5G時代背景下物聯網技術在智慧城市建設中的應用研究

郭成東

摘 要：隨著我國5G技術的持續進步與發展，5G通信技術在社會各個領域之中應用范疇越發普遍與廣泛，這也是物聯網發展進程中的一個關鍵契機。5G通信技術也被稱為第五代通信技術，是科學技術與智能技術發展衍生的產物，5G與4G相比，其傳輸速率更加之快，效率更高，傳輸距離更長。因此將5G技術引進與應用在物聯網時代環境中，能有效提高城市發展水平，實現人們生活質量不斷進步。鑒于此，基于5G時代背景下智慧城市建設期間物聯網技術的應用展開深入探討，僅供相關人士參考。

關鍵詞：5G通信技術；物聯網；智慧城市；應用

中圖分類號：TN929.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）07-0007-03

0 引言

近年來，“智慧城市”已經成為城市規劃和網絡結構的重要環節，為人們提供了更好的生活條件。隨著5G移動通信技術的不斷更新和創新，5G未來將實現更多的終端接入，物聯網技術為其中之一，這樣不僅能增強高速率和降低延時，還有利于促進智慧城市和5G網絡之間的協調發展。

本文首先針對物聯網、5G技術以及智慧城市展開了概述，其次明確了物聯網技術在智慧城市中的應用難點，再次剖析了物聯網技術在智慧城市建設過程中的具體應用，最后提出了加大智慧城市建設的保障措施，以期通過研究能切實增強智慧城市建設效果。

1 物聯網、5G技術以及智慧城市的概述

物聯網是一種新興的智能感應網絡系統，是信息社會發展的重要趨勢。借助無線通信技術、計算機技術和信息技術等，將互聯網和其他對象進行連接的網絡結構，可以通過新的方式將智能機器、傳感器、人員等聯系起來，形成人與物、物與物之間的連接，最終實現網絡的信息化、智能化。

5G通信技術指的是第五代蜂窩移動通信技術，是以第四代移動通信技術為基礎通過改進創新得到的一種新型通信技術。其性能和4G移動通信網絡相比，數據傳輸速率從傳統的0.1 Gbit/s左右提高到10 Gbit/s，實現了近百倍的提速，5G的網絡延遲速度降到了1 ms左右，對現代物聯網發展提供了很好的技術支持。5G移動通信技術為基礎融合構建各類網絡，能夠充分發揮物聯網的優勢，可以有效連接設備和網絡，交互控制各種網絡信息，促進物聯網技術高效發展。

智慧城市是當今城市發展的新理念和新模式，是推動政府職能轉變、推進社會管理創新的新手段和新方法，是新一代信息技術發展與城市轉型發展融合的產物。

2 物聯網技術在智慧城市中的應用難點

2.1 功耗

在建設智慧城市的過程中，信息的采集和訪問需要依靠終端設備，但由于設備功率限制或現實外接供電環境的影響。使用終端設備時，只能外接電池供電，設備消耗較大電量時，就要經常更換電池，這極大地影響了物聯網技術的性能，相關成本隨之增加。

2.2 容量

在經濟時代的背景下，人們對互聯網服務的質量需求也逐漸提高，它在運行過程中不僅需要滿足人們的需求，更應重視具體的通信方式。通過智慧城市的建設，將生活以及生產過程中的各方面數據信息進行整合，運用不同類型的智能設備、信息采集器以及終端設備，實現設備數量的整合。運用定向增加的方式，維護城市目前的網絡狀況，并使其呈現出增加的趨勢。此方式可穩定城市網絡的發展狀態，檢測到具體的通信質量、通信能力，讓二者皆能滿足城市發展的需求。

為促進智慧城市的建設效果的展現，可運用定向解決物聯網技術的方式，執行對帶寬問題的監測，確保在發展過程中能夠在原有基礎上完成5G網絡的推廣，為后續智慧城市的建設做好鋪墊工作。

2.3 連接數

基于智慧城市發展的現實需求，物聯網技術在商業化過程中對技術的需求很高。如果實施得當，物聯網技術可以更好地支持數據操作和傳輸，使多個終端設備同時運行。為保障智慧城市的順利建設在機場、車站、商業場所人流密集型場景，要考慮到一個基站的可行連接數。

2.4 覆蓋范圍

智慧城市的創建需要廣泛的數據和信息集合，以充分利用城市數據資源，進一步促進智慧城市建設，為人們的生活以及生產提供良好且及時的服務。為建設智慧城市，可增加物聯網技術的應用，適當拓展物聯網技術的應用范圍，嚴格遵守國家所規定的技術要求，通過定向開發以及合理應用物聯網的方式，實現智慧城市的拓展[1]。

