5G是第五代移动通信技术的简称，其优势主要为信息 传输速度快，如 4G 时代，网速为 63 M/s，最快的家庭宽带网速也只是 189 M/s，而 5G时代的网速则高达10 000 M/s， 传输速度对比之后高下立见；同时还能支持多连接设备， 实现同频全双工，即 5G网络环境下，每平方千米可以支持 100 万台设备同时上网，这有效地解决了在人口密集的地方，信号差、网速慢等问题。随着 5G 标准的逐步确定，商 用的步伐逐渐加快，5G技术必将迅速渗透到各行各业，并 推动新一轮的产业变革。其技术创新主要表现在以下 6个 方面：
1）5G将采用 512-QAM或 1024-QAM更高的资料压缩 密度调制 /解调制器，目前 4G使用 256-QAM或 64-QAM的 调制以压缩传输资料，因此频谱效率每 Mbps/100 MHz的利 用效率更高，提高更多传输速率。2）5G将采用 28 GHz毫米波通信，比如目前 4G使用 700 MHz、900 MHz、1 800 MHz、 2 600 MHz等低频段，虽然电波衍射能力比较高，但是在低 频上频谱资源就相当有限，在高频的毫米波大多是军用战 斗机雷达或测速照相等少数设备，频谱宽度更高，而且更容 易找到连续频谱，使空白频谱非常容易获取。3）波束指向 配合多输入多输出（Multi-input Multi-output；MIMO）相控 数组天线，MIMO多输入多输出利用电磁波的空分复用和路 径不同多天线系统提高传输速率，类似在军用领域的技术 延伸出的商用技术版本。4）波束自适应和波束成形，能够 提高特定方向的波瓣优化传输距离。5）新材料将使用氮化 镓或是砷化镓材料的 RF射频天线和功率放大器，此材料的 RF射频天线能在更高的频段有更高的能源效率，设备会比 较省电。6）为了适应工业物联网、无人驾驶汽车、商用无 人机等新技术的应用，网络延迟时间将降低到 1 ms以下。
进入 5G时代，我国农业的信息化建设迎来了进一步发展的机遇，而在这一发展过程中，智慧农业也从最初的愿景逐渐变为现实。所谓智慧农业就是依托物联网技术，利用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产过程 进行全面控制，并依据信息数据制定更加科学可靠的农业 发展决策的一种新型农业发展模式。
在农业信息化发展背景下，智慧农业的概念早已形成，但是我国广大农村地区普遍存在网络覆盖率低、网络容量不够、各设备之间通信故障频发等问题，严重阻碍了 智慧农业的推进。如今进入 5G 时代，5G 网络在广大农村 地区全面覆盖，必将为实现智慧农业提供强有力的技术支 持，而农业信息化发展必然会呈现出更加智能、更加高效 的发展趋势。
智慧农业系统的构建需要在技术的支持下形成基础设施层、资源层、服务层和应用层，这样才能实现各类农业信息在平台中生成、整合、分析以及应用。5G技术在农业信 息化发展过程中的引入，首先，打破了农业信息网络与农业 资源建设之间的隔阂。在 5G网络环境下，各类农业信息的 传递更加便捷高效，不同地域、不同部门之间的农业信息能 够在畅通的交换与传递中实现高度整合，从而有效解决了 传统农业信息系统建设中信息横向交流障碍重重、信息传输时效性差、信息共享性不足等问题，打通了农业信息交流 的节点，提升了农业信息综合利用效率。其次，5G技术带 来的海量信息资源，为农业精准化生产管理提供了有效的 支撑。在传统农业中，经验占据主导地位，粗放的经营方式 更多的是建立在传统经验的基础之上，这就导致在农业的 生产与管理过程中存在着诸多的不确定性。但在 5G技术的 支持下，海量的农业数据成为农业生产管理决策的重要依据，传统经验逐渐被精准的数据所替代，如农业综合服务云 平台可以整合气象信息、作物与土壤信息、管理信息、市场流通和消费信息等，并经过大数据的综合运算分析，为农业 生产者与管理者提供精准、精细的数据支撑服务，进而让农业生产管理过程更加智能高效。
在现已形成的农业信息系统基础上，5G技术的引入推 进了云服务、一体化农业信息服务体系的改进与完善。及 时、准确、高效的信息传输，促进了开放与共享程度更高、功能更完备的农业信息服务体系建设。在农业信息服务平台的 支持下，农业的信息化管理不再仅限于农业的生产与管理层面，而是深入到了农村的建设与发展中来，同时，在网络体 系的支持下，智慧农业对于金融、保险、医疗等公共服务的 吸引力增强，促进了市场资源逐渐流入到农业中来，为农村 的建设与发展提供了更加便捷、经济、高效的信息资源。此 外，5G网络与农业经营主体的融合有效推进了农业产业的优 化与创新，一方面，农户、农民专业合作社、农业企业等根据 信息资源，逐渐构建集生产、流通、加工、储运、销售、服务 为一体的现代农业生产链条；另一方面，二、三产业与农业 互动融合，推动了农村生态旅游、休闲观光农业等新兴产业 的发展，优化了传统农业结构，促进了农业的转型升级。
