5G在环保信息化中的应用分析

杜国智

肇庆市环境保护宣传教育中心（肇庆市环境信息中心） 广东 肇庆 526000

经过多年以来经济等快速发展，生产力水平得以提升的基础上，无形之中对环境构成了巨大的威胁。随着当前一系列环境保护政策的推出，为了能够给居民营造良好的生活环境，这就要求环保等相关部门人员，必须站在现实环境情况下，科学应用现代化技术手段，推动智慧环保发展进度，在快速环境治理工作下，获取到理想的保护效果。通过实际调查发现，在之前很长一段时间内，环保部门人员落后工作手段下，不仅导致收集数据缺少精确性以及实用性，而且在不能精准传递以及公开等问题总，都严重制约了环境治理水平。而5G技术的出现，完全能够避免之前环保弊端的出现，为我国环保工作更具智能化建设特点奠定了坚实的基础。

1. 智慧环保

在社会各界群众对环境提出极高质量标准的现状下，衍生出来的智慧环保，主要就是希望行业人士整合大数据等现代化手段，全面收集环境信息等，深入研究每一项数据，及时进行传递与分享，及时制定环境治理方案，做好环境保护工作的基础上，致力于为广大群众提供良好生活环境的目标当中。在人员构建智慧环保方案过程中，内部核心部分就是感知层、网络层以及数据层等几个部分，综合市环保局或者是省环保部门等人员的作用，高效收集以及利用环境数据。从根本上而言，所谓的智慧环保，主要就是应用了物联网技术，相结合信息化环境出现的内容。经过较长时间观察可以看出，智慧环保概念的推出，为做好环保信息化建设工作提供了巨大帮助[1]。

2. 5G特点

在较长时间发展当中，从刚开始的2G，再到后来的3G、4G，伴随着科技力量的迅速提升，以至于5G技术的出现，比之前移动通信技术更具有明显的存在优势。站在4G基础上出现的5G技术，不管是在速度还是功耗等情况下，都对移动通信有着极高的标准，也正是因为该点要求，才能够更好的支撑于我国互联网的进步，这也就是智能互联网时代到来的表现。分析5G特点，最突出的就是极高的速率、较低功耗以及泛在网等几个部分。通过现实调查可以看出，在当前乃至未来很长一段时间内，网络网络建设工作，将全面围绕5G进行发展。而政府等相关部门也逐渐推出了一系列的扶持机制，加快5G技术研发处理，打造研发与芯片等为一体的建设体系。在多方面产业链结构的支撑下，我国5G移动网络技术也将更快发展，5G的智能灵活、高效开放、网络架构变革，推动承载网架构进步并具备网络切片、灵活组网和调度等功能，不管是在家居还是医疗等多个行业领域，5G智能技术都将引领时代进步与发展[2]。

总之，对于5G网络技术而言，国际电信欧盟组织从实际业务需求以及差异化的应用场景，将其主要应用场景划分为以下三个方面。第一，增强移动宽带场景。基于当前的移动宽带业务场景之下，为了满足人们日益提高的需求标准，对5G网络技术的应用做出了明确划分；第二，大规模物联网或者海量机器类通信场景。该类型的场景能够更好基于6GHz以下频段进行应用，主要倾向于人与物之间的交流，在物联网背景下，主要的技术方式为NB-IoT，针对有着较低能耗、成本的物联网设备，能够更好的与管理目标相结合，其中最突出的代表有智慧城市、智慧家居以及智能监测等；第三，超高可靠超低时延通信场景。基于有着较高应用要求的场景，该种通信场景最常见的，主要应用在工业控制、机车自动驾驶等高度延迟敏感型业务中。在进行自动驾驶控制或者是远程工业控制过程中，利用该种通信场景，能够满足企业对安全以及精密度的要求。随着时代发展，当下人们对移动通信提出了万物互联的标准，因为5G网络技术较强的数据传输功能以及多元化应用场景，赋予了5G网络技术热点的高容量、低成本以及低时延高可靠等特点[3]。

3. 5G网络的关键技术

分析5G网络关键技术，最核心的就是网络架构技术。之所以能够实现网络低时延以及良好稳定性等的运行效果，这就因为网络架构技术存在的作用。分析网络架构技术中，最核心的就是网络切片工艺，简单而言，所谓的网络切片，就是支撑于指定场景或者是商业模式下，对其进行通信服务一种综合性的逻辑网络性能，因为存在的物理基础设施，都可以将其进行简单的划分，最终能够致力于逻辑网络功能更好发挥的一种手段。同时，在相对分散的物理网格当中，能够将几个逻辑网络进行有效的切分，改变过去物理网络服务模式，此时一个服务建设当中，能够设置好针对性的使用物理网络，降低经济投入量的基础上，同时也能够很好的致力于智慧环保以及车联网等的应用要求；除此之外，在5G网络关键技术中，还有一项核心技术就是无线空口技术。无线空口技术其中包括大规模天线技术，通过使用无线空口技术可以有效的提高移动宽带的速度，正是由于这个特性，在移动宽带领域被广泛使用。这种大规模天线技术的主要工作原理是根据用户波束成形，这种技术可以将无线信号发射出去之后按照特定的方向进行传播，方向性非常好。在移动宽带基站可以布置好天线，这几百个天线可以完成对几十个目标的信号进行调节，在同一个频率上可以同时传播几十个信号，并且信号的强度不会受到较大的影响。通过采用这种技术可以有效的挖掘更多的频带资源进行有效的利用，还能有效的提高网络信息容量[4]。

