5G时代背景下物联网技术在智慧城市建设中的应用研究

郭成东

摘 要：随着我国5G技术的持续进步与发展，5G通信技术在社会各个领域之中应用范畴越发普遍与广泛，这也是物联网发展进程中的一个关键契机。5G通信技术也被称为第五代通信技术，是科学技术与智能技术发展衍生的产物，5G与4G相比，其传输速率更加之快，效率更高，传输距离更长。因此将5G技术引进与应用在物联网时代环境中，能有效提高城市发展水平，实现人们生活质量不断进步。鉴于此，基于5G时代背景下智慧城市建设期间物联网技术的应用展开深入探讨，仅供相关人士参考。

关键词：5G通信技术；物联网；智慧城市；应用

中图分类号：TN929.5                                 文献标识码：A                             文章编号：2096-6903（2023）07-0007-03

0 引言

近年来，“智慧城市”已经成为城市规划和网络结构的重要环节，为人们提供了更好的生活条件。随着5G移动通信技术的不断更新和创新，5G未来将实现更多的终端接入，物联网技术为其中之一，这样不仅能增强高速率和降低延时，还有利于促进智慧城市和5G网络之间的协调发展。

本文首先针对物联网、5G技术以及智慧城市展开了概述，其次明确了物联网技术在智慧城市中的应用难点，再次剖析了物联网技术在智慧城市建设过程中的具体应用，最后提出了加大智慧城市建设的保障措施，以期通过研究能切实增强智慧城市建设效果。

1 物联网、5G技术以及智慧城市的概述

物联网是一种新兴的智能感应网络系统，是信息社会发展的重要趋势。借助无线通信技术、计算机技术和信息技术等，将互联网和其他对象进行连接的网络结构，可以通过新的方式将智能机器、传感器、人员等联系起来，形成人与物、物与物之间的连接，最终实现网络的信息化、智能化。

5G通信技术指的是第五代蜂窝移动通信技术，是以第四代移动通信技术为基础通过改进创新得到的一种新型通信技术。其性能和4G移动通信网络相比，数据传输速率从传统的0.1 Gbit/s左右提高到10 Gbit/s，实现了近百倍的提速，5G的网络延迟速度降到了1 ms左右，对现代物联网发展提供了很好的技术支持。5G移动通信技术为基础融合构建各类网络，能够充分发挥物联网的优势，可以有效连接设备和网络，交互控制各种网络信息，促进物联网技术高效发展。

智慧城市是当今城市发展的新理念和新模式，是推动政府职能转变、推进社会管理创新的新手段和新方法，是新一代信息技术发展与城市转型发展融合的产物。

2 物联网技术在智慧城市中的应用难点

2.1 功耗

在建设智慧城市的过程中，信息的采集和访问需要依靠终端设备，但由于设备功率限制或现实外接供电环境的影响。使用终端设备时，只能外接电池供电，设备消耗较大电量时，就要经常更换电池，这极大地影响了物联网技术的性能，相关成本随之增加。

2.2 容量

在经济时代的背景下，人们对互联网服务的质量需求也逐渐提高，它在运行过程中不仅需要满足人们的需求，更应重视具体的通信方式。通过智慧城市的建设，将生活以及生产过程中的各方面数据信息进行整合，运用不同类型的智能设备、信息采集器以及终端设备，实现设备数量的整合。运用定向增加的方式，维护城市目前的网络状况，并使其呈现出增加的趋势。此方式可稳定城市网络的发展状态，检测到具体的通信质量、通信能力，让二者皆能满足城市发展的需求。

为促进智慧城市的建设效果的展现，可运用定向解决物联网技术的方式，执行对带宽问题的监测，确保在发展过程中能够在原有基础上完成5G网络的推广，为后续智慧城市的建设做好铺垫工作。

2.3 连接数

基于智慧城市发展的现实需求，物联网技术在商业化过程中对技术的需求很高。如果实施得当，物联网技术可以更好地支持数据操作和传输，使多个终端设备同时运行。为保障智慧城市的顺利建设在机场、车站、商业场所人流密集型场景，要考虑到一个基站的可行连接数。

2.4 覆盖范围

智慧城市的创建需要广泛的数据和信息集合，以充分利用城市数据资源，进一步促进智慧城市建设，为人们的生活以及生产提供良好且及时的服务。为建设智慧城市，可增加物联网技术的应用，适当拓展物联网技术的应用范围，嚴格遵守国家所规定的技术要求，通过定向开发以及合理应用物联网的方式，实现智慧城市的拓展[1]。

