5G+AR的工業互聯網遠程協同系統研究與分析

陳璐

摘要：5G被稱為革命性的通訊技術，根據ITU國際電信標準聯盟的定義，它主要有三大基本場景分別是：增強移動寬帶（eMBB）、低時延高可靠通信（URLLC）和大規模物聯網（mMTC）。增強現實技術（AR）是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動?；?G+AR的遠程協同系統將會給工業互聯網帶來非同尋常的意義。

關鍵詞：5G技術;AR技術;遠程協同系統;工業互聯網

引言：5G+AR遠程協同系統通過AR眼鏡端和平臺端的通訊實現音、視、圖、文的實時互動，看到、聽到現場情況，實現遠程互動，以進行指導、問詢、設備維修等工作。通過系統實現自動化運維服務，從部署到用戶日常使用，為系統提供全面可靠的監測、響應、分析、管理機制，有效提高業務系統的支撐能力。實時反饋數據與后臺數據進行比對，實現應用服務管理閉環。

一、系統需求分析

目前現實場景巡檢需要手工記錄問題，維修需要專家到場，效率低下，開銷大，在非常時刻嚴重影響生產效率。5G+AR遠程協同系統以現場的實際場景應用為基礎，根據多家企業需求通用性為工業場景訂制，以工業級的處理器、高清攝像頭、大視角顯示提供遠程可視化交流、現場管理、視覺識別等。

二、系統整體架構設計

系統整體AR眼鏡端、Android主機端、PC專家坐席端、后臺管理端等構成。巡檢人員或維修人員在巡檢或維修過程中發現問題并需要專家的遠程協助時，利用AR眼鏡和Android主機上安裝的應用來選擇對應的專家進行呼叫，在接通后AR眼鏡實時采集畫面并傳輸給專家端，專家端在遠程進行協助，并且可以以標注畫面的形式來實時指導，AR眼鏡端在采集畫面的同時也實時接收專家傳輸過了的畫面，以此在5G網絡環境下到達高效快速的協同處理，解決問題。如果存在專家不在線或忙碌的情況，AR眼鏡端也可以進行拍照和視頻錄制并保存在本地或上傳到專家端，待接通專家后發送視頻和圖片來反饋問題，或是專家端登陸后臺管理端后查看用戶端反饋過來的問題以此來分析，隨著數據的不斷收集可以形成知識庫來不斷的完善系統功能。本系統的功能包含實時呼叫、高清低延遲通話、云端和本地錄制、知識庫檢索、屏幕分享與標注、語音控制、設備管理、智能識別等，為用戶提供高效便捷的體驗。

三、系統的關鍵技術

（一）后臺管理端

管理端系統采用SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架進行開發，通過Spring的IOC特性，將對象之間的依賴關系交給了Spring控制，方便解耦，對重復模塊進行集中，實現事務，日志，權限的控制;SpringMVC是使用了MVC設計思想的輕量級web框架，對web層進行解耦，使開發更簡潔，與Spring無縫銜接;Mybatis提供映射標簽，支持對象和和數據庫Orm字段關系的映射，支持對象關系映射標簽，支持對象關系的組建，提供了Xml標簽，支持動態的Sql。后臺管理端功能分為角色管理、用戶管理、服務隊列管理、文件管理、知識庫管理、設備管理、智能識別、個人中心等模塊等，用戶可以使用管理端方便的進行業務操作和管理。

（二）專家座席端

采用PC Web的B/S架構，無需安裝，在瀏覽器就可以使用。采用layui框架，遵循原生 HTML/CSS/JS 的書寫與組織形式，便于開發和維護。主要功能包括登陸、開關隊列監聽、視頻通話、云端錄制、屏幕分享、屏幕標注等，能夠高效的遠程協助用戶處理問題。

（三）用戶端APP

作為信息采集和遠程協助展現的重要組成部分，APP采用Android原生開發語言使用MVP框架進行開發，模型與視圖完全分離，我們可以修改視圖而不影響模型;可以更高效地使用模型，因為所有的交互都發生在一個地方即Presenter內部;我們可以將一個Presenter用于多個視圖，而不需要改變Presenter的邏輯。這個特性非常的有用，因為視圖的變化總是比模型的變化頻繁;如果我們把邏輯放在Presenter中，那么我們就可以脫離用戶接口來測試這些邏輯（單元測試）。

APP系統主要包含登陸、視頻錄制、拍照、OCR識別、呼叫專家、視頻通話、接受屏幕分享和標注、語音控制等功能模塊，功能設計清晰易懂，降低了使用難度，優化了用戶體驗，APP安裝在Android微型主機中，攜帶方便，通過5G網絡與后臺或專家端進行交互，極大的提高了生成效率。

（四）AR眼鏡端

AR眼鏡包含攝像頭和顯示鏡片，攝像頭為500像素1080P高清攝像頭，首創21°大視角顯示更大的屏幕，LED補光燈圖像采集更清晰，鏡片采用單目式方便用戶使用，眼鏡與Android主機端通過usb線進行連接和供電，主要完成信息采集和數據展示的功能，并且由于APP支持語音控制，使用AR眼鏡徹底解放了雙手，更加便于在專家指導過程中用戶的實際操作。

（五）核心技術

供第一視角高清視頻直播;微型近眼顯示圖文雙向可視化;引入增強現實標注、視覺識別技術高效精準交流;嵌入語言識別、手勢識別等交互創新手段保障使用方便;借助可穿戴移動終端采集工作過程數據;引入深度學習算法與大數據云分析技術，形成人工智能工業大數據庫，真正實現工業大數據隨時隨地共享。

結束語

本系統是一套基于各行業現場即時遠程溝通的實際需求，結合5G+AR技術，以5G和AR智能眼鏡為基礎，通過AR眼鏡端進行數據采集和預處理，為遠程求助方提供可視化的信息服務，實現專家級遠程協助的遠程可視化解決方案。將繁雜的工作手冊、流程圖、對講機等統統拋棄，徹底解放工人/操作者的雙手。提高維修效率、實現信息互傳、增強應對實際問題的處理經驗。讓工業問題交流更直接，更精準，更高效，可視化的共享信息。免去了現場服務人員與專家的出差煩擾和節約企業成本，實現真正的互聯網+工業。

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