基于5G技术的物联网的发展及应用

邹春明

（山西通信通达微波技术有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

目前，我们已经处于5G时代当中，该技术在发展应用当中，能够为用户带来快速的数据传输体验，其大容量、低时延以及高速率特征的存在，使社会在此当中逐渐向着网络、智能、信息化方向发展。物联网方面，则是无线网络与信息产业结合形成的产物，具体来说，即是在物体当中对芯片进行植入，通过无线网络应用实现物体信息的变化，能够使不同位置物体进行连接，以终端设备的应用控制相关物体。在5G技术发展的背景下，也使物联网技术在此当中获得了新的发展空间，在多个领域当中具有了应用。

1 5G与物联网技术特点

1.1 5G技术

对于5G技术关键技术来说，其包括有：第一，大规模天线阵列。能够对天线端口数量进行增加，在对相频用户数提升的情况下，保证在同一时间中具有更多用户的信息传输，3D-MIMO技术能够同时在垂直、水平方向上MIMO；第二，超密集组网。对单位面积当中的小基站密度进行增加，以此形成超密集组网，对大容量场景之下的网络需求进行满足，以此对易于维护、体验轻快且部署简单的轻型网络进行建立；第三，全频谱接入。对6GHz以上高频段进行增加，形成高低频混合组网。对于6GHz以下低频段，应用在无缝覆盖当中，而对于6GHz以上频段，则应用在提升热点区域速率方面[1]。

1.2 物联网

在各行业当中，物联网技术应用不断深化，相关技术在发展当中也具有了较为成熟的特点。具体来说，其核心技术包括有：第一，RFID技术。这是以射频信号为基础，对目标对象自动识别后获取对应数据的技术。在整个识别当中，不需要人工进行干涉，能够对处于高速运动的物体进行识别，能够对多个标签进行识别，在实际操作当中具有快捷便利的特点，且能够应用在多个工作环境下。该技术中也涵盖了天线、芯片、无线通信与信息安全技术；第二，传感器技术。该技术方面，应用热电、光电等技术原理，能够感知压力、温湿度、速度与加速度等。在材料科学进一步发展的情况下，相关新材料也在传感器制造当中具有了较多的应用，在不断发展中，该技术也逐渐向着耗能少、多功能化以及智能化方向发展；第三，网络通信技术。该技术在实际应用当中，能够使物联网在数据传输方面做好途径的提供，根据类型的不同，可以将其分为广域、近距离通信技术；第四，人工智能技术。计算机在运行中，对人的智能行为与思维过程进行模拟，该技术能够有效分析物品内容，以此对计算机自动处理目标进行实现[2]。

2 5G与物联网融合

5G技术在发展当中，有效的提升了数据传输速度，也因此成了未来网络发展所需的关键技术，在对网络数据传输平台有效拓展的情况下，对物联网业务发展步伐进行加快。对于以5G为基础的物联网技术来说，其所具有的特点体现在：第一，快速性。5G物联网在实际应用当中，能够对以往工作当中网络层在处理庞大数据量时存在的处理能力不足缺陷进行克服，5G网络在MIMO技术方面优越性的存在，具有的天线阵列能够对多个设备的应用进行满足。以此为基础，D2D技术也能够在较短的距离下连接，有效的加快了数据传输速度；第二，便捷性。在5G网络优化部署的情况系，能够对现有布线规则进行利用，并不需要对设备进行大规模的改造处理，整体实施具有便捷的特征。同时，5G网络应用毫米波通信，能够在对设备体积有效减少的情况下使相关设备向着便捷快、小型化方向发展，以此使设备在信息交换方面具有快捷、方便的特征；第三，经济性。物联网设备在实际应用当中，能够应用5G网直接连接5G手机，通过5G基站对信息的交互能力进行提升。在5G技术应用下，很多交换机、路由器设备都能够得到节省，以此对网络层设备成本进行减少[3]。

总体来说，5G网络高速率、低时延与大容量优势的存在，能够在应用当中对以往网络延迟、毒蛇等问题进行有效的解决，以此使感知层相关信息数据能够实现对应用层的传输。同时，5G网络在安全架构方面对4G架构进行沿用，以此为基础对3GPP接入、虚拟网元与切片等实体进行增加，还具有网络域安全、无线空口安全等防护措施的应用，使物联网在具体应用当中具有较好的安全防护。

