物聯(lián)網(wǎng)在5G時(shí)代的發(fā)展

王家旭 王浩年 武文學(xué)

【摘要】? ? 物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念早在十多年前便已提出，其主要依托于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的傳輸，這些年主要是靠2、4G網(wǎng)絡(luò)拿出部分頻段資源來(lái)做物聯(lián)網(wǎng)的專(zhuān)網(wǎng)。正因如此移動(dòng)通信技術(shù)制約了其發(fā)展，很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用因2、4G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延及速率無(wú)法得到實(shí)現(xiàn)，5G網(wǎng)絡(luò)商用正是物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的一個(gè)契機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代勢(shì)必迎來(lái)一個(gè)全新的高峰，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代將開(kāi)啟全新的篇章。

【關(guān)鍵詞】? ? 物聯(lián)網(wǎng)? ? 5G

引言

物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)遠(yuǎn)早于5G網(wǎng)絡(luò)，甚至是4G網(wǎng)絡(luò)，但受移動(dòng)通信技術(shù)的制約，物聯(lián)網(wǎng)在這么多年中并沒(méi)有得到太多的應(yīng)用及重視。得益于5G技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)在5G網(wǎng)絡(luò)的助力下將高速發(fā)展，，給了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的充分的想象空間，促進(jìn)其多元化發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)，再者如今5G網(wǎng)絡(luò)并未得到很好的應(yīng)用，高額的建網(wǎng)成本及天文數(shù)字的電費(fèi)造成了一定程度上的資源浪費(fèi)，物聯(lián)網(wǎng)與5G的結(jié)合可以有效控制5G建網(wǎng)的成本收益比，促使5G 網(wǎng)絡(luò)的可以更快的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)互相成就。

一、物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一種技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中，主要將芯片植入到一些物體中，然后再借助無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)就可以獲取到需要的一些實(shí)時(shí)信息。有了這些實(shí)時(shí)信息，再配以一些其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備，我們就可以對(duì)這些物體進(jìn)行我們需要的操作控制。物聯(lián)網(wǎng)的此種應(yīng)用方法在我們生活中隨處可見(jiàn)，例如在物流運(yùn)輸或者智能家居當(dāng)中，都是很成熟的技術(shù)應(yīng)用手段。從技術(shù)層面剖析物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其是通過(guò)傳感技術(shù)和識(shí)別技術(shù)為主的技術(shù)相結(jié)合，對(duì)不同物體的進(jìn)行管理和操作控制。正因物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)本質(zhì)，所以它本身就具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都有很多的應(yīng)用發(fā)展空間，給我們的日常生活提供很多現(xiàn)代化的解決方案，提高我們生活工作效率，節(jié)省時(shí)間。

1.1核心技術(shù)

1.1.1 RFID技術(shù)

RFID（無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)）在物聯(lián)網(wǎng)中必不可少，是支撐物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)就沒(méi)有便利性可言。物聯(lián)網(wǎng)的便利性主要體現(xiàn)在可以非接觸式的自動(dòng)識(shí)別信息，這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)就是靠的RFID。這種技術(shù)的工作原理是在預(yù)設(shè)好磁場(chǎng)中，解讀器發(fā)送特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)物體經(jīng)過(guò)這一射頻信號(hào)的路徑時(shí)物體上的標(biāo)簽就會(huì)接收該射頻信號(hào)并將存儲(chǔ)在芯片當(dāng)中的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)發(fā)送出去。這一過(guò)程也可逆，芯片主動(dòng)將預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)以特定頻率的信號(hào)發(fā)送出去，解讀器接收到射頻信號(hào)，解碼讀取其中的數(shù)據(jù)后發(fā)送到中央處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的管理控制。

1.1.2 WSN技術(shù)

WSN（無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）是通信技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)三個(gè)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)新技術(shù)。WSN是通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將不同空間中不同的傳感器相連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大量不同數(shù)據(jù)的收集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些傳感器進(jìn)行管理控制。

WSN的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)采集、數(shù)量大、成本低，有效節(jié)省了人力成本及時(shí)間，是物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。

1.1.3中央處理技術(shù)

