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(luò)來實現(xiàn)其功能的傳輸，這些年主要是靠2G、4G網(wǎng)絡(luò)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(shù)制約了其發(fā)展，很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用因2G、4G網(wǎng)絡(luò)的時延及速率無法得到實現(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(guān)鍵詞】? ? 物聯(lián)網(wǎng)? ? 5G

引言：

隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，以及4G、5G技術(shù)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(guān)注，但由于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)更早于4G及5G網(wǎng)絡(luò)，以及有更廣闊的應(yīng)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(yīng)用打下了基礎(chǔ)。如今，5G網(wǎng)絡(luò)仍未得到很好的應(yīng)用。龐大的技術(shù)研究成本和大量的配套建設(shè)費用導(dǎo)致了一定程度的資源耗損。物聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合可以合理地控制5G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)的成本利潤比，以促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)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(luò)的一種技術(shù)領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)是通過對實時的信息進(jìn)行收集，將芯片植入到某些實際的物體當(dāng)中，然后依靠無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的傳遞，再輔助以特定的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(yīng)用到我們的日常生活當(dāng)中。例如，物聯(lián)網(wǎng)最主要應(yīng)用于智能家居或智能物流智能運輸?shù)确矫妗膽?yīng)用前景來看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢非常樂觀，同時它的應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用也非常完整，從技術(shù)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(jié)合識別技術(shù)與傳感器技術(shù)實現(xiàn)對對象的控制，具有非常廣泛的應(yīng)用場景，由于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)性質(zhì)，它具有很強的適應(yīng)性，在各行各業(yè)都有許多智能系統(tǒng)正在應(yīng)用及不斷開發(fā)新的應(yīng)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(wù)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(guān)技術(shù)。

1.1關(guān)鍵RFID技術(shù)

無線射頻技術(shù)（RFID）是應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的最重要的技術(shù)，也是保證物聯(lián)網(wǎng)在我們的生活當(dāng)中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)，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(shù)（RFID）的原理是通過電磁場的預(yù)設(shè)。對發(fā)送的特定頻率的射頻信號進(jìn)行推送。當(dāng)我們所要操控的物體通過該射頻信號的設(shè)定的路徑時，物體上的標(biāo)簽便把所接收到的無線射頻信號儲存到相應(yīng)的芯片當(dāng)中，并將芯片相關(guān)的設(shè)定的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行發(fā)送，從而達(dá)到對物體從而達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)所預(yù)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(yù)設(shè)的頻率數(shù)據(jù)信號主動推送預(yù)設(shè)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(jìn)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(jìn)行進(jìn)一步的管理控制。

1.2 WSN技術(shù)

WSN（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）是由以下三種技術(shù)的互相結(jié)合創(chuàng)建的一項新技術(shù)：通信技術(shù)，傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)。WSN基于無線通信網(wǎng)絡(luò)，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(shù)。

1.3中央處理技術(shù)

中央處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的總體目標(biāo)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，云概念非常火，用到此處恰如其分。云計算技術(shù)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(shù)將各個系統(tǒng)調(diào)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(luò)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(luò)基礎(chǔ)。此前，在很大程度上，受移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的制約。此前，4G網(wǎng)絡(luò)由于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shù)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(luò)速度傳輸速度的極大改善進(jìn)一步的提升了信息發(fā)送和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋岣吡丝蛇B接終端的設(shè)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(zhì)量的應(yīng)用提供了先提供了重要條件，許多以前無法實現(xiàn)的技術(shù)問題都在5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上得到了解決。

同時，5G技術(shù)的廣泛使用還進(jìn)一步的促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)資源的合理使用，使物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)一步深化。，聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景也進(jìn)一步的普及，提升了網(wǎng)絡(luò)的盈利能力。從而使互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展之間形成合力，促進(jìn)通信行業(yè)的良性循環(huán)，可以說5G網(wǎng)絡(luò)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(luò)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(luò)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(luò)的高速發(fā)展也給物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景帶來了更大的想象空間。克服了以前拘泥于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度所帶來的困境。在以后的生活當(dāng)中，我們將會看到互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)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(wù)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(jié)合。例如，我國現(xiàn)在實施的高速公路ETC，在車輛擋風(fēng)玻璃上安裝的傳感器，該傳感器存儲有關(guān)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(jìn)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(diào)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(dá)時間，為人們出行提供了便利。

2.無人駕駛。5G網(wǎng)絡(luò)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(dāng)今無人駕駛的使用還有一定的局限性，主要受到網(wǎng)絡(luò)延遲的影響，而5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展則為無人駕駛的進(jìn)一步擴大使用范圍提供了基礎(chǔ)，依據(jù)高速發(fā)展的無線網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們的傳感器可以在更加復(fù)雜的路況下精準(zhǔn)地通過傳感器來識別實時路況，以保證駕駛?cè)藛T的安全駕駛，通過物聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，便可以實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)合道路上所設(shè)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(luò)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(zhì)量。

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

展望5G網(wǎng)絡(luò)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(dá)到1ms的水平，這可以幫助醫(yī)生遠(yuǎn)程獲得現(xiàn)場準(zhǔn)確的情況，然后進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。在醫(yī)療方面，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)的可靠性關(guān)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(luò)的結(jié)合，我國已經(jīng)完成了第一例遠(yuǎn)程人體醫(yī)療手術(shù)，主刀醫(yī)生根據(jù)實時傳送的高清畫面，遠(yuǎn)程操控醫(yī)療器械完成手術(shù)，為醫(yī)學(xué)的遠(yuǎn)程觀察、指導(dǎo)及具體操作指明了方向。

4.城市安全。如今城市當(dāng)中的智能視頻監(jiān)控設(shè)備以及其他的城市安全設(shè)施已經(jīng)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(yīng)用于智能監(jiān)控設(shè)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(wù)平臺進(jìn)行連接，對監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控內(nèi)容進(jìn)行智能的分析，并對信息進(jìn)行反饋。他可以進(jìn)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)一步發(fā)展，社會環(huán)境問題備受關(guān)注，社會環(huán)境嚴(yán)重地影響著我們的身心健康，關(guān)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(dāng)前我們面臨的主要環(huán)境問題，當(dāng)實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)我們可以根據(jù)在大自然當(dāng)中放置傳感器來實時的監(jiān)測大自然當(dāng)中的情況，當(dāng)發(fā)生異常情況時發(fā)出警報，相關(guān)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(shù)設(shè)置傳感器來實施的監(jiān)控空氣污染物成分超標(biāo)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(jìn)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(jìn)行智能的監(jiān)管，可以在天氣預(yù)報時發(fā)揮重要作用，如可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對風(fēng)進(jìn)行監(jiān)測，并做到及時預(yù)警。在關(guān)乎人們生命安全時，可以節(jié)省寶貴的時間，可以做出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

6.VR無人機。近些年無人機的應(yīng)用更加廣泛，在各大電視節(jié)目以及城市展演當(dāng)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(yīng)用范圍也越來越廣，他代替了人工從事了很多高風(fēng)險的工作，也為人們的生活提供了便利。近些年，人們正進(jìn)一步的開發(fā)無人機的應(yīng)用場景和范圍。如果將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接到物聯(lián)網(wǎng)，無人機的操作將更加的便利。5G網(wǎng)絡(luò)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(dāng)中，我們可以根據(jù)終端設(shè)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(luò)通過無人機來實現(xiàn)無人機救援、無人機預(yù)警等日常的高風(fēng)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(xiàn)

[1]馬超.5G移動通信技術(shù)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(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時代[J].通信電源技術(shù)2018年11期

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