5G“新基建”投資升温，農業多場景應用，為智慧農業提速_風聞
35斗-未来农业服务平台，关注公众号获取更多资讯2020-03-10 14:27
5G網絡作為科技新型基礎設施的典型代表，不僅能帶動通信產業鏈發展，還將從信息領域向工業、農業、交通、醫療、能源等垂直行業延伸。5G有可能顛覆大量行業，包括世界上最古老的行業之一：農業。
5G網絡不是簡單的3G和4G的線性延伸。它確實帶來了從農業場景傳輸數據的速度和數量上的一個跨越式提升。這種能力為在農村地區創建基於數據傳輸的應用提供了機會，而這是使用3G和4G不可能實現。
5G的G是英文Generation的縮寫，是第五代通信技術。2019年6月6日上午，工業和信息化部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照，標誌着中國正式進入5G時代。5G 時代將實現萬物互聯的連接場景，電信IT化、軟件定義，雲化趨勢，蜂窩結構變革，它正在向萬物互聯網發展。
技術是第一生產力，5G時代帶來的技術變革必將加速農業現代化進程。4G時代，互聯網實現了人與人之間的連接。農業電子商務、農業大數據處理和雲平台數據共享等軟件技術被廣泛使用，實現了農業信息化；在5G時代，不僅可以實現人與人之間的聯繫，而且可以實現人與物，物與物之間的聯繫。
5G技術將最大限度地在農業機器人技術，傳感器網絡技術和物聯網技術等上實現農業智能化。同時，由於5G技術具有高速率、短時延、低功耗、泛在網、可擴展的特點，將擴大互聯網應用的廣度和深度，實現農業信息化與智能化的整合。
>>>>5G關鍵性能指標
為滿足移動互聯網及物聯網快速發展的需求，5G的速率、時延、移動性及連接量等關鍵性能指標均有極大的提升。
在速率方面，5G的峯值速率是10Gbps，特殊場景下是20Gbps，是4G的10（20）倍，5G的體驗速率是0.1-1Gbps，是4G的10-100倍。在時延方面，5G時延的目標值是1ms，只有4G的1/10。在連接方面，5G每平方千米可連接100萬台終端，是4G連接量的10倍。
大帶寬、高可靠低時延及大連接是5G的三大優勢，將為用户帶來極致生活與娛樂體驗的同時，也將有效推動行業向智慧化發展。
5G將賦能多個行業
從4G時代進入5G時代，幾乎是一種文明層級的跨越，是從以個人娛樂為主的局部進化，到各行各業都被深刻改變的，整體時代的躍遷。高速率、大規模和低時延的特性，使得5G在雲VR/AR、車聯網、智能製造、智慧能源、無線醫療、無線家庭娛樂、聯網無人機、社交網絡、個人AI輔助設備、智慧城市、工業互聯網、智慧農業等應用場景中，有巨大的優勢。
其中，智慧醫療是基於移動通信、物聯網、雲計算、大數據、人工智能等先進技術，實現患者與醫療人員、醫療機構、醫療設備間的互聯互通和信息共享，促進院內外業務協同，實現醫療資源的高效配置。智慧醫療主要包括院內醫療、醫患服務、遠程醫療及應急救援等應用場景。其中，遠程醫療主要包括遠程手術、遠程診斷、遠程示教等細分應用場景。4G網絡的帶寬小、可靠性低、時延高，無法滿足智慧醫療的發展需求。5G將助力智慧醫療的發展，為患者提供更好的醫療服務。
而工業互聯網是我國從製造業大國向製造業強國發展的必經之路。網絡是工業互聯網的基礎，數據是工業互聯網的核心，安全是工業互聯網的保障。未來，數據將成為製造業的核心生產資料，而數據的採集、流轉、分析及應用均需要網絡作為支撐。工業互聯網應用場景複雜多樣，對網絡的需求各異。按照對網絡的需求劃分，工業互聯網可分以超高清視頻為基礎的機器視覺、遠程控制及設備連接三類應用場景。5G大帶寬、高可靠低時延及大連接的特性，讓工業互聯網成為現實，助力企業提質、降本、增效，推動我國製造業高質量發展。