中央處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)和最終作用就是智能化處理，而智能化處理是建立在海量的運(yùn)算能力之上才可以實(shí)現(xiàn)，近年來(lái)很火的云概念用到此處恰如其分。云計(jì)算除了可以應(yīng)對(duì)海量的運(yùn)算還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的信息共享，再通過(guò)中央處理技術(shù)調(diào)配各個(gè)系統(tǒng)共同運(yùn)作各司其職才能實(shí)現(xiàn)智能化處理。

二、物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)的融合發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用在人們工作生活中，還是需要具備一定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，很大程度上受限于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，需要有良好的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠支持大量的數(shù)據(jù)在不同載體和終端間保證無(wú)縫轉(zhuǎn)換。如今的4G網(wǎng)絡(luò)，由于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所制還存在很多問(wèn)題，如數(shù)據(jù)傳輸速率低，時(shí)延長(zhǎng)，可同時(shí)接入處理的終端數(shù)量有限等問(wèn)題，使得很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景如空中樓閣水中泡影，這也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的隱患之一。5G網(wǎng)絡(luò)給了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新的希望，數(shù)據(jù)傳輸速率、時(shí)延問(wèn)題和可接入終端的數(shù)量都得到了非常大的提升，優(yōu)質(zhì)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)給物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供豐厚的沃土，許多以前不可實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用得到了有力的支撐，可以在這片新土地上生根發(fā)芽，不日必將開(kāi)花結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的趨多回過(guò)頭來(lái)正好可以反哺5G網(wǎng)絡(luò)，使得5G 網(wǎng)絡(luò)資源得到了有效利用，增加了網(wǎng)絡(luò)的收益，有助于5G網(wǎng)絡(luò)的全面鋪開(kāi)。這樣形成了良性循環(huán)，物聯(lián)網(wǎng)和5G的融合可謂是互相成就。

三、基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)借助于5G網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，沒(méi)有了自己建網(wǎng)的需求，降低了物聯(lián)網(wǎng)的成本。同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的特性給了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常大的想象空間，諸多以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用已不再是難題，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)會(huì)越來(lái)越多的出現(xiàn)在我們眼前中，服務(wù)于我們學(xué)習(xí)工作生活的方方面面，本文列舉幾個(gè)主要方面：

3.1智能交通

智能交通與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，如現(xiàn)在國(guó)家大力推行的高速公路ETC，通過(guò)在汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃上安裝一個(gè)存儲(chǔ)著車(chē)輛及人員相關(guān)信息的傳感器，高度公路上就可以自動(dòng)識(shí)別，不需要人工收費(fèi)。公交車(chē)也借助于物聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)北斗GPS實(shí)時(shí)跟蹤定位，管理人員可隨時(shí)掌握公交車(chē)的動(dòng)態(tài)及行程軌跡，方面車(chē)輛的調(diào)度，還可以將公交車(chē)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行發(fā)布，乘客可以通過(guò)終端設(shè)備實(shí)時(shí)查看所需乘坐的公交到站時(shí)間，免去了乘客在車(chē)站長(zhǎng)時(shí)間的等待之苦，方便于民。

3.2無(wú)人駕駛

駕駛?cè)俗砭?、長(zhǎng)時(shí)間駕駛帶來(lái)疲勞不宜再駕駛等情況下可以使用無(wú)人駕駛功能。無(wú)人駕駛在當(dāng)今一定的局限性，受限于網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)性，如今我無(wú)人駕駛只能局限與車(chē)自身的傳感器來(lái)識(shí)別路況來(lái)進(jìn)行駕駛，在車(chē)況復(fù)雜的情況下，安全性上存在很大隱患。如果借助于與5G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)，無(wú)人駕駛就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合道路上設(shè)置的各種傳感器對(duì)路況進(jìn)行判斷，而不用局限與車(chē)輛自身攜帶的傳感器，可以對(duì)道路上的情況有更清晰全面的了解，有更多的時(shí)間來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，有效提高了無(wú)人駕駛的安全性，甚至未來(lái)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及無(wú)人駕駛功能可以合理規(guī)劃車(chē)輛行駛路線(xiàn)，避免堵車(chē)，提升交通質(zhì)量。

