LTE无线通信技术与物联网的融合与发展

李青松



LTE无线通信技术与物联网的融合与发展

李青松

中移建设有限公司湖北分公司，湖北 武汉 430061

物联网是时代发展的产物。物联网的核心说到底还是互联网，借助互联网络实现物与物相连，达到远程操控的目的和数据传输的目的。物联网的实现和发展，最终离不开互联网技术。LTE无线通信技术作为新的互联网无线通信技术，与物联网相互融合，大大扩展了物联网的应用领域和行业，使得物联网技术更好地落地，更好地为生活和生产服务，促进社会的发展和进步。

物联网；LTE无线通信技术；融合；发展

1 LTE无线通信技术与物联网的融合

物联网作为新一代科技信息技术的产物，主要有两个核心：首先，物联网的核心和重要环节是互联网技术；其次，物联网用户端可以扩展到物与物相连，实现信息的融通和传递。物联网的客户端多采用射频识别、红外探测、声波探测、激光读取等技术。这些技术多为短距离传输技术，被用于定位、监控、检测等方向，无法实现长距离无线通信，只能在短距离内实现物与物相连，但是随着生活的发展和社会的需求，局域范围内的通信已无法满足人们的需求，需要扩大范围。在2G和3G无线通信技术基础上，提出来的LTE无线通信技术（4G），很好地解决了上述问题。物联网通信技术产生的数据模型多为小包、高频次的数据，传统的远距离无线通信技术（2G和3G）在常在线、数据包小、频次高的情况下会产生信令风暴。所以LTE无线通信技术的出现使得物联网反而得到了助力。

LTE无线通信技术采用了正交频分复用技术。信道分为许多的正交子信道，把常规的高速数据流转化为并行传输的低速数据流，调制到正交频分技术所得的子信道进行传输，最终使得物联网环境产生的高频次、数据量小的数据包在常在线环境下进行数据传输成为可能。以上的传输方法对数据进行进一步的优化，使得LTE无线通信技术在物联网中实现了数据的及时性和准确性。

从物联网的核心网络的角度看，手机终端发起通信业务之后，会建立无线承载，通过NAS信息发出，告知核心网络，之后才会建立对应的QCI（QoS Class Identifier）无线承载完成传输。

LTE无线通信技术的核心网络系统中没有相对应的主动释放机制，也就是说核心网络不会监测到没有任何相关的数据就释放链路。只有核心网络系统接到入网消息或UE经过NAS信息通知到核心网络才会真正的释放。核心网络、UE的NAS层一直会保持ATTACH状态，一直保存IP地址，实现常在线状态。无论底层是不是保持或释放链路，都不会替换掉IP地址。

从数据接入网络的角度上看，接入网遵循核心网络中的QCI参数配置对应的无线参数，LTE用户面传输需要通过适配共享的信道资源，灵活配置，达到优化信道资源占用率的目的，提升了数据在先到中的传输效率。假如在一段时间内没有相关数据的传输，系统就会进入DRX模式，进行周期性的省电，节约能源。

2 LTE无线通信技术与物联网的发展

现在的物联网在零售行业、智能家居生活、智能交通、远程医疗、环境监测、智能农业都有相关应用，在原有的局域网和2G、3G的基础上做出新的突破，使得物联网在应用上也更加广泛、更加高效。笔者对LTE无线通信技术对上述的行业中与物联网相结合的发展进行了详细的分析。

2.1 在零售行业中的应用

新零售的出现，打破了常规的销售方式，大量的无人值守售卖机被安放到了各大公共场所，而且新型的支付方式（微信扫码支付、支付宝扫码支付）要求售卖机的底层数据与云平台之间进行快速的交换，实现线上支付，线下售卖机输出商品，并且同时上报剩余货物数量。系统要求数据传输的线路为常待机模式，来实现线下消费人员随来随买。无人值守售卖机对移动性的要求比较高。这个特殊要求导致系统无法依赖有线数据（网线）传输来完成。所以LTE无线通信技术与物联网的融合很好地解决了这一难题，实现了售卖机在不影响数据传输的情况下可以自由移动，使得零售行业飞速发展，从而提高了人们的生活水平，摆脱了以前的只有特定的地点和门店才能完成购买的状态。

2.2 在智能家居生活中的应用

随着技术的发展，人们不仅要求购物方面的智能化，而且要求家庭的智能化，使智能家居产品最近越来越多地被各个家庭所接受，为人们的日常生活提供了便利。智能家居产品早在前几年就已经出现了雏形，但是仅限于红外技术、射频技术、声波探测的应用。随着科技的不断进步，人们的要求提高，从而推动智能家居进一步发展，这时智能家居系统引进了局域网，可以在有限范围内实现数据的快速传输，例如蓝牙、ZigBee等局域网通信技术。但是这些技术的使用仍然无法帮助物联网摆脱距离的限制。LTE无线通信技术融合物联网之后，将局域网的监测数据通过无线传输技术接入物联网，发送到云数据平台，再由云平台分发到对应的移动用户终端，这样用户就可以随时随地通过LTE无线通信技术对家庭内部的设备进行控制和查看，真正突破了家的范围，实现智能家居生活。

