5G技术在农业农村中的应用展望

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　　摘要    回顾了移动通信技术发展历程，总结了5G技术特点及其应用场景，展望了5G技术在农业农村中的应用，例如在农业领域涉及农业大数据采集、农业生产智能化、农产品电子商务等，在农村应用涉及远程医疗、教育公平、乡村旅游等。5G技术必将促进“三农”工作迈向新台阶。
　　关键词    5G技术;农业;农村;应用
　　中图分类号    T327        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）08-0262-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（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
　　我国是农业大国，拥有广阔的农村，农民占比过半，国家始终把“三农”工作放在重要位置，中央一号文件已连续16年聚焦“三农”。5G技术带来了信息化的颠覆式變革，必将推动农业、农村的迅速发展。农业农村部印发《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》提出，要积极开展5G技术在农业农村中的应用研究，建立健全5G引领的智慧农业技术体系。
　　1    5G技术及其特点
　　第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术。移动通信技术以10年一代历经5代发展，现在正处于第四代向第五代的迭代阶段。其发展历程具体如图1所示。
　　1G：第一代移动通信技术，“大哥大”横空出世，让无线通话成为可能，标志着进入语音时代。2G：第二代移动通信技术，语音与短信普及，低速数据业务成为可能，标志着进入文本时代。3G：第三代移动通信技术，智能手机出现并迅速普及，上网浏览图片成为可能，标志着进入图片时代。4G：第四代移动通信技术，手机上网普及，移动互联大放异彩，在线视频观看成为可能，标志着进入视频时代。5G：第五代移动通信技术，人与人、人与物、物与物互联，实现全连接，标志着进入万物互联时代。
　　5G定义了三大业务场景：增强移动宽带（eMBB），超低时延高可靠通信（uRLLC），海量连接物联网（mMTC）。这意味着5G特点可以概括为以下3点。一是更大的网络宽带。在信息传输速度上，5G速率可以达到4G的100倍，能够实现峰值速率达20 Gbps，意味着几秒就能完成高清视频下载，使用手机播放4K、8K视频不会出现卡顿，为使用者带来超快的体验感。二是更快的响应速度。5G做到了最大程度上降低网络通信延迟，能够实现单向空口时延低到1 ms，仅相当于4G的1/10，具有更高的可靠性，可快速响应需求，让远程医疗、自动驾驶等成为可能。三是更多的接入设备。5G做到了大规模机器通信，连接密度可达100万连接/km2，与4G相比用户容量可以大幅增加，避免运动场或热门景区因人多造成的信息不好、数据传输不畅的情况，可以广泛应用于物联网。
　　2    5G在农业中的应用展望
　　2.1    农业大数据采集更加快捷
　　近些年来，大数据的研究和应用引起了社会的广泛关注。利用传感器等技术手段采集农作物各个环节的数据信息，通过5G网络上传到服务器或云端，运用大数据等先进技术对采集的海量数据进行分析处理，进而提供“精准化”的农资配方、“智慧化”的管理决策，达到农业增产、农民增收的目的[1-2]。
　　5G技术缩短了数据获取、传输的时间，扩大了数据采集的空间。目前，很多温室大棚已经开始引入智能化设备，比如布置各种探头或者传感器。一方面，大棚的管理者可以采集到大气、土壤、作物、病虫害等多方面的海量数据，然后凭借5G网络实时、远程、快捷的优点，把这些数据传输到数据中心，通过大数据分析迅速判断农作物生长情况并给出合适的解决方案。另一方面，对于农业机械化操作，比如无人驾驶拖拉机运用5G超高可靠低时延通信的特征，可实时向管理员提供障碍物数据，借助人工智能算法重定向路径，利用无人机采集到的各个田块的影像等信息数据，后期可实现基于农业大数据的精准管理，实现更少的人力成本和更有效的种植效率，获得更高的产量和更高的利润。 　　2.2    农业生产与加工更加智能化
　　农业物联网已经提出了很多年，之所以没有实现，其中一个很重要的原因就是网络容量不够。5G网络在广大农村地区的全面覆盖，为农业物联网提供了强大的保障，使诸多物联网应用场景成为可能。5G技术在现代农业中的应用，能够推动农业装备的智能化不断升级，能够加快物联网在农业中的具体应用。目前，我国实施农业的物联网示范项目，给农业生产与加工提供了集显示、预警和控制管理等为一体的服务，从而加速建设规模化的农业物联网综合服务平台[3]。
