無線通信網絡在物聯網中技術應用探究

摘要：隨著無線通信技術的升級，基于5G通信網絡部署，無線通信技術與物聯網之間的聯系愈發緊密。本文主要分析無線通信網絡及物聯網的概念與特點，探討無線通信網絡在物聯網中的應用需求與應用形式，以智能電梯管理及智能停車管理為例，探討電信無線通信網絡技術的具體應用，進而結合應用現狀提出加強網絡兼容管理、完善數據信息傳輸以及強化網絡安全防護等策略，以供參考。

關鍵詞：無線通信網絡；5G通信技術；物聯網

無線通信技術的應用會影響人們的生產生活，隨著物聯網技術發展以及數據傳輸需求的提升，無線通信網絡與物聯網的融合成為必然趨勢。物聯網形勢下，物與物、人與物的互聯以及相關數據的應用成為可能，而無線通信網作為基礎承載網絡，有助于優化資源配置，提升物聯網運行的高效性與靈活性。為進一步發揮無線通信網絡的通道作用，有必要對二者的結合應用開展深入研究。

一、無線通信網絡及物聯網概述

（一）無線通信網絡

無線通信網絡的優勢與特點主要包括：第一，覆蓋范圍廣。無線通信網絡技術可以通過分布式方法，收集、整理和分析網絡系統數據信息，增強網絡監控的可靠性。通常情況下，采用分布式網絡往往需要配置較多的傳感器，針對各節點使用的傳感器功能也存在差異。與此同時，無線網絡冗余節點的應用還有助于提高系統容錯性，進一步擴大無線通信網絡技術的覆蓋范圍。第二，靈活性強。無線通信網絡技術可以根據協議規定實時監控網絡系統數據，并根據環境變化實現結構調整。第三，可用性強。為滿足不同區域的網絡運行需求，需要為較復雜的區域增加傳感器布設數量，但也會增加網絡管理和維護難度。而無線通信網絡技術的應用可以提供有效的解決方案，降低實施難度，并為后續的網絡管理和維護提供便捷條件。

（二）物聯網

1.基本特點

物聯網是通過傳感技術識別、整合與計算數據信息，提升數據交互效率，同時為相關決策的提出提供數據支持。物聯網可以進一步增加人與物、物與物之間的緊密聯系，為人們帶來更加便捷、高效的生活體驗。在物聯網運行過程中，可通過落實完善的通信工程技術方案，提升網絡運行的安全性與可靠性，同時可以根據不同場景需求，獲取相應的系統集成方案。對此，可以為物聯網業務開展提供便捷條件，并充分發揮網絡運行優勢。與此同時，通過信息節點連接，還可以拓展目標范圍，促使物聯網可以在生活中的多個領域得到應用，并為各環節數據傳輸與應用提供技術支持。

2.體系架構

在物聯網運行過程中，以無線通信網絡為基礎所實現的網絡架構主要包括三個層次：第一，應用層。物聯網應用層的主要功能是挖掘與處理信息資源，結合行業的具體發展需求，提供相應的物聯網服務及數據傳輸方案。具體而言，物聯網應用層具備的功能包括信息開發、數據處理和網絡管理等。第二，網絡層。無線通信網絡是物聯網運行過程中重要的基礎設施，可以憑借覆蓋面廣、靈活性強的優勢得到廣泛應用。作為整個體系架構中標準化程度較高的環節，物聯網網絡層可以有效優化物聯網產品。網絡層運行由延伸網、接入網以及核心網構成，各模塊之間相互協調，可以為網絡層的穩定運行提供支持。第三，感知層。物聯網感知層是決定感知能力的關鍵環節，主要功能包括信息采集、識別與控制等。物聯網運行需要應用層、網絡層與感知層的有效連接，離不開4G/5G、RFID、LoRa等通信模塊的支持，通過各個通信模塊的相互配合，有助于提升物聯網運行效率與感知精度，降低網絡使用期間的成本投入。

二、無線通信網絡在物聯網中的技術應用需求與形式

（一）技術應用需求

無線網絡運營商可以作為物聯網的業務與技術支持為信息匯聚與傳輸提供保障，因此，無線通信網絡技術也成為助力物聯網功能發揮的核心技術。當前，支持無線通信網絡技術接入物聯網設備類型不斷增加，傳感器網絡結構也逐漸向著復雜化發展，導致相關技術應用面臨更大難度。在這一情況下，應開展物聯網與多種無線網絡結合的研究，實現異構網絡間通信目標。通過無線網絡通信技術與物聯網的結合，可以進一步形成無線物聯網，有效監控設備接入情況，以此提升物聯網智能管理效率。與此同時，在二者結合的過程中，還要強化節點數據處理與協同效果，為傳感器、邊緣采集單元和后臺系統交互提供支持。

