5G時代物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展研究

李偉輝

【摘要】? ? 物聯(lián)網(wǎng)這個概念早在十多年前便已提出，其主要依托于移動通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)其功能的傳輸，這些年主要是靠2G、4G網(wǎng)絡拿出部分頻段資源來做物聯(lián)網(wǎng)的專網(wǎng)。正因如此移動通信技術制約了其發(fā)展，很多物聯(lián)網(wǎng)應用因2G、4G網(wǎng)絡的時延及速率無法得到實現(xiàn)。5G網(wǎng)絡商用正是物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的一個契機，物聯(lián)網(wǎng)在5G網(wǎng)絡時代勢必迎來一個全新的高峰，萬物互聯(lián)的時代將開啟全新的篇章。

【關鍵詞】? ? 物聯(lián)網(wǎng)? ? 5G

引言：

隨著通訊技術的不斷發(fā)展，以及4G、5G技術的出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的概念也越來越普及，但近年來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展得到大家的廣泛關注，但由于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)更早于4G及5G網(wǎng)絡，以及有更廣闊的應用空間。因此，物聯(lián)網(wǎng)具有更加多元化的發(fā)展?jié)摿Γ矠橐院笪锫?lián)網(wǎng)的廣泛應用打下了基礎。如今，5G網(wǎng)絡仍未得到很好的應用。龐大的技術研究成本和大量的配套建設費用導致了一定程度的資源耗損。物聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡的結合可以合理地控制5G網(wǎng)絡建網(wǎng)的成本利潤比，以促進5G網(wǎng)絡的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡是相互造就的。

一、物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡的一種技術領域

物聯(lián)網(wǎng)是通過對實時的信息進行收集，將芯片植入到某些實際的物體當中，然后依靠無線網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)進行信息的傳遞，再輔助以特定的互聯(lián)網(wǎng)設備和物聯(lián)網(wǎng)機器，我們就可以依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)的收集和控制來將物聯(lián)網(wǎng)應用到我們的日常生活當中。例如，物聯(lián)網(wǎng)最主要應用于智能家居或智能物流智能運輸?shù)确矫?。從應用前景來看，物?lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢非常樂觀，同時它的應用技術應用也非常完整，從技術角度來分析，物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)對不同對象的控制和操作。它通過結合識別技術與傳感器技術實現(xiàn)對對象的控制，具有非常廣泛的應用場景，由于物聯(lián)網(wǎng)的技術性質，它具有很強的適應性，在各行各業(yè)都有許多智能系統(tǒng)正在應用及不斷開發(fā)新的應用場景。

物聯(lián)網(wǎng)正在為用戶日常生活提供了許多智能解決方案，提高用戶的日常工作和生活事務的處理效率，為用戶節(jié)省時間和精力。其主要有如下一些相關技術。

1.1關鍵RFID技術

無線射頻技術（RFID）是應用于物聯(lián)網(wǎng)的最重要的技術，也是保證物聯(lián)網(wǎng)在我們的生活當中廣泛應用的基礎，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了重要的便利性，他實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)對所操控物體的非接觸式自動檢索，為互聯(lián)網(wǎng)的具體使用提供了重要信息。無線射頻識別技術（RFID）的原理是通過電磁場的預設。對發(fā)送的特定頻率的射頻信號進行推送。當我們所要操控的物體通過該射頻信號的設定的路徑時，物體上的標簽便把所接收到的無線射頻信號儲存到相應的芯片當中，并將芯片相關的設定的數(shù)據(jù)信息進行發(fā)送，從而達到對物體從而達到物聯(lián)網(wǎng)所預期的效果，為生活帶來便利。這整個過程也是雙向的。芯片通過預設的頻率數(shù)據(jù)信號主動推送預設數(shù)據(jù)信息。解釋器接收到射頻信號，并將其中加載的數(shù)據(jù)信息進行編碼和解碼，然后發(fā)送到中央處理系統(tǒng)對獲取數(shù)據(jù)信息進行進一步的管理控制。

1.2 WSN技術

WSN（無線傳感器網(wǎng)絡技術）是由以下三種技術的互相結合創(chuàng)建的一項新技術：通信技術，傳感器技術和計算機技術。WSN基于無線通信網(wǎng)絡，連接不同空間中的不同傳感器，以完成許多不同數(shù)據(jù)信息的收集，從而完成對此類傳感器的管理和控制。WSN的優(yōu)點是可以即時收集，數(shù)量大，成本低，并且合理地節(jié)省了人工成本和時間。它是物聯(lián)網(wǎng)中必不可少的技術。

1.3中央處理技術

中央處理技術是物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術。物聯(lián)網(wǎng)的總體目標和最終效果就是智能化處理，而智能處理只能通過創(chuàng)建大量的計算能力來完成。近年來，云概念非?；穑玫酱颂幥∪缙浞?。云計算技術不僅可以解決大量計算問題，而且可以完成系統(tǒng)軟件之間的資源共享。然后，根據(jù)中央處理技術將各個系統(tǒng)調配為一起運行并各盡其職，才能完成智能化處理。

