潘俊良 覃悅 韓長(zhǎng)志

摘 要：隨著5G通訊技術(shù)的逐步應(yīng)用，農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)迎來(lái)了一個(gè)嶄新的時(shí)代。該文對(duì)5G通信技術(shù)及其在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了概述，以期為實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的推廣和普及提供參考。

關(guān)鍵詞：5G;智慧農(nóng)業(yè);農(nóng)林業(yè);農(nóng)村建設(shè)

中圖分類號(hào) TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）07-0144-02

2019年6月6日工業(yè)和信息化部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放了5G商用牌照，標(biāo)志著中國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)正式進(jìn)入了5G時(shí)代。傳輸速度更快、更準(zhǔn)確的5G通信技術(shù)，將會(huì)給我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)帶來(lái)顛覆性的改變。2019年9月19日，中國(guó)移動(dòng)在吉林長(zhǎng)春召開5G+農(nóng)業(yè)數(shù)字化大會(huì)，會(huì)議成立了“5G農(nóng)業(yè)數(shù)字化聯(lián)盟”，這是中國(guó)農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)入5G時(shí)代的里程碑。中國(guó)作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)林業(yè)在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。然而，由于我國(guó)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)期以來(lái)處于發(fā)展緩慢、抗風(fēng)險(xiǎn)低等狀況，嚴(yán)重制約著現(xiàn)代化的發(fā)展。隨著5G信號(hào)在我國(guó)覆蓋區(qū)域的不斷擴(kuò)大，其在農(nóng)林業(yè)中必將發(fā)揮著重要的作用，特別是與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的廣泛應(yīng)用，將有助于促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于5G通信技術(shù)的研究主要集中在現(xiàn)狀[1]、發(fā)展趨勢(shì)[2]、關(guān)鍵技術(shù)[3]、手機(jī)通訊領(lǐng)域[4]的應(yīng)用等方面，尚未見(jiàn)有關(guān)5G通信技術(shù)在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用及展望等的相關(guān)研究報(bào)道。本文基于前人的研究成果，闡述了5G通信技術(shù)及其在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，展望了今后的發(fā)展方向，以為實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的推廣和普及提供參考。

1 5G通信技術(shù)概述

5G顧名思義就是第5代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，其具有的特點(diǎn)表現(xiàn)為：eMBB-連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量;mMTC-低功耗大連接;URLLC-低時(shí)延高可靠等。具體表現(xiàn)為：用戶體驗(yàn)速率理論上能達(dá)到1Gbps，峰值速率達(dá)到20Gbps，整體相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)條件下的速率的100倍;同時(shí)，流量密度達(dá)到10Tbps/km2，移動(dòng)性500km/h，連接數(shù)密度最高到達(dá)106/km2，單向空口時(shí)延1ms，可靠性能達(dá)到99.999%。根據(jù)目前中國(guó)移動(dòng)5G的測(cè)試以及商用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可依托5G自身網(wǎng)絡(luò)連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低時(shí)延高可靠等特點(diǎn)融入于智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中。隨著5G信號(hào)在全國(guó)范圍的不斷覆蓋，特別是5G與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，極為顯著地利用降5G智能設(shè)備降本增效，從而使其能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 5G通訊技術(shù)在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是指能使物品之間能夠互相鏈接的網(wǎng)絡(luò)，讓萬(wàn)物互聯(lián)互動(dòng)。目前，物聯(lián)網(wǎng)的使用范圍較廣，主要涉及智能家居、交通物流、環(huán)境保護(hù)、公共安全、工業(yè)監(jiān)測(cè)、個(gè)人健康等各種領(lǐng)域，將5G通訊技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，更好地發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，必將加快我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化發(fā)展[4]。

2.1 植物病蟲害智能診斷 在5G通訊技術(shù)開發(fā)之前，生產(chǎn)上已經(jīng)有植物病蟲害識(shí)別系統(tǒng)以及農(nóng)作物病蟲害智能診斷APP，但是受限于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基本上都是獨(dú)立使用的，且費(fèi)用較高，準(zhǔn)確率較低，嚴(yán)重制約著上述系統(tǒng)的推廣使用。隨著5G通訊時(shí)代的到來(lái)，利用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，農(nóng)民可以在自己的田間布置自動(dòng)化運(yùn)作的農(nóng)作物蟲情及病菌孢子自動(dòng)捕捉觀測(cè)系統(tǒng)，以及農(nóng)田氣候土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)植物病蟲害的預(yù)警和防范，即當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備分析發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生病蟲害，先行通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)即時(shí)向農(nóng)民綁定的手機(jī)發(fā)出警告。之后，農(nóng)民到達(dá)預(yù)警的地點(diǎn)，利用手機(jī)等便攜設(shè)備采集照片影像，與診斷型專家系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)病蟲害信息進(jìn)行對(duì)比診斷推理，有助于初步判斷病蟲害種類，并做出相應(yīng)的對(duì)策。由于5G通訊技術(shù)具有的高帶寬、低延遲的特性，不僅能大大提高APP處理和響應(yīng)速度，而且在準(zhǔn)確度上可以保證農(nóng)民能夠直接搭配適用的農(nóng)藥和防治方法。若植物病蟲害發(fā)生復(fù)雜，則能夠直接與專家在線實(shí)現(xiàn)文字、視頻等交流，從而可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于病蟲害的防控。同時(shí)，5G通訊技術(shù)可利用地理位置定位系統(tǒng)，匯集起周邊地區(qū)農(nóng)民使用APP上傳的病蟲害信息，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，向有關(guān)農(nóng)林業(yè)政府主管部門反饋，從而有效發(fā)揮了其提前預(yù)防特定病蟲害大暴發(fā)的功能。