上述是比較有代表性且有着巨大市場前景的5G應用。當然，5G僅僅是這些應用場景得以實現的基礎技術之一，還需要如人工智能、大數據、雲計算、AR/VR/MR等技術的同步發展並融合使用。5G在農業中的應用同樣如此。
5G時代的農業產業鏈
結合現代農業前中後期產業鏈特徵，5G 時代的現代農業產業鏈具有三級遞增的屬性，即生產加工的一級智能化；經營服務的二級信息化；統籌管理的三級智能信息化。
一級智能化
基於物聯網、大數據、雲計算、人工智能和機器人技術形成智能農業，實時收集温室温度、土壤温度、CO2濃度、濕度信號和環境參數，如光照、葉面濕度和露點温度。自動開啓或關閉指定設備，實現生產和加工領域的智能化。
二級信息化
與4G相比，5G傳輸速率達到毫秒量級。連接設備的數量增加了10到100倍，達到每平方公里數百萬平方公里；交通密度增加100至1000倍，達到每平方公里數十兆比特每秒；移動性達到500km/h 或以上，這些關鍵技術指標，將使得物流倉儲等經營服務領域的信息傳輸速率將大幅度提高。
三級智能信息化
5G 技術的發展使人類有機會進入萬物互聯的超級全連接時代。協調第一級和第二級階段的管理，減少人工操作，實現現代農業整個產業鏈的智能信息化。
5G在農業中的應用場景
5G能給農業帶來的最大變化，無異於實現智慧農業了。所謂智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業當中，用傳感器和軟件通過移動平台（例如手機和PAD）或者電腦平台對農業生產進行控制，使傳統農業更具有智慧。
“5G+智慧農業”就是各種先進設備和農業相結合，讓農業生產變得更加便捷。5G網絡的發展將為農民和農業企業提供智慧農業所需要的基礎設施，它們將被運用到物聯網技術中，對農業活動進行跟蹤、監測、自動化和分析。5G技術能將農業豐富的數據類型，與應用場景進行不斷深度融合，將實現應用創新層面的大爆炸。
1、農業物聯網
對於智能農業物聯網，做農業的人都非常熟悉，而且還有很多人從中收穫頗豐。農業物聯網一般應用是將很多傳感器節點構成相應的監控網絡，通過多種傳感器採集各種信息，大量使用各式各樣智能化、自動化、遠程控制的生產設施，促使以人力為中心、依賴於孤立機械的生產模式的傳統農業向以信息和軟件為中心生產模式的現代智慧農業轉變。比如，一些温室蔬菜大棚就利用了現代通信和信息技術，對大棚中的農作物種植環境和植物生長狀態進行實時監測。但是，在實際應用中，很多人普遍感到農業物聯網儘管非常好，可是成本有些高。相信5G時代的到來，建設物聯網成本將會大大降低。
隨着5G通信技術的發展，農業物聯網在各種農業領域應用會越來越廣泛，智能化水平也會越來越高。同時，由於5G通信技術的速度非常快，農民可以根據各種傳感器設備實時採集的數據迅速做出相應科學合理的對策，最終更加精準、科學、高效地管理農作物的健康生長。
2、智慧種植技術
伴隨5G通信技術的發展，農業種植技術越來越智能化。智能化也就是把以前用勞動力進行種植的農作物，像水稻發芽、種玉米等，現在全部用智能機器人或智慧機械來完成，並且可以保證水稻的出芽率遠遠高於人工。智慧種植技術在5G通信技術的協助下，採用高精度土壤温濕度傳感器和智能氣象站，遠程在線採集土壤墒情、酸鹼度、養分、氣象信息等，實現墒情（旱情）實時自動預報、預警、灌溉用水量智能決策、遠程、自動控制灌溉設備等功能，並且將數據及時反饋給相關技術人員，最終達到精耕細作、準確施肥、合理灌溉的目的。
