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工程管理前沿【2020年第20期】

  • ID:273376
  • 浏览:4275
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-10-15 16:48:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

基于5G移动通信技术的物联网应用分析

2020-10-16 09:07:52 工程地质学 黄亮
资料简介

摘要:前为止,4G技术已经在社会中得到了全面普及而随着科学技术的迅猛发展,5G技术也有了新的突破,在试验方面有了新的进展,很快就会投入市场,5G技术必然成为新一代通信技术。物联网作为新兴战略性产业,必然会与5G技术进行融合。文章重点基于5G移动通信技术的物联网应用进行研究分析,以供参考。

 基于 5G移动通信技术的物联网应用分析

黄亮

湖南雷诺科技发展有限公司 湖南省长沙市 410001 

摘要:目前为止,4G技术已经在社会中得到了全面普及,而随着科学技术的迅猛发展,5G技术也有了新的突破,在试验方面有了新的进展,很快就会投入市场,5G技术必然成为新一代通信技术。物联网作为新兴战略性产业,必然会与5G技术进行融合。文章重点基于5G移动通信技术的物联网应用进行研究分析,以供参考。

关键字:5G移动通信技术;物联网;应用

引言

5G移动网络主要就是在4G网络的基础之上逐步发展而演变出来的,相比于4G移动网络技术,5G移动网络技术的传输速率相对更高,性能也更为稳定。在高速公路、地铁以及物联网等等之中都得到了极为广泛的运用,同时通过利用5G移动网络可以给广大的用户提供虚拟现实技术以及高清视频等移动性的业务。目前各大国家都针对于5G移动网络进行了深入的研究和开发,5G移动网络取代4G移动网络是大势所趋。

1相关概述研究

物联网(IoT,Internet of things),即物品的互联网或物物相连的互联网。原来的互联网是基于用户的互联网,而物联网已经发展到基于物品的互联网。随着IPV6、智能识别与计算等通信技术和互联网技术的发展与普及,物联网已经将互联网的业务和应用整合到一块,已经从最初的射频识别(RFID)+互联网发展到任何物品可以通过互联网连接,不仅是传统计算机网络,而且是移动通信网实现互通互联,这样就可以实现人和物,物和物之间的信息交互,并且还能进行智能管理。随着大数据、人工智能技术突飞猛进式发展,物联网已经应用到环境监测、个人健康、快递物流等广泛的领域。

5G技术是继4G之后的第五代移动通信技术,4G技术虽然有传输速度快,频谱宽,通信灵活,更加智能的优点,但是也有通信标准不统一,制式难以兼容,技术难以实现,容量受到限制,设施更新困难,市场推广困难的缺点。5G技术因为使用了毫米波、小基站、大规模天线技术和波束成形技术,所以具有高性能、低延迟、高容量的优点,因为可用频谱带宽大,其通信速率峰值可以达到几十Gbps。

25G在物联网中应用的优势

2.1信号覆盖面广

5G技术将成为物联网发展的关键技术,由于5G采用天线阵列,波束赋性,波束追踪技术与MIMO电路相结合的手段,扩大了信号覆盖范围,为用户提供了移动性和连续性的目标,在物联网的应用中给用户提供了高速数据服务,为物联网发展奠定了坚实的基础。

2.2热点容量高

5G网络采用多基站通信方式,在覆盖区域范围内存在局部热点区域,可为用户提供快速数据传输服务,网络流量密度升高。用户能够随时接入网络,减少了掉线情况发生,所以在5G的技术支撑下,物联网能够为用户提供100Mbps的体验速率。

2.3延时低与可靠性高

车联网、智慧社区和工业控制等垂直行业对时间延迟的要求很高,而5G技术的实验可以缩短到1毫秒,所以可以通过5G技术实现物联网端到端的时延很低,业务可靠性得到保障。

2.4低功耗和大连接

低功耗性能主要适应于数据采集的情况,比如气候监测、智慧农业、交通系统等,这些情况都是数据包较小,海量连接以及低功耗特点。由于网络连接范围广泛,连接量较大,不仅要求网络有很强的连接能力,也要求终端消耗在较低的水平。