　　5G时代，在我国的粮食产区则建立起了综合化的物联网测控系统，推广应用传感器、收集器和控制器等智能化设备，加速推动我国农业设备的升级与优化，从而加速推进中大型农机推广公司的出现和发展。园林是现代农业的示范区，在我国的农业科技园区中，加快各种智能设备布置以构建园林的智能化监控，完成防火等的预警和监测。不少农场已搭上5G快车，农场主能第一时间掌握牲畜的育种、饲养、生长、营养、疫情等情况，还加强农业机器人对牲畜的喂养、挤奶和清洗等示范性的应用。水产养殖也运用5G技术，养殖户可实时获取水质分析、鱼虾健康状况等情况，科学决策以提高养殖产量和防控病害，最终期望构建起可持续循环的生态系统。此外，还要加强对智能化机器设备的研发，促进我国现代农业产业链的完善，进而实现我国现代农业的转型和发展[4-5]。
　　2.3    农产品运营更加电商化
　　5G技术对农业的赋能，也从农产品生产端、农业服务端延伸到消费端。5G时代，农产品的经营服务要从农产品的生产、加工、运输、营销和管理等诸多方面进行升级。运用5G等现代信息技术搭建起信息化的经营服务平台，转变农产品的消费市场，改变消费者的购买方式，不仅能够提高农产品的质量，而且还能够给消费者带来更加良好的购物体验[6-7]。
　　5G在提高网速的同时也加速了信息的流通和传播，在搭建现代农业产业链的信息化经营服务平台过程当中，信息平台的建立和完善是关键，必须以电子商务为代表，将农产品的销售平台拓展開来，进而转变农产品的采购和销售的方式，并进一步畅通农业的市场信息渠道和流通渠道。农业新媒体逐渐活跃，各类微营销中的农产品销售案例层出不穷，5G时代的信息共享打破了束缚农产品运营的时空限制和“信息鸿沟”。“5G+区块链”技术，解决了目前农产品追溯系统中存在的中心化管理模式、农产品供应链时空跨度大、信息多样且易被篡改等问题，能够实现农产品从农田到餐桌全流程的正向追踪和反向追溯。
　　3    5G在农村中的应用展望
　　3.1    远程医疗成为可能
　　5G具有的超可靠、低时延特性，让远程医疗成为可能，尤其是在光纤网络尚未覆盖的农村等偏远地区。由于延时只有0.1 s，在农村实施远程外科手术几乎能够做到实时同步，大幅提高诊断甚至手术的效率，使农村也能享受到城市的医疗资源。充分利用5G技术开展远程医疗服务，能有效缓解医生资源不足、诊疗水平不高的状况，对于医疗资源均衡化问题具有现实意义[8-9]。
　　3.2    乡村教育实现公平
　　5G技术让传播速度和传输质量比现在更快、更好，5G时代直播课程更加高清，可接入的移动端数量更多。在5G时代，开展农业信息进村入户模式，利用直播培训、远程教学、电话会议等新型传媒方式，让农民足不出户就可以潜移默化地接受新知识。在5G时代，农村接受远程教育的学生，在收听、收看时更加清晰，在互动时更加流畅，农村孩子也可以享受优质的课程。推动5G与教育的深度融合，让教育普惠更近一步，在一定程度上解决了教育资源分配不公的问题[10]。
　　3.3    乡村旅游身临其境
　　目前，乡村旅游业发展迅猛，节假日更是人满为患，5G带来的不只是网速变快了，还有高密度的连接。借助5G技术，游客能了解到景区的实时状况，以便规划自身的游玩方案，错峰游玩在一定程度上缓解了景区的压力。5G将推动AR、VR、MR等智能终端产品大面积商用，随时随地的VR全景、无处不在的智慧导览，让乡村旅游“身临其境”，必将促进休闲农业的发展。
　　4    结语
　　现阶段，5G技术本身及标准在不断的完善之中，广大农民的现代信息技术能力有待提高。综合来看，5G农业是发展现代农业需要努力的方向，5G技术在农业农村中有着广阔的应用，5G时代下的未来农业也将会更加智能，“5G+三农”也必将迈向新台阶。
　　5    参考文献
　　[1] 农业农村部 中央网络安全和信息化委员会.数字农业农村发展规划（农规发「2019」33号）[Z].2020-01-20.
　　[2] 徐文文，李虎平.从战略到行动：5G助力乡村振兴的体系构建：以沈阳市为例[J].改革与战略，2019，35（5）：55-62.
　　[3] 辜慧琳，王宏伟.5G时代下现代农业产业链的创新设计[J].价值工程，2019，38（16）：69-71.
　　[4] 郭建军，林丽君，王克强，等.5G+智慧农业初探[J].科技资讯，2019，17（28）：1.
　　[5] 肖鹏飞，彭森.5G通信在农业种植中的应用研究[J].种子科技，2019，37（11）：108-109.
　　[6] 严蕾.5G关键技术及其在精准农业中的应用前景[J].热带农业工程，2016，40（2）：8-11.
　　[7] 向模军，邹承俊.无线传感器网络在农业应用中的特点和前景[J].中国沼气，2018，36（4）：54-60.
　　[8] 韦志会.5G助力农业现代化浅议[J].合作经济与科技，2020（3）：22-23.
　　[9] 庞丽丽.浅谈5G对农村电子商务发展的积极影响[J].营销界，2019（42）：245.
　　[10] 辜慧琳，王宏伟.5G时代下现代农业产业链的创新设计[J].价值工程，2019，38（16）：69-71.
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