（二）技術應用形式

現階段，無線通信網絡技術在物聯網中的應用形式逐漸豐富，以5G無線通信技術為例，主要應用形式包括：

1.SDN/NFV技術

SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）技術是一種網絡虛擬化實現技術，在物聯網中的應用主要集中在數據中心的網絡虛擬處理及流量優化控制方面。NFV（Network Function Virtualization，網絡功能虛擬化）技術可以通過硬件與虛擬化技術拓展軟件處理功能，應用于物聯網中可以有效降低網絡設備運行成本。與此同時，NFV技術還可以實現軟硬件解耦及功能抽象，為物聯網設備功能資源的靈活共享提供技術支持。SDN/NFV技術是5G通信技術的基礎構成，在實際應用的過程中，可以進一步拓展相應的技術功能。在物聯網形勢下，可以通過SDN技術與NFV技術實現控制、管理、應用系統開發，通過程序調用優化網絡系統，同時構建虛擬網絡架構，為提升5G通信技術應用水平打下基礎。

2.全頻段技術

以往的4G通信技術在運行期間以3GHz為主要頻段，整體頻段資源較少，難以滿足通信技術的應用需求。隨著5G無線通信網絡技術的應用，可以拓寬4G基礎上對頻段的使用范圍，增加物聯網網絡系統容量，提升物聯網信息數據傳輸效率，針對以往頻段資源不足的問題提供解決方案，以實現資源的優化配置。結合當前我國5G技術的研發趨勢來看，全頻段技術仍有較大的提升空間，獲得了較豐富的頻段資源。物聯網形勢下，全頻段技術將逐漸朝天線設備小型化發展，助力無線通信網絡天線效益提升，并為物聯網的整體運行提供保障。

3.密集網絡技術

隨著物聯網的發展，5G無線通信網絡技術可以提供的流量與接入量大幅增加，速率甚至可以達到4G通信技術的數百倍，大大提高了接入穩定性和質量。多種無線接入技術的融合提升了5G通信技術的系統性與靈活性，然而，實際運行中的網絡覆蓋范圍較小也會限制進一步細化分割。對此，可以引入密集網絡技術，一方面，通過增加天線設置拓展室外空間，提升系統容量與運行靈活性；另一方面，通過密集網絡的布置加深各節點之間的聯系，提升相鄰節點數據傳輸的效率與質量。總的來說，將密集網絡技術與5G通信技術相結合可以增加對網絡時間空間動態變化的關注，擴大網絡覆蓋面積，還可以更好地發揮出網絡技術優勢。

三、無線通信網絡技術結合物聯網的具體應用

（一）技術應用基礎

中國電信物聯網CTWing5.0平臺于2021年開放，目前的用戶數量已達2.6億。設備連接數量在6000萬以上，該系統月調用次數達200億左右。當前，CTWing5.0平臺已成為全球范圍內規模最大的窄帶物聯網服務平臺，具有設備管理與感知等功能，可以為車聯網、公共事業等領域提供服務。CTWing5.0平臺下設的CTWing IoT OS系統可以進一步通過網絡連接管理提升物聯網感知能力。

（二）具體應用領域

1.智能電梯管理

電信無線物聯網絡技術在電梯智能管理中的應用主要包括四方面：

（1）緊急調度

基于電信無線物聯網絡技術搭建相應的智能電梯管理系統，可通過傳感器裝置采集電梯運行過程中的數據信息，同時結合物聯網感知層獲取的數據信息，判斷電梯整體的運行狀態，一旦識別到異常情況，可以及時落實應急處理方案，確保電梯運行的安全性與穩定性。同時，在電梯運行出現緊急狀況時，應急控制中心還可以定位故障點，下達緊急調度指令，盡可能地減少故障對電梯運行的不利影響。

（2）實時監控

電信無線物聯網絡技術可以實時監控電梯運行狀態，確保出現故障問題時，可以及時制定解決方案，確保電梯系統的運行質量與效率。在電信無線物聯網絡技術的支持下，電梯管理系統可以采集電梯運行狀態、方向與樓層等參數，如果實時監控功能探測到電梯中的異常信息，就可以在第一時間報警，并記錄相關數據。同時，相關管理人員可以根據系統數據維修電梯故障，并記錄故障原因和維修方法。