3 物聯網技術在智慧城市建設過程中的具體應用

3.1 智慧交通

應整合互聯網數據和各部門交通信息數據，建立完善交通主題數據庫，建設基于“城市智腦”的交通流量實時感知及分析預測大數據平臺。依托該平臺，加強基于大數據、人工智能等技術的輔助決策和仿真模擬在城市交通規劃發展趨勢研判、路網規劃、政策制定、系統運行效果評估、交通服務、行政執法等領域的應用。依托互聯網技術、人工智能技術、數據融合技術、大數據云平臺技術，來感知、監管和掌握整個城市的實時交通運行狀況，及時發現解決交通事件和有效引導市民方便快捷出行，構建一體化的智能交通新格局，發揮智能交通系統在解決城市交通問題的作用，通過新技術應用全面提升智慧交通科技水平。

物聯網中射頻識別技術和傳感網常應用于城市智慧交通的視頻監控、雷達等設備，對路況數據、卡口數據進行信息采集、回傳。采用大數據算法分析實時車輛流量根據流量信息，通過信息發布，提醒駕駛員實時了解所經道路路況信息，對交通擁堵地段采取避讓，節省出行時間。對于車輛擁堵信息可以實現多級發送到轄區大隊、中隊、路面執勤民警，進行擁堵疏導。

智慧泊車是智慧城市和智慧交通的重要組成部分，也是落實新基建的重要舉措。為了提升管理效能，緩解“停車難”，最大程度發揮城市停車資源調配功能，推進泊車管理“一盤棋”“一張網”行動。在傳統停車的基礎上，通過物聯網傳感控制器（如地磁、PDA、RFID卡）、視頻識別、移動支付等互聯網領域技術，應用智慧化手段，可實現城市道路停車“短停快走，加速車位流轉”的高效管理目標。在5G基礎網絡日趨逐漸完善的今天，5G和物聯網技術同步賦能智慧交通之后，智慧泊車、無人自動駕駛等新業務應用的時代也將來臨。

3.2 智慧物流

現階段，著力提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平，是實現高質量發展的關鍵因素。傳統供應鏈已經不能滿足企業發展需要，數字化轉型變得勢在必行。構建數字化供應鏈，需要將信息技術滲透到供應鏈的每一個環節。數字化供應鏈源于物聯網接入、大數據、人工智能、區塊鏈、5G等新興數字技術與供應鏈各個環節的融合創新，在多維應用場景中創造新的價值和增長點。

智慧物流以數字化平臺為支撐，以供應鏈上的物、人、信息的全連接為手段，構建一個產品設計、采購、生產、銷售、服務等端邊云協同的物流自動化智能裝備和基礎設施建設，實現物流行業自動化運輸、智能倉儲和全流程監控，實現多環節高效協同、快速響應、敏捷柔性、動態智能的生態體系。“基于數字化的供應鏈集成與協調方法”為智慧物流提供有效的技術支持，從而提高供應鏈物流的管理效率，并降低物流成本，全面提升現有智慧物流的運行速度，為城市物流帶來更高效率[2]。

3.3 智慧醫療

智慧醫療基于物聯網技術，可保障醫療機構和患者之間能夠建立聯系，對于醫療成本高和覆蓋面積小等問題的具有良好的解決效果。運用5G、人工智能、物聯網、云計算、大數據、邊緣計算等信息技術，打造全國領先的“5G+醫療協同”標桿，重點建設完善雙向轉診系統（門診轉診、住院轉診、手術轉診）、遠程門診系統（含終端硬件）、遠程會診系統、多學科聯合會診（MDT）服務、遠程視頻查房系統（含終端硬件）、醫聯/共體臨床協同服務和醫聯/共體護理協同服務。各類5G在線診療、遠程協作技術手段的應用，將有效推動優質醫療資源對于醫聯/共體的覆蓋。上級專家團隊將能便捷地服務更多患者，減少患者的無效等待和路上奔波，提高醫療服務效能，提升患者就醫體驗。

3.4 智慧教育

推進智慧校園、智慧課堂及其環境建設，加強農村和落后地區學校信息化環境建設，有利于推動各級各類學校信息化基礎條件標準化、一體化發展，促進信息技術在學校管理、課堂教學等方面的深度應用。建立完善涵蓋學前教育、基礎教育、職業教育、終身教育等數字化教育教學資源庫，可促進優質教育資源開放共享。加強教師隊伍信息技術應用能力建設，激勵和引導教師探索信息化教學方式，有利于促進教學方式和學習方式的深度變革。建立數字圖書館、終身學習平臺等智能化教育基礎設施，可為市民提供在線學習、終身學習等個性化學習服務[3]。

