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基于5G技术的物联网技术在智慧城市建设中的应用
【摘要】随着现代社会的快速发展,物联网技术的发展也越来越成熟。利用5G网络技术与物联网技术,能够更便捷的使管理者对城市的各个组成部门进行全方位调控。为我们提供更加便捷的服务,满足社会的供给和发展与人们的生活需求相匹配,从而促使我国的城市朝着更智慧的方向不断发展。智慧城市作为当今城市化进程的发展趋势。在智慧城市建设中引入物联网技术和5G网络通信技术,能够通过城市中的各种传感器对城市的信息进行感知,从而达到对城市智能管理和居民生活的智能化要求。因此,本文将对物联网技术和5G技术在智慧城市中起到的关键作用进行论述,并对5G技术与物联网技术在现代智慧城市中的应用进行详细阐述,希望通过这一研究,能够加快我国智慧城市建设的发展。
【关键词】5G时代;物联网技术;智慧城市
一、物联网技术的概述
物联网是指利用局域网或因特网的功能,实现物与人以及物与物之间的联系,通过城市居民和机器以及各传感器之间的相互串联实现人与物之间的数据和信息的高效传递,并实现居民对智慧城市中设施的资源管理。物联网并非纯粹的因特网,传统的因特网是指人与人之间的联系,而物联网则突出的是人与物之间的相互联系。它是一个以传统的因特网为基础,不断扩大的信息网络,能够把各种新的信息传感器和设备与现代因特网技术相结合,可以使任何地点、任何时间的人和机器实现信息互通,形成一个庞大的信息网络。
从通信网络系统所具有的层次结构理论出发,可以看出物联网包括感知层、网络层和应用层三个层次。其中感知层是一种可以连接到网络上的设备,它可以感知和检测物体环境,然后将收集到的数据收集起来并通过通讯网络进行信息交换,来准确地为智慧城市管理系统提供具体数据。它的主要作用是对周围环境进行感知和辨识,通过各种传感器装置或系统来收集各种信息,并协助系统收集所需的资料。网络层是指将感知层中的传感器通过通信链路的方式构成网络拓朴结构,以达到相互连接的功能。它的任务是进行信息的传输与处理,并能实时地收集网络中的信息,以及能够做到自动化地控制组网。应用层是以物联网为基础提供了大量的应用,这是未来智能物联网技术发展的基本趋势。在智能决策过程中,应用层通过智能分析与决策,能够高效地完成具体的业务工作,从而更好地体现出智能的功能。
当城市中所有物体上都安装了感应器之后,物联网通过各机器上的红外传感器、激光扫描器等多种信息传感器,来感知周围资源配置的变化,进而实现智慧城市中的物物互联、及时互联的目标。其中不仅可以将信息感应器固定在物体上,还能够将感应器延伸到虚拟物体上。利用物联网技术,可以精确地分析出人们生活中的各种生活用品的状态和性能,并能够连接到远程设备,以达到社会资源监控和控制的目的,从而更好地帮助人们进行处理和判断。
构建物联网技术的目的就是要创造一个智慧城市,而智慧城市就是要做到高效率和快发展的推动社会进步,实现可持续的生态资源循环利用,使人民的生活更加美好,从而实现社会繁荣的目标,于是世界各国都把“智慧城市”作为城市发展的目标。我们做出了关于智慧城市建设的重要决定,并鼓励其运用创新的方法,为智慧城市的建设提供了强有力的支撑。在智慧城市的建设中,应充分利用物联网技术,通过对城市中的交通量、医疗服务、教育资源、社会分配等进行及时调配,稳步推动智慧城市的进一步发展。
二、5G技术对于智慧城市的关键作用
物联网在现阶段对设备的性能和传输网络等方面需求都很高,因此需要对数据信息进行稳定、高效、快速的处理。对于智慧城市的各方面技术提升以及硬件性能的提高,都必然需要基于新一代5G网络通讯技术为城市中的各种传感设备提供网络支撑。作为第五代移动通讯技术,它与之前的四代移动通讯技术的最大区别在于5G技术并非单一的无线通讯技术,而是整合了目前大部分的无线通讯技术。当前,5G技术的LTE传输峰值可达100Mbps,是原有4G技术传输的百倍以上。它的移动速度能够达到500公里/小时,可以使高速铁路上的乘客获得很好的使用体验。在高清视频、语音质量、增强现实和虚拟现实等方面的需求,5G技术将通过更高的频谱利用率、更多的频谱资源、更多的小区等技术,来解决当前4 G所面临的种种问题,同时也希望能够在更高的速率、更大的容量、更低的时延、更高的可靠性、更好的用户感受。