2.2 特色農(nóng)林產(chǎn)品銷售 我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化受到制約的因素主要有農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)化發(fā)展不足、營(yíng)銷水平比較低下等[5]。全國(guó)農(nóng)村地區(qū)特別是貧困地區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)落后，盡管有地域特色的農(nóng)林產(chǎn)品，但由于交通不便、信息閉塞等原因，不能在市場(chǎng)上進(jìn)行大范圍銷售。例如，貴州省龍里縣生產(chǎn)刺梨及其加工品，口味獨(dú)特、產(chǎn)品好，然而在北京、上海等大城市很少見(jiàn)到，這些市場(chǎng)多為新疆香梨、安徽碭山梨等。隨著5G通訊技術(shù)的進(jìn)一步普及，電商平臺(tái)可以較好地將所銷售的農(nóng)業(yè)商品從原產(chǎn)地直接采購(gòu)銷售。同時(shí)，也有部分電商平臺(tái)開始嘗試對(duì)所銷售農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行全過(guò)程的追溯，從耕地、播種、施肥到打藥、收割等環(huán)節(jié)，有助于促使農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，有效地管控質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。上述嘗試有助于進(jìn)一步推動(dòng)5G與電商平臺(tái)的融合，更好地推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品品牌化經(jīng)營(yíng)，提升農(nóng)產(chǎn)品附加值，更好地促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件改善，使農(nóng)民獲得更大的收益。

2.3 休閑農(nóng)林業(yè)發(fā)展 休閑農(nóng)林業(yè)的涵蓋面很廣，不僅有大家所熟知的農(nóng)家樂(lè)，而將農(nóng)林業(yè)景觀資源與生產(chǎn)活動(dòng)相結(jié)合，涵蓋了觀光、休閑、旅游等方面，融合了農(nóng)林業(yè)種養(yǎng)、加工、銷售、娛樂(lè)、休閑等為一體的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式。目前，隨著鄉(xiāng)村旅游逐步發(fā)展，休閑農(nóng)業(yè)已逐步成為了農(nóng)民增加收入的重要途徑。借助5G通訊技術(shù)，使用360度全景效果圖可以讓游客通過(guò)VR設(shè)備提前了解鄉(xiāng)村農(nóng)莊的景點(diǎn)特色、游玩方式（比如耕地體驗(yàn)、采摘果蔬等），有效地吸引了廣大久居城市的游客。同時(shí)，通過(guò)AR技術(shù)可以較好地推銷農(nóng)家樂(lè)自有的特色產(chǎn)品。

2.4 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展 自1995年起至今，我國(guó)農(nóng)業(yè)人口無(wú)論是整體數(shù)量還是所占比例都在不斷下降，同時(shí)，我國(guó)的人口基數(shù)卻在不斷增加，這對(duì)于提高我國(guó)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)效率提出了更高的要求，對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化提出了迫切需求。隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)正在智慧農(nóng)業(yè)的道路不斷探索和進(jìn)步。例如，中國(guó)移動(dòng)可以提供基于5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)和OneNET平臺(tái)的高性價(jià)比農(nóng)業(yè)溫室物聯(lián)網(wǎng)解決方案。該方案將采用窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)，按照《中國(guó)移動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)》將植物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，包括各個(gè)大棚的溫度、濕度、風(fēng)速、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等上傳至云端OneNET平臺(tái)，終端以APP、大屏等方式展現(xiàn)，為用戶提供及時(shí)的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)、環(huán)境智能控制、AI種植模型、種植指導(dǎo)等服務(wù)。

3 展望

中國(guó)移動(dòng)作為5G農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐的先行者，在5G商業(yè)運(yùn)行的過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)方面通過(guò)5G+AI精準(zhǔn)種/養(yǎng)殖、5G智慧漁業(yè)、病蟲害智能診斷等方面在農(nóng)業(yè)的運(yùn)用;經(jīng)營(yíng)方面，推動(dòng)特色農(nóng)產(chǎn)品出村、農(nóng)產(chǎn)品溯源等，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)信息化水平;管理方面，通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)與村務(wù)管理、產(chǎn)業(yè)分析、環(huán)境監(jiān)控、安全服務(wù)、森林巡檢等融合，提高農(nóng)村管理、治理信息化水平;服務(wù)方面，運(yùn)用信息化手段開展農(nóng)民職業(yè)技能培訓(xùn)、手機(jī)培訓(xùn)，推廣手機(jī)“新農(nóng)具”，推動(dòng)鄉(xiāng)村旅游、民宿管理等發(fā)展，提高服務(wù)信息化水平。未來(lái)，5G通信技術(shù)在推進(jìn)高校開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方面將發(fā)揮出更加重要的作用。

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