二、物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡的融合與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)如果要在人們的工作中被廣泛使用，還是必須具有一定無線網(wǎng)絡基礎。此前，在很大程度上，受移動通信技術網(wǎng)絡的制約。此前，4G網(wǎng)絡由于其技術標準而仍然存在許多問題，例如數(shù)據(jù)信息的傳輸速度不夠高，以及可同時連接處理終端數(shù)量有限等問題，這使許多物聯(lián)網(wǎng)應用場景難以如愿。這也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的潛在隱患之一。

隨著4G和無機通信技術的不斷發(fā)展，給物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了新的希望。網(wǎng)絡速度傳輸速度的極大改善進一步的提升了信息發(fā)送和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，提高了可連接終端的設備數(shù)量，也解決了數(shù)據(jù)傳輸延遲的問題。他為物聯(lián)網(wǎng)的高質量的應用提供了先提供了重要條件，許多以前無法實現(xiàn)的技術問題都在5G網(wǎng)絡的基礎上得到了解決。

同時，5G技術的廣泛使用還進一步的促進了網(wǎng)絡資源的合理使用，使物聯(lián)網(wǎng)的概念進一步深化。，聯(lián)網(wǎng)的應用場景也進一步的普及，提升了網(wǎng)絡的盈利能力。從而使互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和無線網(wǎng)絡的發(fā)展之間形成合力，促進通信行業(yè)的良性循環(huán)，可以說5G網(wǎng)絡的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是相互支撐的。

三、基于5G網(wǎng)絡技術的物聯(lián)網(wǎng)應用

5G網(wǎng)絡技術的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了條件，具體表現(xiàn)在隨著5G網(wǎng)絡的覆蓋，物聯(lián)網(wǎng)則無需再重新大規(guī)模的新建無線網(wǎng)，降低了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的成本，提高了物聯(lián)網(wǎng)的盈利能力。同時，5G網(wǎng)絡的高速發(fā)展也給物聯(lián)網(wǎng)的應用場景帶來了更大的想象空間?？朔艘郧熬心嘤跓o線網(wǎng)絡傳輸速度所帶來的困境。在以后的生活當中，我們將會看到互聯(lián)網(wǎng)的應用場景更加的廣泛，互聯(lián)網(wǎng)離我們的生活越來越近，并且服務于我們的日常生活的方方面面，具體可表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.智能交通。智能交通與物聯(lián)網(wǎng)相互結合。例如，我國現(xiàn)在實施的高速公路ETC，在車輛擋風玻璃上安裝的傳感器，該傳感器存儲有關汽車和人員的信息，可以在道路上自動識別，不需要人力收費。借助物聯(lián)網(wǎng)，公交車可以安裝北斗定位系統(tǒng)，可對車輛進行實時跟蹤和精確定位。管理者可以掌握公交車的動態(tài)和行程的軌跡，有助于車輛的調度，還可以發(fā)布公交車的實時動態(tài)，乘客可以在智能終端即時查詢他們需要乘坐的公交車的到達時間，為人們出行提供了便利。

2.無人駕駛。5G網(wǎng)絡的發(fā)展為無人駕駛的使用提供了更大的可能性。駕駛員在疲勞的情況下或醉酒不方便駕駛的情況下，可以采用無人駕駛的方式為生活提供便利，同時也省去了開車的勞頓。在當今無人駕駛的使用還有一定的局限性，主要受到網(wǎng)絡延遲的影響，而5G網(wǎng)絡的發(fā)展則為無人駕駛的進一步擴大使用范圍提供了基礎，依據(jù)高速發(fā)展的無線網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們的傳感器可以在更加復雜的路況下精準地通過傳感器來識別實時路況，以保證駕駛人員的安全駕駛，通過物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡相結合的方式，便可以實現(xiàn)基于網(wǎng)絡結合道路上所設置的不同的傳感器來實時地掌握道路情況。而不受汽車本身的傳感器限制，可以全面地掌握道路狀況，這樣便有了足夠的時間來解決和計算數(shù)據(jù)和信息，從而合理地提高了無人駕駛的安全系數(shù)，甚至在將來，可以根據(jù)網(wǎng)絡和無人駕駛功能有效規(guī)劃出汽車駕駛路線，這樣可防止路上擁堵和塞車，從而提高交通出行的質量。