4. 5G在智慧环保中的应用

5G技术在智慧环保的应用主要体现在环保物联网系统中，一般来说主要有三层架构，分别是感知层，网络层，应用层，如图一所示。感知层主要是以检测设备为主，其中包括对各种水质，天气条件与废气的检测，就目前来说，现在进行环保管理的过程中主要存在的困难是没有相应的数据支持，大部分的监督和管理人员主要是通过人工手动进行处理，效率非常低下。如果这个时候安装5G物联网终端设备，就可以极大的提高对环境检测的效率和质量，主要的智能设备包括水质传感器，水位测量计，流量计，雨量计等，通过使用这些设备可以提高工作效率，并且这些设备的后期维护费用少，使用成本低，在进行安装的时候简单方便，因此应用范围较为广泛。一般来说，网络层的主要功能是将传感器所收集到信息数据传输到服务器云端，在实现这一功能的时候主要是依靠5G基站和设备完成，需要有专门的工作人员做好监督。当网络层将数据传输到云端之后，应用层对这些数据进行充分的分析，并根据数据分析出具报告，给技术人员对水文，土壤，气候等进行分析提供数据支持[5]。

5. 5G网络在智慧环保中优势

5.1 实现全方位监测

5G网络在智慧环保具有全面监测的优势，在工作的时候通过与物联网和大数据等技术相互融合和使用，可以将出现环境污染的位置，发生的时间，出现的具体原因等信息传输到平台数据处理中心，并进行及时的报警，提醒工作人员对该区域加强监控，并对其中所存在的问题进行及时的处理，避免再次发生污染情况，并且这种数据可以在多个城市之间实现共享和传递，方便进行决策。在对环境进行实时监测的时候，可以将5G终端搭载在无人机上，使用360°+4K摄像头进行全天候拍摄与监控，并将拍摄到的画面实时的传回数据中心，在数据处理平台将所拍摄到的环境画面进行分析，从而达到对该区域进行实时观测的效果，通过使用5G终端，在数据传输的时候延迟相对较低，并且不受时间和空间的限制，实现全天候的实时监测，并且监测的成本相对较低，可以打造一体化监测体系[6]。

5.2 数据传输准确

目前的智慧环保设备主要是通过WIFI、LoRa、4G等方式连接网络，如果智能终端设备接入网络的数量相对较多，就会给网络造成较大的压力，造成网速降低，影响数据传输的效率和准确性，因此，为了较好的解决这种问题，可以引入5G网络向用户设备进行信号传输，不断优化信息的传输通道，这样可以实现对信息的即时读取，保证了整个数据的准确性。

5.3 数据分析精确

5G的出现使整个大数据的环境出现了较大的改变，通过大数据建立计算机模型，可以有效的提高数据处理的效率，从而使后期的数据分析结果也更加准确。

5.4 智能处理

5G技术在智能环保机器人上的应用，可以使机器人对环境进行自动巡视，一旦发现污染，可以在第一时间自动处理和解决，不仅如此，还可以将出现环境污染的位置传输给机器人，让机器人去该区域处理环境污染，监控破坏环境的不法行为。

5.5 快捷经济

将5G技术与智慧环保有机的结合起来之后可以加快快捷经济的发展，通过5G连接智慧环保终端设备，可以放弃传统的网络式布线，极大的缩小终端设备的体积和重量，并朝着智能化的方向发展，在5G网络覆盖的下的智慧环保体系，工作方式更加快捷与方便，并且智能设备还能与手机进行有效的链接，通过手机就可以随时随地的实现对终端的控制，可以极大的提高经济效益[7]。

5.6 低碳节能

随着5G技术的发展，人们在进行上网的时候会逐渐使用最新的5G技术代替传统的有线上网，当5G技术完全普及之后，5G基站的也会取代传统的基站，并且5G基站的能耗相对较低，从这个角度来说有效的实现了能源节约。

结论：

简而言之，处于新时期发展背景下，为了能够维护好人们赖以生存的生态环境，必须要求环保部门工作人员，要做到紧跟时代发展步伐，充分革新传统工作模式，借助5G技术价值下，加快智慧环保工作力度，整合高速率以及低时延等特点的5G技术，全面加快智慧环保速度的基础上，也能够致力于我国经济等方面的稳步发展。