3、農產品溯源
農產品溯源就是為了加強農產品質量的安全可靠管理，保證消費者身心健康，從農產品整個供應鏈的角度出發，在危害分析和關鍵控制點（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）管理體系的指導下，利用數據庫技術、二維碼技術、網絡信息技術進行農產品信息系統的構建和開發，實現了各種農產品在整個供應鏈上從播種、施肥、採收、加工到銷售的全程無縫跟蹤和科學溯源，有效地加強了對各種農產品質量安全的監督管理，保證消費者對農產品的最終知情權。
5G時代的到來，消費者對整個農作物種植過程的智能化監督更加透明或種植過程的公開化更加全面。消費者可以隨時隨地通過電腦、PAD、手機等進入網絡看各種農作物種植等過程，看農作物生長過程中都用什麼藥、施什麼肥，曾經經歷了哪些蟲害的侵害，從而讓消費者更加放心地食用。
4、農業無人機
以植保無人機為例，植保機械化是實現農業種植機械化、現代化的關鍵一環，無人機植保更適合我國國情。相對於有人飛機/大飛機噴灑而言，無人機植保具有作業效率高、單位面積施藥液量小、無需專用起降機場、機動性好等優點。無人機植保包括噴灑農藥、驅鳥、巡邏監視、病蟲監察等應用。農業植保無人機主要分為燃油動力無人機和電池動力無人機，與傳統農業植保相比，植保無人機具有精準高效、安全環保、智能化、操作簡單等特點，近幾年在我國農業植保行業的應用有較快的增長，普及率得到很大提升。
2014年，我國農業植保無人機保有量僅為695架；2018年，其保有量為31500架，年複合增長率為159%。農業植保無人機的需求體現在植保服務上，無人機企業利潤向下遊服務延伸，預計到2022年無人機農業植保服務規模為3億元，整體年複合率為18.27%。
未來無人機農業植保將成為一種服務。互聯網農業服務平台公司一端連接種植户，一端連接專門提供無人機噴灑農藥服務的隊伍，搭建了一套農業生產服務平台，種植户無需購買無人機，只需要訂購農事服務即可。IMT-2020（5G）推進組發佈的5G無人機應用白皮書指出，4G網絡能夠滿足現有的部分低速率、對時延不敏感的無人機應用，對於高速率、超低時延無人機應用存在挑戰。5G技術提供的大帶寬、高可靠、低時延通信能夠很好地滿足無人機行業應用需求。
國內農用無人機公司概況
5、智能養殖
目前，英國已將5G覆蓋至多個農村地區。為解決大規模農場人力難以監管等問題，他們最近發佈了5G智慧牧場物聯網計劃，利用5G網絡並安裝腿部傳感器和項圈在母牛身上，瞭解牛的實時信息，用户只要透過智能手機，下載相應的App就可監控母牛狀態。
事實上，我國不少牧區已經實現類似的遠程監管。當搭上5G的“快車”，除了監管便利，牲畜的育種選擇、生長狀況、飲食優化、疫情預防等信息不僅能第一時間被農場主掌握，每個品種均能根據牧場實際情況生成最佳的飼養模型。
現在阿里巴巴或者京東養豬，都在探索智能化養殖。阿里雲關於智能養殖設備已經推出多款。但網絡限制這些設備沒有相對獨立，設備整體化達不到標準。而5G時代很有可能解決這個問題，把整個養雞場變成一個大網絡，甚至於包括料槽、水線等都可能會聯網。讓養雞場達到全方位的數據化、標準化，例如飼料的黴菌毒素超標，水不乾淨，空氣中含有某種有害氣體，地面上哪裏有某種病菌，都有嚴格的把關。
