浅析5G移动通信技术在物联网时代的应用

倪皓然

（福建师范大学，福建 福州 350000）

0 引言

随着5G时代的到来和物联网的高速发展，各种业务场景能够融入一体化的行业体系，将互联网的覆盖范围从“人”扩大到“物”，每个物联设备都可以成为收集并产生数据的节点，从而加快行业商业化进程。

1 5G和物联网的内涵概述

（1）5G内涵。5G比4G的速率更快出一个数量级，传输速率达1 Gb/s左右，具体量化来说，用户下载一部高分辨率的电影几秒钟之内就可完成[1]。目前，全球各个强国争先抢占5G技术制高点，说明5G技术在未来国际竞争中的重要作用。

（2）物联网概述。物联网概念不是一个单纯的Internet，传统的互联网主要是关于人的网络，连接的是人与人，而物联网则是连接更多的人与人、人与物、物与物。物联网利用红外感应器、激光扫描仪等各种信息传感设备，使人类社会几近实现“时时互联，物物互联”的愿景。物联网是未来信息产业的发展方向，也是中国经济新的增长点[2]。在5G信息技术的支撑下，物联网正在改变着人们的生活与工作方式，是一个规模巨大的市场，也是当前最具潜力的产业之一。

2 5G和物联网的发展现状分析

（1）5G的发展现状分析。5G是一个高速度、高带宽、低延时的信息联接技术，我国是首批5G商用的国家之一，技术、产业、应用等都走在前列，在各国目前尚无经验可借鉴之际，需把握5G新特点，立足国情，走出一条具有中国特色的5G发展之路[3]。无论是亚太、美国还是欧盟，都在积极推动5G的发展，到2025年，亚太地区有望成为5G的最大采用者。

（2）物联网的发展现状。物联网从20世纪60年代就已经有所发展，可以说比大数据、云计算、移动互联等发展都要早。在20世纪80年代左右，TCP/IP技术、局域网以及广域网的普及，催生了全球互联网，传感器逐渐发展成熟，开始应用于军事、民用领域，随后又出现了蓝牙技术、无线通信技术等。传感器吸收了无线通信技术，将应用场景延伸至家庭、商业领域。物联网的概念是由麻省理工学院的凯文·阿什顿（Kevin Ashton）教授首次提出。人们真正接触和了解物联网，也是从智能家居开始的。目前，我国物联网在智能化、应用化、服务性方面还处于发展阶段，但与“十二五”时期的物联网技术相比，在核心技术领域、产业示范、政策环境、协调应用上都有显著成效，已形成北京、上海、深圳、重庆等四大核心产业集聚区。物联网核心技术不断发展，标准体系不断加快，产业体系也正在逐步建立和完善。未来几年，全球物联网市场将出现快速增长，未来行业发展潜力巨大。

3 5G移动网络在物联网中的技术应用

现阶段物联网对设备、性能、传输网络都有较强的要求，必须满足实时数据的稳定、快速、便捷、高效地处理信息。对于各个领域所涉及的技术提升和硬件的性能改善，无疑都需要新一代5G通信技术作为支撑，它将支持各种规模、速度以及前所未有复杂性的设备[4]。

5G技术呈快速发展趋势，并且各国5G发展迅速、竞争激烈，5G具有面广、稳定、速度快特点，满足一定特定条件下的需求。此外，该网络将允许在没有基础设施的地区实施新的解决方案。

（1）智能制造。5G将把工业4.0提升到一个新的水平，收集的大量实时数据可通过更快地识别缺陷来改善质量控制。只有在超可靠的5G网络中，露天开采中的生产自动化和自动车辆控制中关键任务所需的广泛移动性、低延时和高可靠性才有保障。在清洁能源领域，物联网传感器和设备以及AI通过精准的天气预报和数据分析帮助提高生产力。智能调整机制会自动调整控制设置以适应各种天气，智能电网将更有效地管理能源负荷，基于从物联网设备收集的常规数据的计划能源基础架构，可以帮助最大程度地减少停机时间和能源成本。所有这些都涉及通过5G网络以最小的延时无缝传输海量数据。

（2）供应链。供应链管理的先进性主要是以顾客为中心，以顾客满意度为导向，将最大化地满足需求，实现消费目标来指导实际生产和供应。供应链需要大量的人工监督，尤其是在运输到仓库及其内部移动过程中。现在借助支持了5G的物联网跟踪器，可以实时进行库存处理、定位和重新路由，5G和物联网的结合将提供整个供应链清晰的端到端视图。

（3）零售。5G和物联网联合应用，可以使零售更具个性化和情景化。由AI支持的带有屏幕的试衣间只需按一下按钮，即可建议类似的服装和相应的配饰。5G网络的高速和高吞吐量将能够处理海量数据，支持物联网的智能货架可以自动化库存管理，提供实时库存数据，建立全渠道客户关系，并根据需求动态调整价格。例如，Amazon Go商店没有收银员或结账系统，顾客可以拿起店内任何在卖商品直接走出去，自动完成结算流程，并通过移动设备发送购买商品的电子收据[5]，商店可以利用各种技术来追踪顾客拿起的商品以及保留在货架上的商品。

（4）医疗保健。对于医疗保健而言，生成的数据量非常巨大。单个MRI扫描或PET扫描可能是一个巨大的文件，除此之外，还有其他记录，例如，用药详细信息、生命体征、患者对正在进行治疗的反应等。通常这些记录需要在医生和其他医疗专业人员之间共享，这需要具有高带宽和高下载速率的网络。远程医疗正在稳步普及，这有利于优化不同地区的医疗资源，避免患者为看病而长途奔波，但远程医疗需要具有高可靠性和低延时的网络提供安全可靠的远程连接与远程监控。这将为慢性病患者提供便利性，释放医院资源，并减轻医生的负担，同时仍可对患者病情进行实时监控。

（5）无人驾驶汽车。一辆自动驾驶车辆正常行驶，需要大量的数据交换，除了跟踪路况、交通、天气和位置外，有关行人和街道固定装置的信息也起着至关重要的作用。5G网络可以确保物联网的传感器以及传感设备收集到的数据准确有效地传输到车辆而不会出现信息滞后。实际上，将来的车辆将相互通信，甚至无须交通信号灯，而所有这些都有赖于物联网的发展和成熟的5G通信网络。

（6）智慧城市。智慧城市的基本前提是其各种资源、运营和服务的连通性和自动化。对于智慧城市，物联网技术设备应用扩展到各类便民的公共部门，如交通监控、卫生服务、资源管理等，5G网络将快速处理这些数据。2012年，西班牙巴塞罗那市开始在其城市系统中部署物联网技术，包括交通、能源、水和废物管理。通过数字化的公交车站和停车系统使运输业高效，这些设施包括公共汽车位置、USB充电站、免费Wi-Fi以及与城市相关的工具和应用信息的实时更新，将传感器系统嵌入了停车场，从而大大减少了拥堵和排放。城市路灯具有运动传感器以节省能源，灯柱还提供免费的互联网并收集城市的空气质量数据。

4 结束语

随着5G技术的发展，物联网已发展成为当今数据驱动型的经济支柱之一，未来物联网的发展将不再只是关注物联网技术本身，全球在物联网的大环境中，人与人、人与设备、设备与设备将产生千丝万缕的联系，这意味着将出现无尽的机遇与可能。我国应该结合5G发展新特色，鼓励发展数字化5G产业，给予优惠政策、加强科技资金大量投入，开展大量研究，走出一条具有中国特色的5G物联网发展之路。