物聯網和5G及技術的集成思考

張毅 牛敏杰 李軍

摘要：物聯網技術的最終目標是實現“萬物互聯”。要達成這一目標，就需要5G和物聯網技術的進一步完善。本文主要針對物聯網和5G技術進行探討，首先介紹了物聯網技術、5G技術，以及5G技術發展對物聯網積極影響。并進一步探討了物聯網中涉及到的5G技術應用，最后介紹了物聯網技術下的部分應用場景，希望能對未來的物聯網的發展，提供一些有益參考。

關鍵詞：物聯網;5G技術;萬物互聯;技術應用

一、物聯網及5G技術分析

1.1物聯網技術分析

物聯網技術，簡而言之，是一種實現“萬物互聯”的技術。萬物互聯的形成，主要通過信息傳感器、紅外感應器、射頻識別設備、全球定位系統、激光掃描器等技術設備予以實現。物聯網脫胎于互聯網，它是在互聯網信息連接的基礎上，所形成的物與物的連接。物聯網的主要功能，包括以下幾個方面：首先，虛擬感知。物聯網能夠通過感知設備，對各類聯網物品進行虛擬性的連接和感知。其次，信息傳輸。物聯網會運用通信技術，實現物品信息的高效傳輸與信息交流。最后，智能處理[1]。物聯網通過對物品信息進行分析，然后進行進一步的智能化處理。智能化處理能有效調節物品狀態，確保其狀態符合相應的使用要求。

1.2 5G技術分析

5G技術，即第五代移動通信技術的簡稱。它是在4G基礎上發展起來的，新一代蜂窩移動通信技術。對比原有的3G與4G技術，5G通信技術擁有更高的傳輸效率、更低的延遲等待，并在系統容量及大規模設備連接等多個方面，具有獨到的優勢。5G技術的出現，是社會發展的必然產物。當前，移動互聯網的產生與快速發展，接入網絡的用戶規模和數據需求，都呈現出了爆發式的增長。因此對移動通信網絡建設、頻譜利用效率，以及資源的智能利用 ，都提出了更高的要求，這些都是5G產生和發展的有利推動條件。

二、5G技術發展對物聯網的積極影響

5G技術的開發與應用，極大的提升了傳輸效率，保障了物聯網技術的實用性，對物聯網技術的應用和普及具有重要意義。主要表現為以下幾個方面：

2.1 5G技術能夠承載更大的數據流量，便于接入更多的物聯網設備

物聯網技術所要求的“萬物互聯”，會大大提升聯網設備的接入數量，和由此產生了用戶數據流量，以便于物聯網應用和服務的實現。但這勢必會給網絡傳輸造成極大負荷，甚至引發網絡延遲、數據中斷等情況，不僅降低了用戶體驗，也阻礙了物聯網技術的普及[2]。而5G技術不僅擁有更強的數據承載能力，同時有具有高效穩定的傳輸特點，因此能夠在接入更多設備的同時，保障數據傳出的穩定性。對物聯網技術的發展和普及，具有極其重要的意義。

2.2 5G技術的傳輸速率和可靠性更高，有利于物聯網技術的普及

4G網絡下的數據傳輸峰值不到1Gbit/s，而5G技術的峰值速率則可達到十倍以上的10Gbit/s，。在此基礎上的數據傳輸，能夠更加穩定和高效，極大的滿足了用戶的信息傳輸述求。也更加符合物聯網的發展需求，避免了原有4G條件下的物聯網傳輸不暢造成的應答延遲。特別需要注意的是，物聯網在某些關于人民生命財產領域應用，網絡的輸出速率及穩定性非常重要，否則極容易留下安全隱患。因此必須在5G條件成熟，傳輸效率和穩定性都得到保障的時候，方可開啟此類領域的物聯網應用。

三、物聯網中所涉及5G技術分析

要實現并普及物聯網中的“萬物互聯”，離不開相關5G技術的應用。主要包括以下幾個方面的技術：

3.1 5G的高頻段傳輸技術

目前的移動通信網絡，普遍采用3GHz之內頻段。這樣的頻段雖然可以滿足人們的日常通信，但若遇到大規模的線上活動，就可能會出現頻譜資源不足的，并進一步造成網絡擁擠，用戶體驗變差的情況[3]。針對此類情況，5G技術對高頻段進行了開發，并將毫米波技術引入了5G建設中。毫米波技術，具有設備體積小、短距通信速度快等優點，但相對來說，其穿透力相對較弱、易受外部環境干擾。也因此，需要針對毫米波技術和射頻設備，進行進一步開發革新，這也是當前物聯網及5G技術的重要發展課題之一。

3.2高密集網絡技術

物聯網發展到最后的“萬物互聯”，需要萬物具有智能化特點。要實現萬物的多元化和連接的智能化，離不開高密集網絡技術的支持。在5G技術的普及過程中，需要進行更高的網絡布置密度，和更深的網絡覆蓋廣度。只有滿足上述條件，才能保證“萬物互聯”的通信要求。此外，還應該通過增加基站的天線數量、強化基站的信號強度等措施，讓網絡系統更加穩定而靈活。總而言之，高密集網絡是通過縮短信號兩端的傳輸距離，以及強化終端設備性能的方式予以實現的，而要實現高密度的網絡覆蓋，還需要對具體物聯網的使用情況，進行科學預測，從而優化網絡布局，提高網絡運行效率[4]。

四、基于5G技術的物聯網應用場景

就目前的狀況來看，基于5G技術的物聯網應用，主要包括以下領域的運用：

4.1物流行業的運用

在“網購”早已變成習慣的當下，快遞行業也得到了極大發展。而物聯網技術的逐步成熟，也各物流行業帶來了變化。以“京東自營”為例，當用戶在網購之后，物聯網會通過用戶的手機定位信息，選擇出最接近客戶的京東倉庫進行配貨和運輸。這樣，物聯網技術極大縮短了物流的運輸線路，節約了物流的人力和時間成本。

4.2智能客廳中的運用

智能課堂是目前最貼近人們生活的物聯網應用之中，許多如電視、空調、點燈、音響、掃地機器人等，都能通過wifi接入互聯網。人們能夠通過手機、遙控器、智能音箱等，實現對此類IOT接入設備的控制，極大的便捷了人們的日常生活[5]。但這還只是一個方向，并不是真正的萬物互聯。在5G逐步普及下，物聯網也必然日新月異，并最終實現無需網關和配置路由情況下的，真正的、持續在線的萬物智能化。

結束語

5G技術的發展為物聯網技術的發展，奠定了技術基礎，而物聯網的發展為5G技術的發展提供了物質條件，兩者相輔相成。而隨著5G技術的逐步普及，以及物聯網技術日趨成熟，“萬物互聯”也必將在不就的將來成為現實，并徹底改變人類的生產生活方式。

參考文獻

[1]袁寧，屈高超，顏帥，宋雙雙，張瑩. 基于5G網絡的人工智能與物聯網在智慧醫療領域的應用[J]. 中國研究型醫院，2019，6（06）：58-62.

[2]于全，張平. 5G時代的物聯網變局、短視頻紅利與智能傳播滲透[J]. 浙江傳媒學院學報，2018，25（06）：2-9+148.

[3]任吉媛，王哲，羅真，劉阜陽. 物聯網應用背景下的5G技術發展研究[J]. 數字通信世界，2019（05）：45.

[4]劉五一，劉寧寧，張茜. 淺談5G移動通信技術在物聯網領域的應用[J]. 中國新通信，2019，21（12）：66-67.

[5]李婷，黃飛. 淺析5G移動通信技術下的物聯網時代[J]. 信息通信，2018（10）：232-233.