2.3 在智能交通中的应用

随着汽车产业的高速发展，很多汽车厂家都在新型汽车上面装上了车联网系统，从技术角度上面来说车联网就是物联网技术在汽车领域的应用。车载的电子处理系统通过LTE无线通信技术联通数据与系统平台，从而使得奔驰在大街小巷中的汽车上的数据接入到了互联网系统中，实现了车联网。实际应用的功能有：呼叫救援，远程定位，远程点火（熄火）等功能。这些先进的功能使得汽车摆脱了传统车的定义。这些功能得以实现的主要原因在于LTE无线通信技术与物联网的结合，使得数据的传输更加顺畅和及时。LTE无线通信技术与物联网结合后也应用在了智能公交车、无人驾驶汽车、无人收费站等方面。以上物联网在任何一个方面的应用都要求传输数据的时效性和高频性。所以是LTE无线通信技术催生了物联网在交通行业的普遍应用，把智能化交通带到了我们的身边，科幻电影中的场景也慢慢成为现实。

2.4 在医疗诊救中的应用

传统的物联网方式无法突破数据传输量的限制，将现场的视频、音频等文件传输给制定终端，所以在实际生活中有许多突发的事故现场，因为距离等各种因素导致专业的医护人员无法及时到达事发地，而非专业人员无法做到有效的处理，最终错失了绝佳的抢救时间，从而导致伤病者死亡。但是LTE无线通信技术与物联网的融合应用在医疗上后，音视频传输得到实现，医生可以远程查看伤者情况，并及时做出处理，为病痛者争取时间，提高了生存的希望。这类物联网技术已被广泛应用在救护车等专业设备上。医疗上的应用，要求数据及时和精准，而且医疗设备上产生的数据量较大。LTE无线通信技术很好地解决了这些问题，在LTE无线通信技术未出现之前，这样的情况无法妥善解决，导致大量的伤病患者因为无法得到妥善的处理而白白浪费了生命，所以LTE无线通信技术的出现使得医护人员手中多了一个致胜秘籍。

2.5 在环境监测中的应用

环境监测在早期就有应用，大多应用于野生动物监测、森林温湿度探测及农作物病虫害防治。早期的物联网技术采用局域网的方式，对周围环境进行监测，然后储存在设备中的储存器中，等一段时间后再由专业的技术工作人员通过设备提取出来，应用于数据研究。这样的结果就使数据不能及时传输到专业人员手中，在时间方面上就没有任何价值，导致物联网技术在很多的场景中无法得到应用，例如森林火险监测、工业环境监测。这些场景对于设备通信的及时性要求都很高，且传统互联网中高频次的数据包量无法得到很好的处理，市场出现串扰，物联网与LTE无线通信技术的结合被广泛应用，结合前无法应用的场景都得到了很好的应用。应用的结果使得相关工作人员对很多突发的状况都做出了很好的处理，使得损失越来越小，为人民和国家的财产安全提高了保障。

2.6 在智能农业中的应用

农业作为国家发展的基础，从机械化农业发展到现在的智能化农业。物联网技术在农业上应用就是常说的智能化农业，通过电子设备对农田、大棚等场所进行监控和数据采集，针对采集到的数据进行分析和处理，从而做出相应的判断，增加农产收获的保障。特殊农业环境的出现，导致传统智能化农业无法全面应用和推广。随着科技的不断发展，LTE无线通信技术与物联网的融合进一步促进了物联网在农业上的应用。将实际环境中的数据上传到对应的数据分析平台进行分析，能够使分析更为精准。

3 结束语

上文针对几大行业进行了简短的分析，表述出物联网在与LTE无线通信技术融合之后的飞速发展，惠及各行各业。物联网与LTE无线通信技术融合之后，使得物联网在应用中的适应面更加广泛，应用的环境也更加极端和特殊。物联网技术在没有和LTE无线通信技术融合之前一直被距离的原因所困扰，即使后来融合了2G和3G通信技术也无法满足实际的生产应用需求，在传输视频、音频的时候就会显现出不足的一面。LTE无线通信技术的加入，解决了物联网技术应用中移动环境和视频、音频环境的使用问题，打破了传统物联网的局限性，同时大大降低了数据传输的成本，把技术应用到了各行各业，使得科技的产物也能走进寻常百姓的生活当中。随着不断深入的研究，更多的应用会被挖掘出来，服务于社会。

[1]张莉萍. 试分析物联网技术和LTE无线通信技术的结合和发展[J]. 电子世界，2016（1）：68-69.

[2]李昊，胡兴. LTE无线通信技术与物联网技术的结合与发展[J]. 邮电设计技术，2012（1）：21-24.

The Integration and Development of LTE Wireless Communication Technology and Internet of Things

Li Qingsong

China Mobile Construction Co., Ltd., Hubei Branch, Hubei Wuhan 430061

Internet of Things is the product of the development of the Times. The core of the Internet of Things is, in the final analysis, the Internet. With the help of the Internet, things and things are connected to achieve the purpose of remote control and the purpose of data transmission. The realization and development of the Internet of Things will ultimately require the Internet technology. As a new Internet wireless communication technology, LTE wireless communication technology integrates with the Internet of Things, greatly expanding the application areas and industries of the Internet of Things, making the Internet of Things technology better landing, better serving life and production, and promoting social Development and progress.

Internet of Things; LTE wireless communication technology; integration; development

TN929.53

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