泛在电力物联网与5G通信的融合发展

王光鹏

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引 言

随着人们对通信技术需求的不断提高，5G技术是无线通信技术领域的一大突破，在传输速度和覆盖性能等方面更成熟。本文研究了5G通信与泛在电力物联网的融合，给人们的生活带来了巨大改变。物联网与5G通信融合如图1所示。

图1 物联网与5G通信融合

泛在电力物联网技术架构如图2所示，其中包括感知层、网络层、平台层以及应用层4个层次。

图2 泛在电力物联网架构

1 物联网与5G通信技术的融合发展

1.1 5G通信技术概述

我国的通信技术历经了5代，而第五代的移动通信技术被称作为5G通信技术。其是通过改善4G移动的技术问题，提高了网络传输速率，一般速度可以达到10 Gb/s以上，同时降低了损耗，网络能源的消耗小于4G网络。由于研发和设备使用的费用过高，因此并未在当前的群众市场中取得良好的回响，但这并不影响其科技价值的发挥，对于我国科研、医疗、教育以及军事等方面都有着重要意义[1]。

1.2 物联网技术的概念

我国物联网研究的起步较晚，其主要是通过各类信息传感设备与互联网相结合，形成一个巨大且完整的查询体系。物联网中通过特定的实物标签对事物进行标示，如RFID技术，再通过信息采集与存储，使其存储在中央处理器中，可以囊括各类事物，不受到时间和空间的影响与阻隔。通过开放式的网络技术，使得信息的提取更加智能化，其应用范围大到国际的大型项目建设，小至个人的生活必需品，与人们的生活息息相关[2]。

1.3 5G通信技术与物联网相辅相成

1.3.1 5G通信技术是保障物联网有效运行的基础

高速发展的网络时代，物资与信息的传递离不开网络，更高效的物联网应运而生，使得人们对于现实事物的把控更加的便易。基于5G网络的发展，提升了物联网的速率，有效规避了网络传播速度的限制，使人们的信息获取更加方便快捷，同时保障了信息的安全与稳定，彻底地实现了网络信息传递的保密性[3]。

1.3.2 物联网事业的发展促使5G通信技术的研发

5G通信技术的发展使得各行业都取得了长足的进步，也正是众多行业的不断提升与发展促进了对于5G通信技术的深入研究。物联网技术的提升尤为依赖通信技术，其行业发展对于通信技术的研究增加了费用的投入，加大了通信技术人才的培养，从此看出物联网的发展同样带动了5G通信事业的进步。

2 物联网与5G通信技术的融合发展条件

2.1 高效性

网络通信速度是限制物联网行业发展及应用普及的主要原因之一。当前的4G通信技术已经很难再满足物联网创新发展的需求，在进行海量数据传输和处理时遭遇瓶颈。由于物联网在各行各业的融入以数据全面采集和实时传输为基础，因此传输速度有明显优势的5G通信技术与物联网的融合成为必然。相较于4G技术，5G通信能更好应对海量数据实时传输的需求，容量更高且时延更低，给物联网在多行业的普及和深入应用带来更多可能。

2.2 安全性

物联网的应用实现了人与人、人与物以及物与物之间的互通互联，社会生产和生活中的任何一个环节都可能通过物联网被连通到同一系统中，如何保证连通网络中的信息、数据安全是一大问题。5G通信技术拥有完善且先进的安全防护机制，其以4G通信时代的安全机制为基础，增加与当前物联网安全需求相适应的防护技术，在保证信息传输效率的同时，还具备极高的安全性[4]。

3 物联网与5G通信技术的融合应用现状

3.1 智慧家居

智慧家居与大众生活关系最为密切，也成为物联网与5G通信技术融合的最先实验场景。智慧家居将家庭中物品和设备数字化，并通过智能控制系统进行联合管理。用户通过移动电子设备，随时随地可了解家中物品的状态信息。例如，当系统监测到某用电设备出现异常后，会自动给出报警提示，并对异常原因进行专家判断，提出处理意见。在4G通信时代，数据体量较小的水电和煤气仪表监测信息等均可实现顺畅采集与传输，但对于体量较高的视频传输存在一定困难，且无法实现对家庭汽车的远程操控。5G通信技术融入到物联网系统后，其高效、安全以及可靠等优势得到了充分发挥，几乎可实现家庭监控视频数据的实时传递以及真正的实时监测和控制。

3.2 智慧城市

智慧城市通过物联网与5G通信技术的融合应用，实现对城市交通、车辆及治安的智慧化管理。通过遍布城市的高清视频监控终端，将发生于城市各个区域的场景实时传输至智慧城市管控中心，对城市运行风险进行在线监控。此外，融合技术还能通过精准的数据采集和大数据分析掌握城市发展规律，为交通应急方案制定和气象灾害预防等工作提供极大便利。智慧城市的发展与完善，其效用最终将分享给城市居民。随着5G通信技术的进一步发展，现行的固定监控方式将逐渐过渡为固定与移动相结合的形式，带来更高性能的城市监控系统。下面以网格化智慧社区管理系统的实现为例分析。

网格化智慧社区管理系统是为了提高社会管理的效率而以网格化模式为基础开发出来的一种管理平台，为了更好地满足系统的可靠性与安全性，选择分布式架构。其总体框架如图2所示。

将基于互联网-地理信息系统的技术和网格化的管理理念融入到此管理系统之中，将社区的管理工作可视化，通过网络来划分物理便捷，将社区中的房屋和住宅等信息耦合起来，在系统中可以使用互联网-地理信息系统来快速查询社区信息，详细地分解介绍其中所包含的各项模块，叙述了其内部的工作原理，同时在系统工作的过程中，对已经存在的数据进行检索或者统计等操作，还能够通过短信或者微信等工具将社区的各项情况实时的监控起来，对社区信息化的建设起到了重要作用[5-8]。

图3 网格化智慧社区管理系统整体架构

4 5G通信具体的特征

5G通信具有高容量、高速率、高可靠性、低时延以及低能耗的特点，能在很大程度上满足电力系统的需求。5G通信技术与泛在物联网的具体应用主要体现在以下几个方面。

4.1 万物互联

目前，我国基本实现了电力网的全覆盖，其中5G通信技术的应用为打通电力的最后一公里做了重大贡献。5G通信与泛在电力物联网融合不仅可以实现电力实物的相连而且可以将家用电器互联，实现智能家居外还可以将整个楼宇或者小区的电力设备连接在一起，及时监控各个环节的电力使用状态，实现物物相连、万物相连。

4.2 精准控制

5G通信在电力系统的精准控制主要体现在能及时响应电力系统的需求、精准控制储能以及精准把控配电自动化的各个环节，并提出解决方案。

4.3 海量测定

传统的电力传感器只能保存数据最基本的功能，不能满足大数据时代海量数据收集的需求，而5G通信技术的应用可以实现万物互联，这样电力系统就可以安装更多的传感器来满足对海量数据分析处理的需求[9]。

4.4 宽带通信

5G通信与泛在电力物联网高度融合为电力系统的视频远程控制和电力虚拟现实做出了重大贡献。5G通信可以利用远程监控技术，及时把控电力系统的各个环节，为电力的健康运行状态把关。同时，利用5G通信技术可以在泛在物联网中打造一个电力的虚拟现实系统，为电商平台的工作提供便利[10]。

5 结 论

物联网与5G通信技术同为当前的先进技术，二者融合发展有其必然性和必要性。本文探讨了物联网与5G通信技术的融合，分析了物联网与5G通信技术融合的应用现状及技术融合发展前景。