3.5 智慧社區

智慧社區作為智慧城市的一個重要組成部分，可利用物聯網、云計算、移動互聯網、信息智能終端等新一代信息技術，通過超高清視頻監控、巡邏機器人、智慧警用終端、智慧應急終端、智慧表計等產品在城市安防、應急管理方面的應用，建設實時精準的安全防控體系。打造“互聯網+政務服務”，可把政務服務搬到百姓家門口，打通服務群眾“最后1 km”。建立網格化管理機制，整合網格信息渠道，依托信息化手段實現社區精細化管理，智慧家庭，可實現多種基本公共服務在線推送和辦理。統籌養老服務信息資源，促進養老機構、社區、家政、醫療護理機構之間的信息互聯互通，建設具有隨時看護、健康管理、遠程關愛等功能的養老信息化服務系統，可滿足社區養老服務需求[4]。

3.6 智能制造

智能制造是指工廠將生產設備、無線信號連接和傳感器集成到一個生態系統平臺中，這個生態系統可以監督整個生產線流程并自主執行決策。智能制造涵蓋智能裝備（工業機器人、數控機床、服務機器人、其他自動化裝備）、終端通信及設備（機器視覺、傳感器、RFID、工業以太網）、工業軟件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及將上述環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。

4 加大智慧城市建設的保障措施

4.1 完善落實頂層規劃設計

完善落實智慧城市建設的頂層規劃設計是構建新型智慧城市的重要環節，其本質是將“技術”引導轉變為“需要、應用、服務”。新型智慧城市的建設要以發展需要為引導，完善服務水平，為公民創造更為便利的服務方式，著力解決城市人民的不同需要，突出工作重點，多措并舉，持續推進智慧城市建設，落實頂層規劃，全面統籌工作，強化數據歸集使用，優化智慧城市要素配置。要做強“城市大腦”，賦能市域治理現代化，深化應用場景建設，推動智慧城市更加惠企利民[5]。要加強數據安全管理，守牢數據安全底線。要夯實工作責任，嚴格督查考核，強化要素保障，加強宣傳推廣，形成協調推進智慧城市建設的工作合力。

4.2 加強人才隊伍建設

要強化組織保障，建立和健全領導小組，形成集中統一的管理機制，對相關活動進行統一決策與規劃，研究決定重大建設事項，協調建設中出現的重大問題。應建立工作推進機制，協調制定政策措施，督促檢查智慧城市建設推進情況。應完善重大政策、重大項目專家咨詢制度，充分發揮第三方咨詢評估作用。

要加強領導干部團隊的建設，引導其學習掌握新型智能城市有關的基本知識，以提升領導的決策工作技術水平。通過培訓考察，學習先進發達城市有關智慧城市案例，為智慧城市的建設提供參考、決策依據。

要加大智慧城市人才培養力度，推動相關專業和學科調整，支持企業和高校聯合共建實訓基地，有計劃地開展信息化專業技術人才和經營管理人才培養。實施高層次人才集聚計劃，引進一批活躍在相關技術發展前沿、具有國際領先水平的高端專業人才和團隊[6]。

4.3 引入新技術手段

政府部門應加強物聯網、云計算、大數據、區塊鏈等新技術在智慧城市建設中的應用場景。“云計算、大數據、物聯網、移動互聯網”為核心的新一代信息技術快速發展，信息和通信技術領域創新空前活躍，集成電路領域材料、器件和工藝不斷推陳出新，量子計算機和量子通信取得突破性進展，新興技術持續向經濟、社會和公共管理領域滲透，“互聯網+”“+互聯網”商業模式創新層出不窮，引領和催生各領域發展方式的革命性轉變，在信息領域具有較好基礎，有望搶抓新機遇帶動城市經濟社會實現跨越式發展。

5 結束語

隨著信息時代的高速發展，“智慧城市”的建設規模不斷擴大。基于5G時代背景下，物聯網技術在智慧城市建設中的應用已成必然趨勢，不僅體現在智慧交通、智慧物流、智慧醫療、智慧教育、智慧社區、智能制造等諸多領域，還通過探索可行的保障措施，為更多新興技術在城市建設中的應用奠定了基礎，既利于改善城市環境，為人們的生產生活提供優質服務，還有利于智慧城市信息化程度的進一步提升，從而全面滿足新時代的發展需求。

參考文獻

[1] 李海添.智慧城市中5G移動網絡規劃技術的應用[J].通信世界，2019，26（7）：146-147．

[2] 吳光華.面向智慧城市架構的5G移動通信網絡規劃探究[J].通信世界，2019，26（3）：29-30．

[3] 巫宗賓.基于物聯網技術的智慧城市建設研究[J].電腦知識與技術，2017，13（36）：196-197.

[4] 桑懿，高天，羅文清，等.物聯網技術在智慧城市建設中的應用研究[J].中國住宅設施，2021（8）：7-8.

[5] 李玥.試析物聯網技術在智慧城市建設中的運用[J].長江信息通信，2022，35（4）：235-237.

[6] 蘇榮亮.5G通信技術在現代物聯網產業鏈發展中的推動作用探討[J].無線互聯科技，2021（12）：1-2.