发展方向，以为实现5G通信技术在智慧农业的推广和普及提供参考。
　　1 5G通信技术概述
　　5G顾名思义就是第5代移动通信技术的简称，其具有的特点表现为：eMBB-连续广域覆盖、热点高容量;mMTC-低功耗大连接;URLLC-低时延高可靠等。具体表现为：用户体验速率理论上能达到1Gbps，峰值速率达到20Gbps，整体相当于4G网络条件下的速率的100倍;同时，流量密度达到10Tbps/km2，移动性500km/h，连接数密度最高到达106/km2，单向空口时延1ms，可靠性能达到99.999%。根据目前中国移动5G的测试以及商用运行经验，可依托5G自身网络连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠等特点融入于智慧农业的发展中。随着5G信号在全国范围的不断覆盖，特别是5G与农业物联网的结合，极为显著地利用降5G智能设备降本增效，从而使其能够在农业生产中得到了广泛的应用。
　　2 5G通讯技术在农林业生产中的应用
　　物联网是指能使物品之间能够互相链接的网络，让万物互联互动。目前，物联网的使用范围较广，主要涉及智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、工业监测、个人健康等各种领域，将5G通讯技术与物联网技术进行结合，更好地发挥其在农业生产中的重要作用，必将加快我国农业生产的智能化发展[4]。
　　2.1 植物病虫害智能诊断 在5G通讯技术开发之前，生产上已经有植物病虫害识别系统以及农作物病虫害智能诊断APP，但是受限于无线网络技术的发展，基本上都是独立使用的，且费用较高，准确率较低，严重制约着上述系统的推广使用。随着5G通讯时代的到来，利用物联网平台的优势，农民可以在自己的田间布置自动化运作的农作物虫情及病菌孢子自动捕捉观测系统，以及农田气候土壤监测系统，有效地实现对植物病虫害的预警和防范，即当监测设备分析发现可能发生病虫害，先行通过5G网络即时向农民绑定的手机发出警告。之后，农民到达预警的地点，利用手机等便携设备采集照片影像，与诊断型专家系统服务器数据库内病虫害信息进行对比诊断推理，有助于初步判断病虫害种类，并做出相应的对策。由于5G通讯技术具有的高带宽、低延迟的特性，不仅能大大提高APP处理和响应速度，而且在准确度上可以保证农民能够直接搭配适用的农药和防治方法。若植物病虫害发生复杂，则能够直接与专家在线实现文字、视频等交流，从而可以较好地实现对于病虫害的防控。同时，5G通讯技术可利用地理位置定位系统，汇集起周边地区农民使用APP上传的病虫害信息，利用大数据进行分析，向有关农林业政府主管部门反馈，从而有效发挥了其提前预防特定病虫害大暴发的功能。
　　2.2 特色农林产品销售 我国农业现代化受到制约的因素主要有农产品市场化发展不足、营销水平比较低下等[5]。全国农村地区特别是贫困地区，基础设施相对落后，尽管有地域特色的农林产品，但由于交通不便、信息闭塞等原因，不能在市场上进行大范围销售。例如，贵州省龙里县生产刺梨及其加工品，口味独特、产品好，然而在北京、上海等大城市很少见到，这些市场多为新疆香梨、安徽砀山梨等。随着5G通讯技术的进一步普及，电商平台可以较好地将所销售的农业商品从原产地直接采购销售。同时，也有部分电商平台开始尝试对所销售农业产品进行全过程的追溯，从耕地、播种、施肥到打药、收割等环节，有助于促使农产品标准化，有效地管控质量风险。上述尝试有助于进一步推动5G与电商平台的融合，更好地推动农产品品牌化经营，提升农产品附加值，更好地促进当地经济条件改善，使农民获得更大的收益。
　　2.3 休闲农林业发展 休闲农林业的涵盖面很广，不仅有大家所熟知的农家乐，而将农林业景观资源与生产活动相结合，涵盖了观光、休闲、旅游等方面，融合了农林业种养、加工、销售、娱乐、休闲等为一体的新型农业生产经营模式。目前，随着乡村旅游逐步发展，休闲农业已逐步成为了农民增加收入的重要途径。借助5G通讯技术，使用360度全景效果图可以让游客通过VR设备提前了解乡村农庄的景点特色、游玩方式（比如耕地体验、采摘果蔬等），有效地吸引了广大久居城市的游客。同时，通过AR技术可以较好地推销农家乐自有的特色产品。
　　2.4 智慧农业发展 自1995年起至今，我国农业人口无论是整体数量还是所占比例都在不断下降，同时，我国的人口基数却在不断增加，这对于提高我国农林业生产效率提出了更高的要求，对农林业生产自动化提出了迫切需求。随着5G通信技术的发展，我国正在智慧农业的道路不断探索和进步。例如，中国移动可以提供基于5G蜂窝网络和OneNET平台的高性价比农业温室物联网解决方案。该方案将采用窄带物联网（NB-IoT）低功耗蜂窝网络，按照《中国移动农业物联网数据采集标准》将植物生长环境数据，包括各个大棚的温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、光照强度等上传至云端OneNET平台，终端以APP、大屏等方式展现，为用户提供及时的数据信息呈现、环境智能控制、AI种植模型、种植指导等服务。
　　3 展望
　　中国移动作为5G农业技术实践的先行者，在5G商业运行的过程中积累了丰富的经验，在生产方面通过5G+AI精准种/养殖、5G智慧渔业、病虫害智能诊断等方面在农业的运用;经营方面，推动特色农产品出村、农产品溯源等，提高农业经营信息化水平;管理方面，通过现代化信息技术与村务管理、产业分析、环境监控、安全服务、森林巡检等融合，提高农村管理、治理信息化水平;服务方面，运用信息化手段开展农民职业技能培训、手机培训，推广手机“新农具”，推动乡村旅游、民宿管理等发展，提高服务信息化水平。未来，5G通信技术在推进高校开展虚拟仿真实验方面将发挥出更加重要的作用。
　　参考文献
　　[1]杨梓煜.5G通讯的技术现状及面临的挑战[J].价值工程，2019，38（25）：257-259.
　　[2]王亚文，王丹，刘佳.浅谈5G通讯技术及其发展趋势[J].电子制作，2019（18）：73-74.
　　[3]简展鹏.5G移动通讯发展趨势及关键技术研究[J].传播力研究，2019，3（22）：284-285.
　　[4]李民.5G技术在手机通讯领域的应用[J].数字通信世界，2019（09）：164.
　　[5]韦志会.5G助力农业现代化浅议[J].合作经济与科技，2020（03）：22-23. （责编：张宏民）
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