基于5G技術的物聯網的發展及應用

鄒春明

（山西通信通達微波技術有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

目前，我們已經處于5G時代當中，該技術在發展應用當中，能夠為用戶帶來快速的數據傳輸體驗，其大容量、低時延以及高速率特征的存在，使社會在此當中逐漸向著網絡、智能、信息化方向發展。物聯網方面，則是無線網絡與信息產業結合形成的產物，具體來說，即是在物體當中對芯片進行植入，通過無線網絡應用實現物體信息的變化，能夠使不同位置物體進行連接，以終端設備的應用控制相關物體。在5G技術發展的背景下，也使物聯網技術在此當中獲得了新的發展空間，在多個領域當中具有了應用。

1 5G與物聯網技術特點

1.1 5G技術

對于5G技術關鍵技術來說，其包括有：第一，大規模天線陣列。能夠對天線端口數量進行增加，在對相頻用戶數提升的情況下，保證在同一時間中具有更多用戶的信息傳輸，3D-MIMO技術能夠同時在垂直、水平方向上MIMO；第二，超密集組網。對單位面積當中的小基站密度進行增加，以此形成超密集組網，對大容量場景之下的網絡需求進行滿足，以此對易于維護、體驗輕快且部署簡單的輕型網絡進行建立；第三，全頻譜接入。對6GHz以上高頻段進行增加，形成高低頻混合組網。對于6GHz以下低頻段，應用在無縫覆蓋當中，而對于6GHz以上頻段，則應用在提升熱點區域速率方面[1]。

1.2 物聯網

在各行業當中，物聯網技術應用不斷深化，相關技術在發展當中也具有了較為成熟的特點。具體來說，其核心技術包括有：第一，RFID技術。這是以射頻信號為基礎，對目標對象自動識別后獲取對應數據的技術。在整個識別當中，不需要人工進行干涉，能夠對處于高速運動的物體進行識別，能夠對多個標簽進行識別，在實際操作當中具有快捷便利的特點，且能夠應用在多個工作環境下。該技術中也涵蓋了天線、芯片、無線通信與信息安全技術；第二，傳感器技術。該技術方面，應用熱電、光電等技術原理，能夠感知壓力、溫濕度、速度與加速度等。在材料科學進一步發展的情況下，相關新材料也在傳感器制造當中具有了較多的應用，在不斷發展中，該技術也逐漸向著耗能少、多功能化以及智能化方向發展；第三，網絡通信技術。該技術在實際應用當中，能夠使物聯網在數據傳輸方面做好途徑的提供，根據類型的不同，可以將其分為廣域、近距離通信技術；第四，人工智能技術。計算機在運行中，對人的智能行為與思維過程進行模擬，該技術能夠有效分析物品內容，以此對計算機自動處理目標進行實現[2]。

2 5G與物聯網融合

5G技術在發展當中，有效的提升了數據傳輸速度，也因此成了未來網絡發展所需的關鍵技術，在對網絡數據傳輸平臺有效拓展的情況下，對物聯網業務發展步伐進行加快。對于以5G為基礎的物聯網技術來說，其所具有的特點體現在：第一，快速性。5G物聯網在實際應用當中，能夠對以往工作當中網絡層在處理龐大數據量時存在的處理能力不足缺陷進行克服，5G網絡在MIMO技術方面優越性的存在，具有的天線陣列能夠對多個設備的應用進行滿足。以此為基礎，D2D技術也能夠在較短的距離下連接，有效的加快了數據傳輸速度；第二，便捷性。在5G網絡優化部署的情況系，能夠對現有布線規則進行利用，并不需要對設備進行大規模的改造處理，整體實施具有便捷的特征。同時，5G網絡應用毫米波通信，能夠在對設備體積有效減少的情況下使相關設備向著便捷快、小型化方向發展，以此使設備在信息交換方面具有快捷、方便的特征；第三，經濟性。物聯網設備在實際應用當中，能夠應用5G網直接連接5G手機，通過5G基站對信息的交互能力進行提升。在5G技術應用下，很多交換機、路由器設備都能夠得到節省，以此對網絡層設備成本進行減少[3]。

總體來說，5G網絡高速率、低時延與大容量優勢的存在，能夠在應用當中對以往網絡延遲、毒蛇等問題進行有效的解決，以此使感知層相關信息數據能夠實現對應用層的傳輸。同時，5G網絡在安全架構方面對4G架構進行沿用，以此為基礎對3GPP接入、虛擬網元與切片等實體進行增加，還具有網絡域安全、無線空口安全等防護措施的應用，使物聯網在具體應用當中具有較好的安全防護。

