5G技術在農業農村中的應用展望

劉廷敏 向模軍

摘要? ? 回顧了移動通信技術發展歷程，總結了5G技術特點及其應用場景，展望了5G技術在農業農村中的應用，例如在農業領域涉及農業大數據采集、農業生產智能化、農產品電子商務等，在農村應用涉及遠程醫療、教育公平、鄉村旅游等。5G技術必將促進“三農”工作邁向新臺階。

關鍵詞? ? 5G技術;農業;農村;應用

中圖分類號? ? T327? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）08-0262-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（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

我國是農業大國，擁有廣闊的農村，農民占比過半，國家始終把“三農”工作放在重要位置，中央一號文件已連續16年聚焦“三農”。5G技術帶來了信息化的顛覆式變革，必將推動農業、農村的迅速發展。農業農村部印發《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》提出，要積極開展5G技術在農業農村中的應用研究，建立健全5G引領的智慧農業技術體系。

1? ? 5G技術及其特點

第五代移動通信技術（簡稱5G）是最新一代蜂窩移動通信技術。移動通信技術以10年一代歷經5代發展，現在正處于第四代向第五代的迭代階段。其發展歷程具體如圖1所示。

1G：第一代移動通信技術，“大哥大”橫空出世，讓無線通話成為可能，標志著進入語音時代。2G：第二代移動通信技術，語音與短信普及，低速數據業務成為可能，標志著進入文本時代。3G：第三代移動通信技術，智能手機出現并迅速普及，上網瀏覽圖片成為可能，標志著進入圖片時代。4G：第四代移動通信技術，手機上網普及，移動互聯大放異彩，在線視頻觀看成為可能，標志著進入視頻時代。5G：第五代移動通信技術，人與人、人與物、物與物互聯，實現全連接，標志著進入萬物互聯時代。

5G定義了三大業務場景：增強移動寬帶（eMBB），超低時延高可靠通信（uRLLC），海量連接物聯網（mMTC）。這意味著5G特點可以概括為以下3點。一是更大的網絡寬帶。在信息傳輸速度上，5G速率可以達到4G的100倍，能夠實現峰值速率達20 Gbps，意味著幾秒就能完成高清視頻下載，使用手機播放4K、8K視頻不會出現卡頓，為使用者帶來超快的體驗感。二是更快的響應速度。5G做到了最大程度上降低網絡通信延遲，能夠實現單向空口時延低到1 ms，僅相當于4G的1/10，具有更高的可靠性，可快速響應需求，讓遠程醫療、自動駕駛等成為可能。三是更多的接入設備。5G做到了大規模機器通信，連接密度可達100萬連接/km2，與4G相比用戶容量可以大幅增加，避免運動場或熱門景區因人多造成的信息不好、數據傳輸不暢的情況，可以廣泛應用于物聯網。

2? ? 5G在農業中的應用展望

2.1? ? 農業大數據采集更加快捷

近些年來，大數據的研究和應用引起了社會的廣泛關注。利用傳感器等技術手段采集農作物各個環節的數據信息，通過5G網絡上傳到服務器或云端，運用大數據等先進技術對采集的海量數據進行分析處理，進而提供“精準化”的農資配方、“智慧化”的管理決策，達到農業增產、農民增收的目的[1-2]。

5G技術縮短了數據獲取、傳輸的時間，擴大了數據采集的空間。目前，很多溫室大棚已經開始引入智能化設備，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據，然后憑借5G網絡實時、遠程、快捷的優點，把這些數據傳輸到數據中心，通過大數據分析迅速判斷農作物生長情況并給出合適的解決方案。另一方面，對于農業機械化操作，比如無人駕駛拖拉機運用5G超高可靠低時延通信的特征，可實時向管理員提供障礙物數據，借助人工智能算法重定向路徑，利用無人機采集到的各個田塊的影像等信息數據，后期可實現基于農業大數據的精準管理，實現更少的人力成本和更有效的種植效率，獲得更高的產量和更高的利潤。

2.2? ? 農業生產與加工更加智能化

農業物聯網已經提出了很多年，之所以沒有實現，其中一個很重要的原因就是網絡容量不夠。5G網絡在廣大農村地區的全面覆蓋，為農業物聯網提供了強大的保障，使諸多物聯網應用場景成為可能。5G技術在現代農業中的應用，能夠推動農業裝備的智能化不斷升級，能夠加快物聯網在農業中的具體應用。目前，我國實施農業的物聯網示范項目，給農業生產與加工提供了集顯示、預警和控制管理等為一體的服務，從而加速建設規模化的農業物聯網綜合服務平臺[3]。

5G時代，在我國的糧食產區則建立起了綜合化的物聯網測控系統，推廣應用傳感器、收集器和控制器等智能化設備，加速推動我國農業設備的升級與優化，從而加速推進中大型農機推廣公司的出現和發展。園林是現代農業的示范區，在我國的農業科技園區中，加快各種智能設備布置以構建園林的智能化監控，完成防火等的預警和監測。不少農場已搭上5G快車，農場主能第一時間掌握牲畜的育種、飼養、生長、營養、疫情等情況，還加強農業機器人對牲畜的喂養、擠奶和清洗等示范性的應用。水產養殖也運用5G技術，養殖戶可實時獲取水質分析、魚蝦健康狀況等情況，科學決策以提高養殖產量和防控病害，最終期望構建起可持續循環的生態系統。此外，還要加強對智能化機器設備的研發，促進我國現代農業產業鏈的完善，進而實現我國現代農業的轉型和發展[4-5]。

