5G+AR的工业互联网远程协同系统研究与分析

陈璐

摘要：5G被称为革命性的通讯技术，根据ITU国际电信标准联盟的定义，它主要有三大基本场景分别是：增强移动宽带（eMBB）、低时延高可靠通信（URLLC）和大规模物联网（mMTC）。增强现实技术（AR）是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。基于5G+AR的远程协同系统将会给工业互联网带来非同寻常的意义。

关键词：5G技术;AR技术;远程协同系统;工业互联网

引言：5G+AR远程协同系统通过AR眼镜端和平台端的通讯实现音、视、图、文的实时互动，看到、听到现场情况，实现远程互动，以进行指导、问询、设备维修等工作。通过系统实现自动化运维服务，从部署到用户日常使用，为系统提供全面可靠的监测、响应、分析、管理机制，有效提高业务系统的支撑能力。实时反馈数据与后台数据进行比对，实现应用服务管理闭环。

一、系统需求分析

目前现实场景巡检需要手工记录问题，维修需要专家到场，效率低下，开销大，在非常时刻严重影响生产效率。5G+AR远程协同系统以现场的实际场景应用为基础，根据多家企业需求通用性为工业场景订制，以工业级的处理器、高清摄像头、大视角显示提供远程可视化交流、现场管理、视觉识别等。

二、系统整体架构设计

系统整体AR眼镜端、Android主机端、PC专家坐席端、后台管理端等构成。巡检人员或维修人员在巡检或维修过程中发现问题并需要专家的远程协助时，利用AR眼镜和Android主机上安装的应用来选择对应的专家进行呼叫，在接通后AR眼鏡实时采集画面并传输给专家端，专家端在远程进行协助，并且可以以标注画面的形式来实时指导，AR眼镜端在采集画面的同时也实时接收专家传输过了的画面，以此在5G网络环境下到达高效快速的协同处理，解决问题。如果存在专家不在线或忙碌的情况，AR眼镜端也可以进行拍照和视频录制并保存在本地或上传到专家端，待接通专家后发送视频和图片来反馈问题，或是专家端登陆后台管理端后查看用户端反馈过来的问题以此来分析，随着数据的不断收集可以形成知识库来不断的完善系统功能。本系统的功能包含实时呼叫、高清低延迟通话、云端和本地录制、知识库检索、屏幕分享与标注、语音控制、设备管理、智能识别等，为用户提供高效便捷的体验。

三、系统的关键技术

（一）后台管理端

管理端系统采用SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架进行开发，通过Spring的IOC特性，将对象之间的依赖关系交给了Spring控制，方便解耦，对重复模块进行集中，实现事务，日志，权限的控制;SpringMVC是使用了MVC设计思想的轻量级web框架，对web层进行解耦，使开发更简洁，与Spring无缝衔接;Mybatis提供映射标签，支持对象和和数据库Orm字段关系的映射，支持对象关系映射标签，支持对象关系的组建，提供了Xml标签，支持动态的Sql。后台管理端功能分为角色管理、用户管理、服务队列管理、文件管理、知识库管理、设备管理、智能识别、个人中心等模块等，用户可以使用管理端方便的进行业务操作和管理。

（二）专家座席端

采用PC Web的B/S架构，无需安装，在浏览器就可以使用。采用layui框架，遵循原生 HTML/CSS/JS 的书写与组织形式，便于开发和维护。主要功能包括登陆、开关队列监听、视频通话、云端录制、屏幕分享、屏幕标注等，能够高效的远程协助用户处理问题。

（三）用户端APP

作为信息采集和远程协助展现的重要组成部分，APP采用Android原生开发语言使用MVP框架进行开发，模型与视图完全分离，我们可以修改视图而不影响模型;可以更高效地使用模型，因为所有的交互都发生在一个地方即Presenter内部;我们可以将一个Presenter用于多个视图，而不需要改变Presenter的逻辑。这个特性非常的有用，因为视图的变化总是比模型的变化频繁;如果我们把逻辑放在Presenter中，那么我们就可以脱离用户接口来测试这些逻辑（单元测试）。

APP系统主要包含登陆、视频录制、拍照、OCR识别、呼叫专家、视频通话、接受屏幕分享和标注、语音控制等功能模块，功能设计清晰易懂，降低了使用难度，优化了用户体验，APP安装在Android微型主机中，携带方便，通过5G网络与后台或专家端进行交互，极大的提高了生成效率。

（四）AR眼镜端

AR眼镜包含摄像头和显示镜片，摄像头为500像素1080P高清摄像头，首创21°大视角显示更大的屏幕，LED补光灯图像采集更清晰，镜片采用单目式方便用户使用，眼镜与Android主机端通过usb线进行连接和供电，主要完成信息采集和数据展示的功能，并且由于APP支持语音控制，使用AR眼镜彻底解放了双手，更加便于在专家指导过程中用户的实际操作。

（五）核心技术

供第一视角高清视频直播;微型近眼显示图文双向可视化;引入增强现实标注、视觉识别技术高效精准交流;嵌入语言识别、手势识别等交互创新手段保障使用方便;借助可穿戴移动终端采集工作过程数据;引入深度学习算法与大数据云分析技术，形成人工智能工业大数据库，真正实现工业大数据随时随地共享。

结束语

本系统是一套基于各行业现场即时远程沟通的实际需求，结合5G+AR技术，以5G和AR智能眼镜为基础，通过AR眼镜端进行数据采集和预处理，为远程求助方提供可视化的信息服务，实现专家级远程协助的远程可视化解决方案。将繁杂的工作手册、流程图、对讲机等统统抛弃，彻底解放工人/操作者的双手。提高维修效率、实现信息互传、增强应对实际问题的处理经验。让工业问题交流更直接，更精准，更高效，可视化的共享信息。免去了现场服务人员与专家的出差烦扰和节约企业成本，实现真正的互联网+工业。

参考文献：

[1]陈宾.5G网络技术研究现状和发展趋势[J].数字通信世界，2018（9）：38-39.

[2]李帅.VR/AR技术的机遇和挑战[J].文化创新比较研究，2018（8）：52-53.

[3]路萍.基于OCR技术的智能投影系统的设计分析，2013（8）：23.