目前，关于 5G时代智慧农业发展的讨论如火如荼。例如，2019年 10月 11日，在内蒙古呼和浩特市召开首届 5G智 慧农业发展论坛——圆桌论坛：5G 时代，智慧农业发展新路径，与会领导、专家对于内蒙古地区在 5G时代的智慧农业发展现状作出了全面分析，并对智慧农业的发展进行了 展望。当然，智慧农业作为新生事物，其在发展过程中还存在许多“盲区”，而建立相关行业的标准也是当前我国农业 发展过程中必须要面临的问题。在 5G技术的辅助下，发展 智慧农业不再是“纸上谈兵”，而是具备了切实可行的发展 条件，由此，相关部门则可以根据智慧农业发展实践经验， 从资源、网络、应用、技术、人才、法规等 6个主要方面融会贯通地建立基础标准、通用标准、专用标准，以形成智慧农 业的发展框架，在技术的支持下促进智慧农业的标准化、规 范化发展。
5G技术在信息数据传输方面的优势，必然为农业信息 数据的采集、整合与利用提供新的发展空间。例如，在 5G 网络环境下，生物调查已经可以通过计算机运算进行，海量 的基因信息流可以在云端被创造和分析，同时，进行假设验 证、试验规划、定义和开发，并针对作物种植作出抗旱、抗 涝、抗病虫害等决策，以降低生产成本，有效控制作物种植 的环境风险；当地农业管理部门可以通过大数据平台采集 消费者的需求报告，进行市场分析，提前规划生产，并为农户提供种植建议，以便作出更加精准、有效的农事安排；5G 技术推进了遥感卫星和无人机在农业管理中的应用，数据 平台可以及时获取气候、自然灾害、病虫害、土壤墒情等信 息，并预测作物长势，指导灌溉和施肥，预估产量，以确保农作物在全过程的监控中实现高效生产。
在传统农业生产管理模式中，由于信息传递效率低下， 相关部门关于农业生产的应急部署难以及时下达，导致农业生产应急指挥反应迟钝，无法有效抵御农业生产风险。 在 5G网络环境下，各部门、各环节之间的信息传递条件得到了极大的改善，各部门能够基于信息系统，协调合作，制定出科学可靠的安全预警方案。例如，在监控农业安全隐患过程中，相关部门可以根据其他部门提供的信息数据，合理划分危险区域，并确定危险源以及其中存在的安全隐患 信息，利用系统平台加强对危险源的监测、监控，做好提前 防范，减少或者消除突发事件对农业生产造成的负面影响。 此外，5G技术促进了农业监测预警网络的建设，形成了在线监测、预测预警，以及建立了远程指挥系统，有效提升了相关部门应急指挥能力。
食品安全是当前社会关注的焦点，要想为百姓提供安全放心的食品，就必须从源头上做好安全管理。在农产品 生产过程中，当地可以利用 5G技术优势，促进移动互联网、 物联网、RFID 技术、二维码标识等技术在生产、流通、仓储、销售各环节的推广应用，利用技术手段提升生产环节的 安全意识，提高质量监管效果。5G技术的应用将推动农业全程质量追溯体系的构建，在技术支持下，消费者可以从 农产品的源头查起，全面了解产品的生命周期，确保安全可 靠；监管部门可以针对追溯体系提供的信息数据作出安全 预警，并对问题产品进行召回，严查安全生产责任，进而形成全面覆盖、多方联动的安全监管机制。
5G技术引导农业进入了互联网、物联网体系，进一步 打通了农业发展在空间上的局限，依托仓储、包装、运输等 环节，缩短了从生产到销售的距离，推动了“农业 +电商”模 式的构建。在 5G网络环境下，农村的物流配送体系不断完 善，农产品网上流通渠道数据监测收集体系逐步建立，消费者可以直接与农户建立联系，并依托 5G网络环境实现对配 送过程的精准监测，而这一发展模式必将进一步开拓农产 品的销售市场，提高农业市场化水平。
进入 5G时代，农业信息化发展不断加快，而在原来技术背景下形成的农业大数据分析也逐渐向技术应用创新转 变。面对 5G时代为农业带来的海量数据，相关部门应推进 技术应用与创新，搭建智慧农业发展平台，将农业的海量数据资源与应用场景进行深度融合，进而从产业结构优化调整的角度带动智慧农业的全面发展，提高我国农业信息化 发展水平。
摘自：《农业科技管理》
作者：南 农
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