3 5G技术背景下物联网应用

3.1 智慧家庭

在家庭当中，很多物品在安装电子标签之后，则能够与管理系统进行联系，在家庭当中，其中的所有成员则能够对物品状况进行随时的掌握。电表、煤气表、水表等也能够实现对管理系统的链接，以远程的方式对相关信息进行查询与触底。内部物品方面，可以应用窄带物联网实现对管理系统的连接，同汽车、手机连接的物品则需要应用移动互联网连接管理系统。智慧社区方面，包括有智慧养老服务以及物品管理等，可以通过5G网络进行停车管理、防火防盗系统运行以及公共设施管理，以此保证信息在交互方面具有实时的特点。同时，也能够远程监控社区老人实际健康情况以及生活状态，及时做好所需服务的提供，尤其是孤寡以及独居老人。智慧城市方面，物联网技术主要应用在饮水质量监测、空气质量监控与市政设施管理等方面。

3.2 汽车领域

近年来，我国的汽车领域逐渐向着智能化、信息化发展，智慧汽车、物联网汽车与车联网等发展快速，以此为我国汽车工业的发展地阿莱了较大的动力。在炎热的夏季，车主在进入停车场之前，则可以使用手机启动汽车空调，在停放汽车之后，监控设备能够对车辆情况进行实时的记录，如果发现存在偷窃或者损坏车辆等行为，则将通过拨打手机或短信等方式向车主报警。芯片感应系统在运行当中，能够对车主进行正确识别，在车主接近/远离车辆时会对车锁进行自动打开或者关闭。服务商方面，也能够对车辆运行情况进行实时的监测，远程诊断故障问题。C-2-C技术的应用则能够使车辆在运行当中始终具有一定的安全距离，避免发生追尾或者对撞事故。

3.3 医疗领域

医疗领域方面，能够应用传感器监测人的生理状态，应用医疗可穿戴设备对生理信息进行获取，同时将相关信息在电子健康文件中记录，为后续医生、个人查阅做好准备。医疗物联网在应用当中，也能够有效实现对医疗物品、设备的管理与监控，对医疗设备可视化目标进行实现。

3.4 农业领域

农业领域方面，能够应用物联网对农业生产过程进行全程的智能控制、信息感知与精准管理。这是一种全新的生产方式，能够对农业远程控制、灾害预警、可视化诊断等功能进行实现。在种植当中，可以使用摄像头、卫生与传感器等手机数据，对机械设备、农作物数字化目标进行实现。畜牧养殖方面，也可以使用可穿戴设备、耳标与摄像头等对禽畜产品数据进行收集，应用算法对禽畜产品喂养情况、健康情况以及位置信息等进行获得。

3.5 工业制造

工业制造方面，物联网主要应用在设备监控管理、生产过程优化、供应链管理、工业安全管理等方面，就目前来说，安全生产监管系统与仓储物流信息都是较为成熟的系统类型。

3.6 军事领域

军事物联网的发展应用，可以说是实现作战系统与信息化设备结合应用的关键手段。就目前来说，物联网军事主要是对军事物流系统进行应用，通过RFID对物资信息进行交际，通过射频读写器对标签上信息获得后，将其实现对计算机的传输，以此帮助信息中心能够做好物资流通信息的精确掌握，以此使军事物资在供应方面具有透明的特点，进一步提升后勤保障能力水平。在物联网与5G技术融合的情况下，使物联网具有统一的网络环境、传输格式以及传输规范，能够对以往军事物联网在信息传输共享方面存在的障碍进行有效解决。5G大容量、高速率特征的存在，能够对军事物联网网络规模大、种类多、连接中断多等问题进行有效的解决，切实提升战场信息传输、提取的实时性，能够在指挥控制信息、武器维修保养与预警侦查信息等场景具有较好的应用。同时，5G安全性设计特征的存在，也能够使军事物联网在运行应用方面具有较好的可靠性，避免发生链路失效问题。

4 结束语

可以说，在5G技术不断发展成熟的情况下，也使得物联网技术在此当中具有了快速的发展，在应用范围与应用领域方面也具有了新的表现。在实际工作开展中，需要能够积极做好两种技术的结合应用，进一步提升物联网的应用价值。