而水產養殖中，溶解氧、PH、水温、ORP、氨氮、亞硝酸鹽等環境指標直接關乎魚蝦的生死。在5G時代，通過在水中鋪設智能物聯網等設備，養殖户可實時獲取水質分析、設備運行狀態、魚蝦健康狀況、產量預測、養殖風險等情況，從而提高養殖產量和防控病害，保持良好的水產養殖環境，構建起可持續循環的生態系統。
6、遠程農業直播
5G與4K、8K等視頻直播技術的結合，一方面可以助力鄉村旅遊，為吸引鄉村遊的遊客，農民可以在手機端遠程展示項目實景，帶遊客提前感受美麗鄉村。其次，5G直播可實現萬人同步在線學習，在農技傳播、農民培訓、農業知識普及等方面，5G時代直播課程更加高清，可接入的移動端數量更多，網絡時延更低，傳授互動更強，偏遠山區的農民也可以學習優質課程，一定程度上解決農業信息鴻溝問題。同時，利用5G直播，輔之以VR、AR等設備，農業專家可實行遠程實時技術指導，甚至遠程“務農”。
7、科學管理
農業管理就是利用先進的各種信息採集系統，將降雨、日照等氣象信息，結合土地的土壤類型、肥力等土壤信息，以及農業實時生產動態等信息蒐集起來，並利用科學合理的信息分析系統對這些信息進行綜合智能分析處理，從而決定農作物耕作的種類、方式等；在農作物生產過程中使用具有變量施肥、智能噴藥功能的農用智慧機械，根據不同地塊的具體情況進行有效的精耕細作，從而有效地提高了農作物果實產出、節約了土地資源投入、減少了環境污染源頭，促進了農業科技成果的應用與推廣。
農業管理智能化就是在各種植物的生長過程中，根據智能監管農作物缺少什麼（例如養分不足，病蟲害的預判），就及時給它什麼，通過各種先進設施設備和智慧農業相結合，在農場中佈置各種探頭設備或傳感器設施，將收集到的實時數據傳輸到數據處理中心，然後進行分析整理並將最終運算結果反饋給各個機器。也就是説，5G是讓人對控制中心的命令立即到達執行。從而，為政府決策者和生產者等提供快速、準確、定性、定量的可視化農業信息服務，使農作物生產單位能更加科學有效地挖掘耕地資源的產量潛力。
8、勞動力管理
勞動力管理即加強勞動力的計劃管理。目前在我國的農業生產中，人工成本比較高。5G時代智能化農業最大的優點就是以智慧機械代替人工。比如，使用智能農場各種設備，當人們不在的時候，可以通過網絡打開或關閉温室大棚的窗户，並自動供斷水。也就是説，可以更加高效地管理農作物及其健康有機生長。在5G技術支持下，根據農作物信息數據提供最佳生長環境，即使勞動力和能源較少，也可以提高農產品的生產力和質量。可以更精確地算出需要幾個勞動力、幹多少就完成工作、不會浪費人力，或者是智能機器人去幹人該乾的活，完成得更高效。
結語
5G時代下，未來智慧農業的發展將會更加智能化、更加精準化、收益更高；同時，5G時代，農業物聯網、雲計算、大數據等將獲取新動力，“5G+智慧農業”模式將勢不可擋，最終成為一股社會潮流。5G通信技術給智慧農業帶來的變革，不僅僅在農作物種植領域，還在養殖領域、農業產業的上中下游等可以帶來顛覆性變化。但同時，5G在農業場景中的應用還取決於政府政策、普惠金融、產品生態、專業技術及農業人才等要素的協調發展。
參考資料：
1.華為OceanConnect IoT 平台生態合作伙伴手冊
2.5G+智慧農業初探.郭建軍等
3.5G 時代下現代農業產業鏈的創新設計.辜慧琳等
4.5G行業研究報告.艾瑞諮詢
5.5G正式商用，將給農業帶來巨大轉變！你想象到的，都有可能發生！偷眼網
6.5G將顛覆所有產業，養殖業被劃重點.搜狐