3 5G技術背景下物聯網應用

3.1 智慧家庭

在家庭當中，很多物品在安裝電子標簽之后，則能夠與管理系統進行聯系，在家庭當中，其中的所有成員則能夠對物品狀況進行隨時的掌握。電表、煤氣表、水表等也能夠實現對管理系統的鏈接，以遠程的方式對相關信息進行查詢與觸底。內部物品方面，可以應用窄帶物聯網實現對管理系統的連接，同汽車、手機連接的物品則需要應用移動互聯網連接管理系統。智慧社區方面，包括有智慧養老服務以及物品管理等，可以通過5G網絡進行停車管理、防火防盜系統運行以及公共設施管理，以此保證信息在交互方面具有實時的特點。同時，也能夠遠程監控社區老人實際健康情況以及生活狀態，及時做好所需服務的提供，尤其是孤寡以及獨居老人。智慧城市方面，物聯網技術主要應用在飲水質量監測、空氣質量監控與市政設施管理等方面。

3.2 汽車領域

近年來，我國的汽車領域逐漸向著智能化、信息化發展，智慧汽車、物聯網汽車與車聯網等發展快速，以此為我國汽車工業的發展地阿萊了較大的動力。在炎熱的夏季，車主在進入停車場之前，則可以使用手機啟動汽車空調，在停放汽車之后，監控設備能夠對車輛情況進行實時的記錄，如果發現存在偷竊或者損壞車輛等行為，則將通過撥打手機或短信等方式向車主報警。芯片感應系統在運行當中，能夠對車主進行正確識別，在車主接近/遠離車輛時會對車鎖進行自動打開或者關閉。服務商方面，也能夠對車輛運行情況進行實時的監測，遠程診斷故障問題。C-2-C技術的應用則能夠使車輛在運行當中始終具有一定的安全距離，避免發生追尾或者對撞事故。

3.3 醫療領域

醫療領域方面，能夠應用傳感器監測人的生理狀態，應用醫療可穿戴設備對生理信息進行獲取，同時將相關信息在電子健康文件中記錄，為后續醫生、個人查閱做好準備。醫療物聯網在應用當中，也能夠有效實現對醫療物品、設備的管理與監控，對醫療設備可視化目標進行實現。

3.4 農業領域

農業領域方面，能夠應用物聯網對農業生產過程進行全程的智能控制、信息感知與精準管理。這是一種全新的生產方式，能夠對農業遠程控制、災害預警、可視化診斷等功能進行實現。在種植當中，可以使用攝像頭、衛生與傳感器等手機數據，對機械設備、農作物數字化目標進行實現。畜牧養殖方面，也可以使用可穿戴設備、耳標與攝像頭等對禽畜產品數據進行收集，應用算法對禽畜產品喂養情況、健康情況以及位置信息等進行獲得。

3.5 工業制造

工業制造方面，物聯網主要應用在設備監控管理、生產過程優化、供應鏈管理、工業安全管理等方面，就目前來說，安全生產監管系統與倉儲物流信息都是較為成熟的系統類型。

3.6 軍事領域

軍事物聯網的發展應用，可以說是實現作戰系統與信息化設備結合應用的關鍵手段。就目前來說，物聯網軍事主要是對軍事物流系統進行應用，通過RFID對物資信息進行交際，通過射頻讀寫器對標簽上信息獲得后，將其實現對計算機的傳輸，以此幫助信息中心能夠做好物資流通信息的精確掌握，以此使軍事物資在供應方面具有透明的特點，進一步提升后勤保障能力水平。在物聯網與5G技術融合的情況下，使物聯網具有統一的網絡環境、傳輸格式以及傳輸規范，能夠對以往軍事物聯網在信息傳輸共享方面存在的障礙進行有效解決。5G大容量、高速率特征的存在，能夠對軍事物聯網網絡規模大、種類多、連接中斷多等問題進行有效的解決，切實提升戰場信息傳輸、提取的實時性，能夠在指揮控制信息、武器維修保養與預警偵查信息等場景具有較好的應用。同時，5G安全性設計特征的存在，也能夠使軍事物聯網在運行應用方面具有較好的可靠性，避免發生鏈路失效問題。

4 結束語

可以說，在5G技術不斷發展成熟的情況下，也使得物聯網技術在此當中具有了快速的發展，在應用范圍與應用領域方面也具有了新的表現。在實際工作開展中，需要能夠積極做好兩種技術的結合應用，進一步提升物聯網的應用價值。