3基于5G移动通信技术的物联网应用

3.1智能电网

电力行业对于无线通信具有潜在需求,未来5G技术在智能电网中将直接推动智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制、低压用电信息采集、分布式电源管理等领域的发展和应用。随着社会对电力供应要求的提高,越来越多区域要求实现电力不间断持续供电,这就必须使电网故障隔离时间控制在毫秒级,因此发展智能分布式配电自动化成为必然的选择。由于没有通信线路的支撑,当前配电网在切除负荷时只能切除整条配电线路,对重要用户造成重大影响。5G通信覆盖条件下则可以通过精准控制优先切除可中断非重要负荷,减小对重要区域的影响。在用户端用电信息采集方面,家庭可通过获取所有用电终端的负荷信息来实现供需平衡,牵引合理错峰用电。

3.2智能家居

智能家居作为物联网技术的三大应用领域之一,已经被全面纳入到国家产业发展格局之中,同时伴随着我国5G时代的来临,移动终端参与智能家居建设将成为未来物联网技术的重要组成部分。从目前的应用来看,虽然许多物联网企业推出了大量智能家居解决方案,但智能家电的联网率仍处于很低的水平,这主要是由于当前的智能家居设备的互联依赖于WIFI,但WIFI的连接并不可靠,并要求配置网关。据统计,智能家电在刚投入使用时其联网率可以达到40%,但一年后就迅速下降到10%左右。在5G通信技术的支撑下,智能家居设备无需配置路由和网关,可以实现持续在线,用户只需要一台智能手机,就可以遥控家里的任意智能联网家电设备。

3.3智慧工厂

当前传统的工厂正在朝着智能工厂的方向转型,物联网技术在连接人、机器和设备中起到了极为关键的作用,这种工业互联的需求是很复杂的,5G技术必须为不同的工业场景提供灵活的无线连接方案,这将给5G技术的发展带来了巨大的机遇。当前许多大型工厂已经实现了以闭环控制为核心技术的自动化功能,但闭环控制要求低于毫秒级的通信时延,这在4G时代仍然很难得到保证。而5G通信技术可以提供低于0.5ms的时延,支持连接数量大幅提高,使得闭环控制应用由无线网络连接成为现实。

3.4智慧物流

随着在线购物的日益流行,要求智慧物流更加智能化。当前智慧物流已经有了一些商业化产品,但高昂的连接成本阻碍了其向市场推广应用。在5G时代,在深覆盖、低功耗、大规模和低成本方面将得以重大突破,大连接技术将可以广泛推向市场。对于虚拟工厂而言,一方面需要满足在途商品的动态跟踪要求,另一方面还要通过端到端的整合实现与已售商品的持续连接,实现对产品全部生命周期的管理。而这些工作都可以在5G网络中以低成本的形式来完成。

3.5智慧停车

在5G技术背景下,智慧停车将由NB-IOT技术实现,首先在车位下方安装地磁传感器,用于动态检测是否有车辆停入,信号通过5G信号传输出去,由运营商无线网络转发至用户的终端设备,其最大的优点在于无需部署网关设备,进一步降低了硬件投入和维护费用。另外,地磁传感器的部署也是十分方便的,它可以实现即插即用,进一步简化了系统结构,提高了灵活性。传感器信号由内置NB-IOT模组实时传输至管理平台上,平台系统再根据停车时长计算出计费信息。

3.6共享单车

共享单车是4G时代的新事物,不难预见它将在5G时代迎来更大的发展。目前ofo与中国电信、华为等运营商和设备商共同推出NB-IOT智能锁,使结单时间大大减少,可以达到5秒以内完成信息的传输,进一步提升了共享单车的便捷性。在功耗上,5G技术支持下的共享单车功耗更低,无需搭载发电设备,在同样的电量下可以使用至少2年的时间,不但节省硬件投资、减轻了单车重量,还降低了后期运维成本。

结束语

综上所述,随着当前社会经济和科学技术的日益发展,5G移动网络技术日益发展和成熟,物联网当中势必会应用到5G移动网络通信技术。为了进一步实现物联网的发展和完善,需要当前的运营商和移动通信服务商结合现代通信网络技术特点制定合理有效的网络通信解决方案,要针对于5G通信网络技术进行深入全面的研究,只有这样才能够实现5G移动通信网络进一步的发展和完善,为物联网的广泛运用奠定良好的物质基础和技术基础。

参考文献:

[1]于宪乐.关于5G移动通信技术在物联网的应用研究[J].电子元器件与信息技术,2020,4(03):108-110.

[2]袁文韬.研究5G移动通信技术在物联网的应用[J].中国新通信,2020,22(01):12.