（3）視頻監控

電梯出現故障時，電梯管理系統可以調取相關音頻、視頻信息并傳輸至應急控制中心，由電梯維修管理人員檢查電梯運行情況，并提出有針對性的解決方案。

（4）功能分析

電梯管理系統運行期間，可以實現對數據信息的采集、處理與儲存，為電梯維修與管理提供依據。在電信無線物聯網絡技術的支持下，可呈現文字、圖像、音頻和視頻等更豐富的數據類型，電梯維修管理人員可據此制定故障處理方案，提升電梯應急處理效率。

2.智能停車管理

智能停車管理是電信無線網絡技術的典型應用領域。隨著城市化進程的推進，當前各區域都面臨較為嚴峻的停車管理問題，機動車數量的增加引發了多層面的停車問題，政府部門要解決停車困難及停車收費混亂的情況，交通管理部門要提升停車疏導及監控效率，而車主主要面臨停車位不足的問題。因此，可以引入電信無線通信網絡技術，并在物聯網的結合下構建智能停車管理系統，通過云管端一體化平臺為停車問題提供解決方案。智能停車管理系統由數據檢測模塊、無線基站、傳感器以及數據管理平臺等構成。數據檢測模塊通過數據采集設備獲取數據，通過無線基站連接物聯網網絡，由傳感器通過線圈或圖像識別功能實時判斷車輛的進出，采集相關數據后，可以借助基站傳輸至運營管理平臺。完成數據信息收集后，可由平臺進行統一管理，并發送至管理終端。用戶可通過手機終端實現車輛管理，借助手機App了解車位的占用及空閑情況，系統可以自動完成空閑車位查找與導航功能。在車位使用完成后，車主還能通過App移動支付功能進行付費，系統檢測到車輛離開后也可以實現自動扣費。

四、優化無線通信網絡技術應用的策略

無線通信網絡在物聯網運行期間具有重要的基礎作用，為提升無線通信網絡技術的應用效率，需要做好無線通信網絡的運維管理，主要包括以下三方面：

（一）加強網絡兼容管理

隨著網絡技術水平的提升，以往的物聯網接入設備漸漸不能滿足無線通信網絡的適配需求，導致部分接入設備不能順利與無線通信網絡連接，影響了網絡的正常運行。例如，支持4G網絡的手機在連接5G網絡并不穩定，存在數據信息上傳與指令下達不及時的情況。因此，需要加大網絡兼容管理力度，優化現有的設備技術，使網絡連接更高效，以此提升無線通信網絡運行的流暢性與穩定性，進一步以無線通信網絡兼容性問題為依據，實現新型移動終端設備的設計，確保為無線通信網絡傳輸提供安全、穩定的運行環境，確保物聯網與無線通信網絡順暢連接。

（二）完善數據信息傳輸

第一，加大無線通信網絡建設流程維護力度。結合網絡運行實際需求，加大對前傳、中傳、回傳網絡環節的維護，做好設備維護及資源投入工作，同時檢測信號運行、數據傳輸等情況，確保無線通信網絡運行狀態穩定。第二，加強對無線通信網絡使用階段的管理。針對無線通信網絡使用，落實有針對性的管理方案，優化業務拓展及數據傳輸質量，不斷提升無線通信網絡服務質量。第三，增強無線通信網絡整體管理效果。在無線通信網絡運行期間，優化網絡結構，并通過縮減網絡結構層次拓展網絡運行。值得注意的是，還要引入防火墻技術，為無線通信網絡的安全、穩定運行提供保障。

（三）強化網絡安全防護

網絡安全防護的主要目的是識別物聯網運行過程中的潛在風險因素，并制定有針對性的應對方案，形成穩定的安全防護體系，為網絡安全運行提供保障。在開展無線通信網絡安全建設的過程中，除了增加安全防護技術的應用，還可以動態監管數據信息傳輸過程，確保精準識別數據交互過程中存在的風險問題，及時提出風險應對方案，處理異常數據，最大程度上提升網絡端與移動終端連接的穩定性。

五、結語

綜上所述，物聯網為社會發展帶來更多動力，為確保無線通信網絡與物聯網業務落實相適應，應充分研究二者的融合。當前，電信無線通信網絡技術與物聯網技術的融合實現了電梯管理、停車管理等多領域的智能化管理，也為無線物聯網拓寬了應用范圍。為提升技術應用效果，需要進一步加強網絡兼容管理、數據信息傳輸以及網絡安全防護等方面工作，進而為無線物聯網應用注入活力。

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