3.3遠(yuǎn)程醫(yī)療

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在醫(yī)療行業(yè)的已有多年。遠(yuǎn)程醫(yī)療包括遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程治療等醫(yī)療服務(wù)。但這項(xiàng)服務(wù)很大程度上受限于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程視頻的清晰度不夠高無(wú)法看清病患處的細(xì)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延性不能保證手術(shù)要求的分秒必爭(zhēng)，在出現(xiàn)狀態(tài)的第一時(shí)間做出反應(yīng)，更不用說(shuō)網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定可能會(huì)半途信號(hào)中斷等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。，在涉及到人們的身體健康問(wèn)題，容不得一絲馬虎。得益于5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)可以支持4K甚至更高清晰度的的視頻直播，且時(shí)延性達(dá)到1毫秒級(jí)，能幫助醫(yī)生獲得現(xiàn)場(chǎng)的第一手準(zhǔn)確情況，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷和治療，5G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性讓病患的人身安全有了最大的保障。目前，借助于物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)的融合，國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成了首例遠(yuǎn)程人體醫(yī)療手術(shù)。

3.4城市安全

我國(guó)在城市的街道、公共場(chǎng)所安裝監(jiān)控已有很多年，但是現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)只能靠人眼識(shí)別，面對(duì)海量的監(jiān)控?cái)z像頭靠人力來(lái)識(shí)別已相形見(jiàn)絀，利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)監(jiān)控進(jìn)行智能分析，與119、120、110等急救平臺(tái)連接，節(jié)約了大量人力，更提高識(shí)別的準(zhǔn)確度和及時(shí)性，能夠更好的保護(hù)居民的安全，維護(hù)社會(huì)的秩序。

3.5環(huán)保及氣象監(jiān)控

社會(huì)的發(fā)展與全球環(huán)境的日劇惡化，如今人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越發(fā)重視。在環(huán)保監(jiān)控方面，可以通過(guò)在環(huán)境中放置傳感器，傳感器在檢測(cè)到超出設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的情況時(shí)報(bào)警，相關(guān)人員可以在接到報(bào)警信息后及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施。如監(jiān)測(cè)水溫變化、流量變化、污染物含量超標(biāo)等等。大大減少了環(huán)保監(jiān)控的死角，還可以歲監(jiān)控環(huán)境實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，這些都是靠人力無(wú)法做到的。物聯(lián)網(wǎng)還可以在氣象信息預(yù)報(bào)和檢測(cè)方面發(fā)揮作用。如監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)，對(duì)各單位及部門(mén)預(yù)警，有寶貴的時(shí)間可以做好應(yīng)對(duì)措施或及時(shí)疏散避免人身安全。

3.6 VR無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)已經(jīng)大火了幾年，其應(yīng)用也愈加廣泛，很多高危工作它都可以勝任。正因如此，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也被看好，大家都在尋找發(fā)掘無(wú)人機(jī)的更多可能性。目前大多數(shù)無(wú)人機(jī)活動(dòng)范圍較小。如果將無(wú)人機(jī)接入到物聯(lián)網(wǎng)中，其操控范圍將是一個(gè)質(zhì)的提升，再進(jìn)一步物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延及高帶寬可以支持無(wú)人機(jī)與VR相結(jié)合，操控人員通過(guò)終端可以實(shí)時(shí)獲取無(wú)人機(jī)第一視角的 VR 體驗(yàn)，使得遠(yuǎn)程操控人員如身臨其境，可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的操作。有了5G 網(wǎng)絡(luò)，無(wú)人機(jī)快遞服務(wù)、無(wú)人機(jī)預(yù)警、無(wú)人機(jī)監(jiān)控甚至無(wú)人機(jī)救援等高危任務(wù)，解放大量勞動(dòng)力的同時(shí)還可以增加特種職業(yè)人員的安全性，提高救援任務(wù)的成功率。

四、結(jié)語(yǔ)

5G 網(wǎng)絡(luò)，就是物聯(lián)網(wǎng)堅(jiān)實(shí)的后盾，使得物聯(lián)網(wǎng)有了更加廣闊的天空，有了更多的可能性。借助于5G網(wǎng)絡(luò)的東風(fēng)，物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)必將在更多領(lǐng)域大展拳腳，扶搖直上，勢(shì)必迎來(lái)一個(gè)全新的高峰，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代將開(kāi)啟全新的篇章。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 馬超. 5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代[J]. 通訊世界2018年09期

[2]王曉聞. 5G無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代[J]. 通信電源技術(shù)2018年11期

[3]余世平.基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析[J]. 電子世界2019年03期