3 物联网技术在智慧城市建设过程中的具体应用

3.1 智慧交通

应整合互联网数据和各部门交通信息数据，建立完善交通主题数据库，建设基于“城市智脑”的交通流量实时感知及分析预测大数据平台。依托该平台，加强基于大数据、人工智能等技术的辅助决策和仿真模拟在城市交通规划发展趋势研判、路网规划、政策制定、系统运行效果评估、交通服务、行政执法等领域的应用。依托互联网技术、人工智能技术、数据融合技术、大数据云平台技术，来感知、监管和掌握整个城市的实时交通运行状况，及时发现解决交通事件和有效引导市民方便快捷出行，构建一体化的智能交通新格局，发挥智能交通系统在解决城市交通问题的作用，通过新技术应用全面提升智慧交通科技水平。

物联网中射频识别技术和传感网常应用于城市智慧交通的视频监控、雷达等设备，对路况数据、卡口数据进行信息采集、回传。采用大数据算法分析实时车辆流量根据流量信息，通过信息发布，提醒驾驶员实时了解所经道路路况信息，对交通拥堵地段采取避让，节省出行时间。对于车辆拥堵信息可以实现多级发送到辖区大队、中队、路面执勤民警，进行拥堵疏导。

智慧泊车是智慧城市和智慧交通的重要组成部分，也是落实新基建的重要举措。为了提升管理效能，缓解“停车难”，最大程度发挥城市停车资源调配功能，推进泊车管理“一盘棋”“一张网”行动。在传统停车的基础上，通过物联网传感控制器（如地磁、PDA、RFID卡）、视频识别、移动支付等互联网领域技术，应用智慧化手段，可实现城市道路停车“短停快走，加速车位流转”的高效管理目标。在5G基础网络日趋逐渐完善的今天，5G和物联网技术同步赋能智慧交通之后，智慧泊车、无人自动驾驶等新业务应用的时代也将来临。

3.2 智慧物流

现阶段，着力提升产业链供应链韧性和安全水平，是实现高质量发展的关键因素。传统供应链已经不能满足企业发展需要，数字化转型变得势在必行。构建数字化供应链，需要将信息技术渗透到供应链的每一个环节。数字化供应链源于物联网接入、大数据、人工智能、区块链、5G等新兴数字技术与供应链各个环节的融合创新，在多维应用场景中创造新的价值和增长点。

智慧物流以数字化平台为支撑，以供应链上的物、人、信息的全连接为手段，构建一个产品设计、采购、生产、销售、服务等端边云协同的物流自动化智能装备和基础设施建设，实现物流行业自动化运输、智能仓储和全流程监控，实现多环节高效协同、快速响应、敏捷柔性、动态智能的生态体系。“基于数字化的供应链集成与协调方法”为智慧物流提供有效的技术支持，从而提高供应链物流的管理效率，并降低物流成本，全面提升现有智慧物流的运行速度，为城市物流带来更高效率[2]。

3.3 智慧医疗

智慧医疗基于物联网技术，可保障医疗机构和患者之间能够建立联系，对于医疗成本高和覆盖面积小等问题的具有良好的解决效果。运用5G、人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算等信息技术，打造全国领先的“5G+医疗协同”标杆，重点建设完善双向转诊系统（门诊转诊、住院转诊、手术转诊）、远程门诊系统（含终端硬件）、远程会诊系统、多学科联合会诊（MDT）服务、远程视频查房系统（含终端硬件）、医联/共体临床协同服务和医联/共体护理协同服务。各类5G在线诊疗、远程协作技术手段的应用，将有效推动优质医疗资源对于医联/共体的覆盖。上级专家团队将能便捷地服务更多患者，减少患者的无效等待和路上奔波，提高医疗服务效能，提升患者就医体验。

3.4 智慧教育

推进智慧校园、智慧课堂及其环境建设，加强农村和落后地区学校信息化环境建设，有利于推动各级各类学校信息化基础条件标准化、一体化发展，促进信息技术在学校管理、课堂教学等方面的深度应用。建立完善涵盖学前教育、基础教育、职业教育、终身教育等数字化教育教学资源库，可促进优质教育资源开放共享。加强教师队伍信息技术应用能力建设，激励和引导教师探索信息化教学方式，有利于促进教学方式和学习方式的深度变革。建立数字图书馆、终身学习平台等智能化教育基础设施，可为市民提供在线学习、终身学习等个性化学习服务[3]。

