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5G时代的物联网发展与应用

时间:2022-10-29 13:12:04 来源:网友投稿

【摘 要】 科技以极快的速度发展,随着5G时代的到来,国际上5G“控制权”的竞争定义为新的“军备竞赛”,5G是一场革命,它所产生的影响将会超过工业革命给人类社会带来的改变。而作为互联网的延伸——物联网,利用现有的云计算、大数据、边缘计算等技术以及未来可能的新技术实现万物互联,在5G时代大放异彩。[1]

【关键词】 5 G 物联网 智慧 应用

一、物联网概述

物联网的实践先行于概念,最早的物联网运用是 1990 年施乐公司通过网络贩卖可乐。[2]物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络. 它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。[3]简单的说,物联网就是按照一定规则物与物相连的互联网,目的是为人类服务。

二、物联网的技术

一般来说,物联网由四个部分架构而成,分别是感知识别层、网络构建层、管理服务层、以及综合应用层[4]。这四个部分相互联系,层层递增。

感知识别层是物联网的第一层,位于最底端,是物联网系统的物理基础。该层在物理物体上放置用上万个传感器或阅读器,形成一个传感网。除了通过传感器,还可以利用条形码技术、语音识别技术、RFID技术等,感知物体的环境信息。形象的说,传感器于物联网就是感官于人类,比如眼睛、耳朵、鼻子,用于信息的捕捉。

网络构建层是物联网四层模型中不可或缺的物理设施基础。网络构建层将传感器感知到的信息传输到上层建筑,并将反馈的命令传输给感知识别层,简而言之网络构建层是一个交通枢纽,是传输上下层数据的桥梁。传输信息需要用到标签技术,传出一个信息就需要一个标签,标签相当于神经传输系统。给每一个正在生产的玩具贴上标签,就可以依据标签追踪该玩具在车间的生产进度。

物联网的灵魂所在—管理服务层,主要解决数据的修改与存储、检索与使用以及遵循规则合法使用数据等领域,换句话说,管理服务层就是将网络建构层传输的信息收集起来并进行整合利用。该层涉及到的嵌入式系统,相当于人类的大脑,处理整个数据。

物联网的顶层—综合应用层,信息经由感知识别层的传感器或标签等感知、网络构建層进行数据传输、管理服务层收集数据加以整合利用,然后产生特定指令并传达给物体完成,以此实现外延应用—连接一切,沟通所有。

三、在5G的基础下物联网的发展状况

5G时代将催生物联网各种应用。物联网概念与应用很早被提出,物联网技术发展至今,一定意义上成熟很多,但真正推广的物联网应用却非常少。究其根本,是什么原因呢?一是技术。二是现有的4G网络通讯能力距离物联网产业的发展标准有一定距离。

物联网的实现基础是数据的采集与传输。并且物联网的发展伴随着与日俱增的终端传感设备,最终结果是接入的设备五花八门,采集的数据纷杂多样。但物联网要求信息能够进行实时、准确传输即需要高网速、低反应速度加持,目前的网络技术显然无法达到这种要求。

5G给物联网的发展带来“灵魂燃料”。5G的大规模MIMO无线传输技术增大网络覆盖面积提高数据传输速度;毫米波无线通信技术支持无线信号的快速传输、大容量;异构无线通信技术融合通信系统与互联网技术[5]。5G的高传输速率、高传输容量、高可靠性满足物联网的发展需求,可以预见智慧家园、智慧医疗、智慧校园、智能工业以及智慧城市等多方面将迅速发展。

同时5G也促进云计算、大数据技术等技术的发展。云计算强调云存储以及计算能力,大数据强调服务器的存储能力和计算能力,云计算为大数据提供更高效的数据处理能力的技术基础,大数据及云计算技术为物联网的数据处理提供了一个更好的选择。5G在数据传输速率、数据容量、可靠性等方面远远领先于4G技术,为大数据、云计算技术提供了一个更快更好的发展平台。当大数据、云计算等技术与物联网进行融合,共同发展, “万物互联”目标的实现就在眼前—智慧农业、智慧物流、智慧家园、智能驾驶、智慧城市等应用将真正落地实现。

四、物联网的应用

未来5G网络的传输速率高达10Gbps,速度之快不言而喻。5G的喜人成果离不开科技的不断改革与创新,5G可以给人类描绘出怎样的物联网蓝图?

虚拟现实是5G发展受益之一,无需出门就可以身临其境体验热带雨林、大漠、雪山等奇景;更可以体验一把酣畅淋漓的枪战游戏、修仙游戏。体验过VR的人都知道处在VR环境一定时长会有头晕的现象,有关研究表明,极低的时延可以缓解眩晕,而5G毫秒级的时延将避免头晕现象,提高用户体验。

有人说物联网是还没有实现的美梦?大量实例告诉我们现在美梦成真。

基于物联网技术与现状,海尔选取情感传感器基于个性化的小数据定制出衣联网,衣联网是智慧衣帽间场景,由智慧洗衣机识别衣料材质并洗护;智慧试衣镜与衣柜实现在线衣物试穿与购买。同时海尔提出的 “5+7+N”方案,让用户体验极致的智慧家庭。

今年,5G自动驾驶清扫车试验成功,标志5G自动驾驶技术迈出一大步。无人驾驶车涉及多种传感器环境感知、规划决策等多功能的技术结合体,并且传感器需要根据需求、天气环境、环境等多方因素考虑选出最优方案,并与算法融合,是一个不小的挑战。5G协同自动驾驶技术实现提高控制系统效能、优化交通流影响、保障车辆安全性、降低燃油成本、提高自动驾驶的安全性等。

同年6月,中移物联网打造了NB-IoT智慧城市场景,场景中包含停车、照明、充电、以及环境监测等领域,并带来智慧城市的深度体验,由此可见“智慧城市”这艘船已经初具规模,只需5G这场“东风”即可启航。

结 语

5G是数据的黄金时代, VR、家居、自动驾驶、校园、办公、城市等关于生活的方方面面都将冠上“智慧”的名称,并以高效舒适的方式服务我们的生活。5G是万物互联,美梦成真的物联网时代。

【参考文献】

[1] 5G到来物联网将迈向“物社会”  金峰

[2] 赵玉霞.5G 与物联网发展趋势分析[J].电子技术与软件工程,2016(22):17.

[3] 温家宝. 2010 年政府工作报告[EB/OL]. (2010-03-15)[2010-05-12 ]. http: / / www. gov. cn /2010lh / content_1555767. htm.

[4] 刘 强.物联网关键技术与应用[J]. 计算机科学,2010 (6):37

[5] 谷碧玲.5G关键技术及其对物联网的影响[J].无线互联科技,2019(7):30-31

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