3.遠程醫(yī)療系統(tǒng)。在很多年前，便嘗試將物聯(lián)網(wǎng)應用到醫(yī)療系統(tǒng)當中，但多年過去，互聯(lián)網(wǎng)在遠程醫(yī)療上的使用依然受到帶寬限制或無線網(wǎng)絡傳輸速度的限制，對遠程治療和遠程診斷等相關的服務帶來了一定的局限。由于網(wǎng)絡傳輸速度的限制，使遠程圖像傳輸?shù)馁|量被受限制，在進行遠程醫(yī)療時，無法準確的識別患者的患處，也無法對患處的具體情況進行了解。同時，由于網(wǎng)絡延遲等原因，無法做到遠程診斷的時間上的分秒不差，以及保證手術的時效性。醫(yī)生無法在患者出現(xiàn)相應狀況時做出適當?shù)姆磻?。同時，由于網(wǎng)絡傳輸?shù)乃俣葐栴}，還有可能導致信號中斷等問題。由于醫(yī)療關乎我們的身心健康。因此，將物聯(lián)網(wǎng)應用于遠程醫(yī)療系統(tǒng)向來都非常謹慎，而5G網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的結合則為遠程醫(yī)療系統(tǒng)的進一步高速發(fā)展提供了可能性。

展望5G網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)可用于在線觀看4k高清甚至更高像素的視頻，并且時延可以達到1ms的水平，這可以幫助醫(yī)生遠程獲得現(xiàn)場準確的情況，然后進行準確的診斷。在醫(yī)療方面，物聯(lián)網(wǎng)結合5G網(wǎng)絡的可靠性關系著患者生命的安全。在現(xiàn)階段，依靠物聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡的結合，我國已經完成了第一例遠程人體醫(yī)療手術，主刀醫(yī)生根據(jù)實時傳送的高清畫面，遠程操控醫(yī)療器械完成手術，為醫(yī)學的遠程觀察、指導及具體操作指明了方向。

4.城市安全。如今城市當中的智能視頻監(jiān)控設備以及其他的城市安全設施已經廣泛的開展。很多年前，我們主要依靠人力來識別大量的監(jiān)控信息、捕捉所需要的重要信息。然而將物聯(lián)網(wǎng)應用于智能監(jiān)控設備的監(jiān)控分析時，可以省去很多的人力物力，保證我們的城市安全，同時它還可以與110、119等社會救援服務平臺進行連接，對監(jiān)控設備的監(jiān)控內容進行智能的分析，并對信息進行反饋。他可以進一步的節(jié)省人力、物力和財力，提高智能識別的及時性和準確性，為我們的生活帶來便利，提高我們的生活效率，還可以進一步規(guī)范人們的行為，對社會起到很好的監(jiān)督作用。

5.環(huán)境保護與氣候監(jiān)督。隨著社會的高速發(fā)展和工業(yè)的進一步發(fā)展，社會環(huán)境問題備受關注，社會環(huán)境嚴重地影響著我們的身心健康，關乎我們的生命安全。但如今全球環(huán)境問題日益惡化，缺乏環(huán)境監(jiān)督是當前我們面臨的主要環(huán)境問題，當實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)我們可以根據(jù)在大自然當中放置傳感器來實時的監(jiān)測大自然當中的情況，當發(fā)生異常情況時發(fā)出警報，相關工作人員在收到警報時，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)所提供的信息立即采取對策，例如可以利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，利用物聯(lián)網(wǎng)技術設置傳感器來實施的監(jiān)控空氣污染物成分超標問題、監(jiān)測水流變化以及溫度的變化。并在出現(xiàn)異常情況時，對情況進行上報，并提供解決建議還可以，這可以大大的減少環(huán)保監(jiān)控的盲點，對我們的自然環(huán)境進行智能的監(jiān)管，可以在天氣預報時發(fā)揮重要作用，如可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術對風進行監(jiān)測，并做到及時預警。在關乎人們生命安全時，可以節(jié)省寶貴的時間，可以做出相應的應對措施。

6.VR無人機。近些年無人機的應用更加廣泛，在各大電視節(jié)目以及城市展演當中，我們可以看到無人機的身影，他為我們帶來了良好的視覺體驗。所以，無人機的應用范圍也越來越廣，他代替了人工從事了很多高風險的工作，也為人們的生活提供了便利。近些年，人們正進一步的開發(fā)無人機的應用場景和范圍。如果將5G網(wǎng)絡技術連接到物聯(lián)網(wǎng)，無人機的操作將更加的便利。5G網(wǎng)絡具有高網(wǎng)速和低延遲的特點，若將其運用到無人機的操控當中，我們可以根據(jù)終端設備獲得無人機的第一視角體驗。它相比人員的控制更為精確。同時，我們可以借助5G網(wǎng)絡通過無人機來實現(xiàn)無人機救援、無人機預警等日常的高風險工作。節(jié)省了人力物力，也保障了工作人員的安全。

參? 考? 文? 獻

[1]馬超.5G移動通信技術下的物聯(lián)網(wǎng)時代[J].通訊世界2018年09期

[2]王曉聞.5G無線移動通信技術下的物聯(lián)網(wǎng)時代[J].通信電源技術2018年11期

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