2.3? ? 農產品運營更加電商化

5G技術對農業的賦能，也從農產品生產端、農業服務端延伸到消費端。5G時代，農產品的經營服務要從農產品的生產、加工、運輸、營銷和管理等諸多方面進行升級。運用5G等現代信息技術搭建起信息化的經營服務平臺，轉變農產品的消費市場，改變消費者的購買方式，不僅能夠提高農產品的質量，而且還能夠給消費者帶來更加良好的購物體驗[6-7]。

5G在提高網速的同時也加速了信息的流通和傳播，在搭建現代農業產業鏈的信息化經營服務平臺過程當中，信息平臺的建立和完善是關鍵，必須以電子商務為代表，將農產品的銷售平臺拓展開來，進而轉變農產品的采購和銷售的方式，并進一步暢通農業的市場信息渠道和流通渠道。農業新媒體逐漸活躍，各類微營銷中的農產品銷售案例層出不窮，5G時代的信息共享打破了束縛農產品運營的時空限制和“信息鴻溝”?！?G+區塊鏈”技術，解決了目前農產品追溯系統中存在的中心化管理模式、農產品供應鏈時空跨度大、信息多樣且易被篡改等問題，能夠實現農產品從農田到餐桌全流程的正向追蹤和反向追溯。

3? ? 5G在農村中的應用展望

3.1? ? 遠程醫療成為可能

5G具有的超可靠、低時延特性，讓遠程醫療成為可能，尤其是在光纖網絡尚未覆蓋的農村等偏遠地區。由于延時只有0.1 s，在農村實施遠程外科手術幾乎能夠做到實時同步，大幅提高診斷甚至手術的效率，使農村也能享受到城市的醫療資源。充分利用5G技術開展遠程醫療服務，能有效緩解醫生資源不足、診療水平不高的狀況，對于醫療資源均衡化問題具有現實意義[8-9]。

3.2? ? 鄉村教育實現公平

5G技術讓傳播速度和傳輸質量比現在更快、更好，5G時代直播課程更加高清，可接入的移動端數量更多。在5G時代，開展農業信息進村入戶模式，利用直播培訓、遠程教學、電話會議等新型傳媒方式，讓農民足不出戶就可以潛移默化地接受新知識。在5G時代，農村接受遠程教育的學生，在收聽、收看時更加清晰，在互動時更加流暢，農村孩子也可以享受優質的課程。推動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? ? 鄉村旅游身臨其境

目前，鄉村旅游業發展迅猛，節假日更是人滿為患，5G帶來的不只是網速變快了，還有高密度的連接。借助5G技術，游客能了解到景區的實時狀況，以便規劃自身的游玩方案，錯峰游玩在一定程度上緩解了景區的壓力。5G將推動AR、VR、MR等智能終端產品大面積商用，隨時隨地的VR全景、無處不在的智慧導覽，讓鄉村旅游“身臨其境”，必將促進休閑農業的發展。

4? ? 結語

現階段，5G技術本身及標準在不斷的完善之中，廣大農民的現代信息技術能力有待提高。綜合來看，5G農業是發展現代農業需要努力的方向，5G技術在農業農村中有著廣闊的應用，5G時代下的未來農業也將會更加智能，“5G+三農”也必將邁向新臺階。

5? ? 參考文獻

[1] 農業農村部 中央網絡安全和信息化委員會.數字農業農村發展規劃（農規發「2019」33號）[Z].2020-01-20.

[2] 徐文文，李虎平.從戰略到行動：5G助力鄉村振興的體系構建：以沈陽市為例[J].改革與戰略，2019，35（5）：55-62.

[3] 辜慧琳，王宏偉.5G時代下現代農業產業鏈的創新設計[J].價值工程，2019，38（16）：69-71.

[4] 郭建軍，林麗君，王克強，等.5G+智慧農業初探[J].科技資訊，2019，17（28）：1.

[5] 肖鵬飛，彭森.5G通信在農業種植中的應用研究[J].種子科技，2019，37（11）：108-109.

[6] 嚴蕾.5G關鍵技術及其在精準農業中的應用前景[J].熱帶農業工程，2016，40（2）：8-11.

[7] 向模軍，鄒承俊.無線傳感器網絡在農業應用中的特點和前景[J].中國沼氣，2018，36（4）：54-60.

[8] 韋志會.5G助力農業現代化淺議[J].合作經濟與科技，2020（3）：22-23.

[9] 龐麗麗.淺談5G對農村電子商務發展的積極影響[J].營銷界，2019（42）：245.

[10] 辜慧琳，王宏偉.5G時代下現代農業產業鏈的創新設計[J].價值工程，2019，38（16）：69-71.