传统的无线通信网采用的是利用人工进行网络的配置以及运行和维护,这种方法不但耗费大量的人力和财力,而且效率也很低。所以为了达到最优的网络配置,以及降低运营商在运营和维护方面的投资,做到能够迅速和高效地进行网络部署。5G网络提供了一种新的解决方法,在网络部署中加入自配置、自由化、自愈合等新技术,实现网络规划、部署、维护和优化等过程的自动化,极大地降低了网络的人力以及物力的消耗。在智能社区的业务服务管理中,一般采用5G通讯技术将各种物联网设备集中到一个网络上。随着5G技术和物联网技术的不断变革,我们必须进一步深入地探讨这些问题,制定新的技术规范以促进物联网技术和5G技术的可持续发展,使信息的快速传播成为可能。智能技术还可以将各种类型的数据进行归类和集成,并根据业务类型识别出不同的频带,极大地提高了传输的速率和质量。在5G技术的研发与应用过程中需要更加注重提升5G技术的智能化程度。基于5 G网络的高速度、低延迟、低功耗和大容量的技术特性,使其能够更好地支撑智慧城市的建设。在智慧城市的发展中,物联网的应用涉及到各个领域,包括智能化的综合管理、智能化的公共安全管理、智能化交通和其它基础设施的智能化。智慧城市作为一种高层次的智能社区发展方式,它利用大规模的基础设施,使政府、社会组织、企业组织之间迅速建立起连接,可以融合居民、政府和商业之间的复杂的社会关系。并将各种信息通过部署在城市中的设备传输到公共网络资源,使人们的工作、生活等重要活动得以在网上进行。
三、5G技术与物联网技术在智慧城市建设中的主要应用
(一)智慧交通
智慧交通系统采用城市中的多种传感器进行全方位的数据收集,通过5G网络技术带来的低延时、高速度和大容量等特点进行信息交互,使其中的车辆与车辆、车与人、车与路、车与交通管理设备等实现实时的数据交互,让交通活动中的各个参与者能够根据实时数据进行路线的合理规划,并可以获得危险预警及安全提示等信息,从而使得整个交通系统能够更加安全有效地运转,提高交通参与者在行驶过程中的体验。通过5G低时延的特性,也为实现汽车自动驾驶提供了条件。在5G网络通信技术的帮助下,无人驾驶车辆可以通过5G网络对周围的交通状况进行全方位的感知,并通过5G网络将车辆的数据传输到云端,通过5G网络将驾驶员的驾驶命令发送到车辆上,而无人驾驶车辆无需使用任何的数据处理装置,这就极大地促进了无人驾驶技术的普及。5G网络以其强大的预测和分析能力,来实现便捷、安全、经济、高效的交通,为智慧城市的运营和经济发展提供支撑。在5G网络技术的基础上,智能交通网络利用车载GPS、移动手机、交通监控摄像机实现对车辆的智能识别和监测,并根据特定的协议实现数据的连续传输。通过感知周围环境和网络互联等一系列智能的手段,建立起一套集网络通信、智能交通设备高运输效率和高服务为一体的现代交通发展新模式。
通过智慧交通对设施建设和运输路线等各方面的管理,使得在这些方面都能得到及时的交通信息交汇来监控区域内的交通状况,从而保证交通畅通,充分发挥交通基础设施的作用,实现公交便捷,绿色出行的交通方式。智能运输扮演着重要的角色,它能够为市民在上下班高峰期时对交通堵塞有所缓解。一个智慧、高效、安全的交通运输网络,将会彻底改变人们的交通行为和交通体验,促进我国的低碳经济发展,对提升国民的生活质量、增强国家整体实力具有重要作用。
(二)智慧教学
在教育领域,随着5G网络技术和AR、VR等技术的不断发展,可以在云上进行传感设备的数据传输,能够让学生足不出户就能够体验VR与AR的仿真教学,最大程度的接近真实的课堂教学环境。它突破了传统教学方式的时间和空间的局限性,实现了优质的教育资源的共享,从某种意义上解决了教育资源的不均衡问题。此外,利用5G通信技术、物联网等技术构建智能校园,能够对学生的学习状况进行实时监测。利用5 G网络进行教育信息化,充分利用互联网和互联网进行教学活动,不断创新教学方式,提高教学效率,促进人才培养质量。运用大数据技术对学生的数据进行分析,能够掌握学生的行为和兴趣爱好,便于学校的教学和管理。