3.5 智慧社区

智慧社区作为智慧城市的一个重要组成部分，可利用物联网、云计算、移动互联网、信息智能终端等新一代信息技术，通过超高清视频监控、巡逻机器人、智慧警用终端、智慧应急终端、智慧表计等产品在城市安防、应急管理方面的应用，建设实时精准的安全防控体系。打造“互联网+政务服务”，可把政务服务搬到百姓家门口，打通服务群众“最后1 km”。建立网格化管理机制，整合网格信息渠道，依托信息化手段实现社区精细化管理，智慧家庭，可实现多种基本公共服务在线推送和办理。统筹养老服务信息资源，促进养老机构、社区、家政、医疗护理机构之间的信息互联互通，建设具有随时看护、健康管理、远程关爱等功能的养老信息化服务系统，可满足社区养老服务需求[4]。

3.6 智能制造

智能制造是指工厂将生产设备、无线信号连接和传感器集成到一个生态系统平台中，这个生态系统可以监督整个生产线流程并自主执行决策。智能制造涵盖智能装备（工业机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备）、终端通信及设备（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。

4 加大智慧城市建设的保障措施

4.1 完善落实顶层规划设计

完善落实智慧城市建设的顶层规划设计是构建新型智慧城市的重要环节，其本质是将“技术”引导转变为“需要、应用、服务”。新型智慧城市的建设要以发展需要为引导，完善服务水平，为公民创造更为便利的服务方式，着力解决城市人民的不同需要，突出工作重点，多措并举，持续推进智慧城市建设，落实顶层规划，全面统筹工作，强化数据归集使用，优化智慧城市要素配置。要做强“城市大脑”，赋能市域治理现代化，深化应用场景建设，推动智慧城市更加惠企利民[5]。要加强数据安全管理，守牢数据安全底线。要夯实工作责任，严格督查考核，强化要素保障，加强宣传推广，形成协调推进智慧城市建设的工作合力。

4.2 加强人才队伍建设

要强化组织保障，建立和健全领导小组，形成集中统一的管理机制，对相关活动进行统一决策与规划，研究决定重大建设事项，协调建设中出现的重大问题。应建立工作推进机制，协调制定政策措施，督促检查智慧城市建设推进情况。应完善重大政策、重大项目专家咨询制度，充分发挥第三方咨询评估作用。

要加强领导干部团队的建设，引导其学习掌握新型智能城市有关的基本知识，以提升领导的决策工作技术水平。通过培训考察，学习先进发达城市有关智慧城市案例，为智慧城市的建设提供参考、决策依据。

要加大智慧城市人才培养力度，推动相关专业和学科调整，支持企业和高校联合共建实训基地，有计划地开展信息化专业技术人才和经营管理人才培养。实施高层次人才集聚计划，引进一批活跃在相关技术发展前沿、具有国际领先水平的高端专业人才和团队[6]。

4.3 引入新技术手段

政府部门应加强物联网、云计算、大数据、区块链等新技术在智慧城市建设中的应用场景。“云计算、大数据、物联网、移动互联网”为核心的新一代信息技术快速发展，信息和通信技术领域创新空前活跃，集成电路领域材料、器件和工艺不断推陈出新，量子计算机和量子通信取得突破性进展，新兴技术持续向经济、社会和公共管理领域渗透，“互联网+”“+互联网”商业模式创新层出不穷，引领和催生各领域发展方式的革命性转变，在信息领域具有较好基础，有望抢抓新机遇带动城市经济社会实现跨越式发展。

5 结束语

随着信息时代的高速发展，“智慧城市”的建设规模不断扩大。基于5G时代背景下，物联网技术在智慧城市建设中的应用已成必然趋势，不仅体现在智慧交通、智慧物流、智慧医疗、智慧教育、智慧社区、智能制造等诸多领域，还通过探索可行的保障措施，为更多新兴技术在城市建设中的应用奠定了基础，既利于改善城市环境，为人们的生产生活提供优质服务，还有利于智慧城市信息化程度的进一步提升，从而全面满足新时代的发展需求。

参考文献

[1] 李海添.智慧城市中5G移动网络规划技术的应用[J].通信世界，2019，26（7）：146-147．

[2] 吴光华.面向智慧城市架构的5G移动通信网络规划探究[J].通信世界，2019，26（3）：29-30．

[3] 巫宗宾.基于物联网技术的智慧城市建设研究[J].电脑知识与技术，2017，13（36）：196-197.

[4] 桑懿，高天，罗文清，等.物联网技术在智慧城市建設中的应用研究[J].中国住宅设施，2021（8）：7-8.

[5] 李玥.试析物联网技术在智慧城市建设中的运用[J].长江信息通信，2022，35（4）：235-237.

[6] 苏荣亮.5G通信技术在现代物联网产业链发展中的推动作用探讨[J].无线互联科技，2021（12）：1-2.