(三)智能家居
智能家居在智慧城市中占有举足轻重的地位。通过对5G技术的广泛运用,能够让用户通过智能手机远程操控家庭设备。此外,由5 G网络将由传感器终端收集到的家庭环境信息进行传输,再由智能家庭技术系统对其进行后台处理,从而实现对家庭的智能化服务。在智能照明方面,利用5G技术将物联网的感知层结合起来实现了照明系统的优化。该系统具有高分辨率视频监控、防盗、防火、人脸识别等功能。
(四)智慧社区
在物联网智慧管理系统中,社区卡口处,其内部存在有人脸识别、温度控制、车牌识别等传感器以及5G网络通信技术,能够感知和收集小区住户的人脸信息。收集和整理已有的基础数据和位置信息,并将数据上传到网络服务端口,进行特征提取和比对,并对小区内居民的进出状况进行实时监测。[4]
这样就能够对社区内人员出入情况进行监测。并车牌录传感器等设备对小区内的车流进行管理和布控,能够实现街道巡视、物业管理、车辆精准管控的目的。
(五)智慧医疗
通过5G网络进行海量医学数据的传输,能够实现对患者的病理信息进行远程诊断和。此外,由于5G技术具有低延迟和高速率等特点,并通过物联网的智能化终端处理,可以实现远程手术,从而有效地解决了医院的医疗资源分配不均的问题,并从源头上解决了看病难、看病贵的问题。在5G网络通信技术的支撑下,能够方便快捷的将各种诊疗仪器相互连通,使医务工作者能够随时随地的了解病人的病情和各项检查的诊疗报告,及时制定诊疗方案。随着现代医疗信息的快速发展,这种情况在未来会越来越普遍,智慧医疗也会越来越快地进入到我们的日常生活中。
(六)智慧商店
通过对5G技术与物联网技术的结合,让城市中的零售业更加智能和场景化。例如商场中装有智能技术支持的更衣室配备了一个显示屏,用户可以根据提供商场中所有的衣服和相关配件供消费者搭配,做到真正的方便用户来节省消费者的时间。5G网络具有高速度和大容量的能力,它可以处理大量的数据,而基于物联网的智能货架则可以实现仓库的自动管理、实时的存货信息、建立整个渠道的顾客关系以及根据客户需要进行动态的定价。
四、结束语
随着物联网信息技术在智慧城市中的应用和发展,以5G为基础的网络技术能够更好地发挥出现代物联网信息技术的优势,充分支撑着智慧城市的一体化建设,推动智慧城市各类信息技术的持续发展。凭借着5G网络技术的高速度、低时延和大容量等优点,必然会出现与物联网技术在智慧城市建设中的新应用。利用5G和物联网技术的结合,使物联网中的每一个传感器节点所收集到的信息,都可以及时的在5G网络上实现高速传输,并由云端处理器实现实时响应,实现智能城市的智能要求。通过建设5G智慧城市体系,有助于整合城市科技,通过管理、控制和优化城市现有资源,探索和开发城市新模式,促进相对平等的生活环境和优质的生活质量,发展智慧高效的城市治理模式。在智慧城市的建设过程中,物联网是各类智能工业的先导,而5G网络技术与物联网技术的高度结合,必然会使城市管理系统朝着信息化、智能化的方向发展,从而使智慧城市的建设更上一层楼。
【参考文献】
[1]井玲玲,王二喜.探究物联网技术在智慧城市建设中的应用 [J].建筑工程技术与设计,2020,(25):3408.
[2] 陈斌.物联网技术在智慧城市建设应用分析 [J].数字通信世界,2021,(3):168-169.
[3]林立新.物联网技术在智慧城市建设中的应用分析 [J].科学与信息化,2020,(32):12,14.
[4]郭熙.物联网技术在智慧城市建设中的应用研究 [J].信息记录材料,2020,21(2):214-215.
[5]李考,程炜俊,易龙.物联网技术在智慧城市建设中的应用研究 [J].电脑迷,2018,(14):166.
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