基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應用探討

黃 華

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

在社會不斷發(fā)展的過程中，我國經(jīng)濟也在持續(xù)發(fā)展。在此背景下，出現(xiàn)了交通擁堵、環(huán)境污染等問題，因此要求城市使用全新的科技改善現(xiàn)有系統(tǒng)[1]。在進入到信息化社會后，部分發(fā)達地區(qū)與國家都制定了最新的城市發(fā)展戰(zhàn)略，我國也開始對智慧城市的創(chuàng)建進行研究，在各種支撐性信息技術(shù)中，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）技術(shù)占據(jù)了核心位置。以此，本文基于已有成果分析5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的使用[2]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，通過用戶端實現(xiàn)信息通信和交換。通過不同信息傳感設(shè)備實時收集信息，包括聲、光以及位置等，并且根據(jù)約定協(xié)議連接感知對象和互聯(lián)網(wǎng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的通信和交換，從而對連接對象進行識別、監(jiān)控與定位。

物聯(lián)網(wǎng)由應用層、感知層以及網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成，圖1為物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)。感知層利用感知設(shè)備實現(xiàn)實體世界信息的全面感知和識別，由傳感器、電子標簽和移動設(shè)備等構(gòu)成；網(wǎng)絡(luò)層傳遞信息，其中包括無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)；應用層能夠在各行業(yè)中使用，如公共安全、電信行業(yè)、交通行業(yè)等[3]。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2 5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的作用

2.1 創(chuàng)建智慧城市的依據(jù)

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)創(chuàng)建智慧城市，將創(chuàng)建智慧城市作為目標，利用5G技術(shù)促進智慧城市發(fā)展。在感知層中，各種感知終端都能夠收集各系統(tǒng)的位置與環(huán)境等信息，并且對信息進行整理。通過服務層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、處理和分析，促進城市系統(tǒng)的發(fā)展[4]。

2.2 促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)應用到智慧城市中，促進了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。新一代信息技術(shù)的開發(fā)方式包括以下兩點。（1）市場需求促進技術(shù)創(chuàng)新，在有市場需求時，即使有挑戰(zhàn)，也能夠制定問題解決的方案；（2）利用市場調(diào)研，針對特定前沿科學設(shè)計原創(chuàng)技術(shù)方案。在此背景下，智慧城市建設(shè)能夠促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]。總體來說，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧城市的發(fā)展相輔相成，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)建智慧城市。

3 智慧城市建設(shè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用

電信網(wǎng)屬于5G時代的主要內(nèi)容，對智慧城市的創(chuàng)建和發(fā)展尤為重要。在5G應用不斷深入的背景下，相關(guān)部門在創(chuàng)建智慧城市的過程中要嚴格遵守相應的標準，對不同技術(shù)的使用范圍進行明確，從而保證人們的生活質(zhì)量[6]。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)格化城市管理中的應用

創(chuàng)建智慧城市時，要重視網(wǎng)絡(luò)化城市管理的服務。以長期演進技術(shù)（Long Time Evolution，LTE）網(wǎng)絡(luò)為例，根據(jù)寬帶設(shè)計現(xiàn)代智慧城市建設(shè)，在使用5G技術(shù)的過程中完善網(wǎng)絡(luò)層次，利用整體規(guī)劃和系統(tǒng)性改造實現(xiàn)從上到下的改革。尤其是根據(jù)光傳送網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的優(yōu)勢，利用大顆粒承載和高寬帶功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布優(yōu)化和科學布局，擴展導波容量。在完成網(wǎng)絡(luò)分布之后，以功能特性根據(jù)分組傳輸建設(shè)的角度創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還能夠利用分組傳送網(wǎng)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)促進網(wǎng)絡(luò)帶寬質(zhì)量的發(fā)展[7]。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在低空域城市安全管理中的應用

通過網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)能夠提高智慧安全、平安城市的管理效率。利用網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)和民用無人機項目保證低空域智慧城市安全性。例如，聯(lián)合使用無人機和5G技術(shù)促進城市智慧安全管理。首先，在城市和周邊智慧城市、經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)短板時，要促進此區(qū)域低空智慧城市新基建工作，利用多方面的分析討論設(shè)計低空智慧城市建設(shè)方案。根據(jù)公共服務領(lǐng)域創(chuàng)建低空信息服務模式，降低部門安全管理成本，提高公共服務品質(zhì)[8]。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力配置中的應用

5G技術(shù)是以綜合應用為主，在具體應用過程中還需使用萬物互聯(lián)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云端生活技術(shù)等。將4G通信應用時代的技術(shù)作為基礎(chǔ)，利用5G技術(shù)提高智慧城市的電力配置效率，結(jié)合電力消費市場的供給側(cè)和需求側(cè)，對電力生產(chǎn)資源進行優(yōu)化配置。同時在分布式能源電力系統(tǒng)中結(jié)合人工智能和5G技術(shù)，滿足智慧城市中居民和云中心的預測用電需求，進一步提高智慧城市中居民生活的幸福指數(shù)。此外，通過毫秒級、秒級的圖像監(jiān)控、用電信息采集繼電保護、配電自動化等使各種用電場景的安全用電需求得到滿足[9]。

4 5G技術(shù)在智慧交通中的使用

城市交通運轉(zhuǎn)智能化是智慧城市的主要表現(xiàn)，通過物聯(lián)網(wǎng)的5G技術(shù)創(chuàng)建車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控車輛駕駛狀態(tài)與行駛軌跡。創(chuàng)建交通信息共享與服務平臺，利用電子監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)收集車輛信息，無縫連接管理后臺和交通現(xiàn)場。在出現(xiàn)交通事故、交通擁堵時，交通部門利用物聯(lián)網(wǎng)反饋信息，解決大中型城市交通擁堵的問題，降低交通壓力，保證城市居民的行車安全性。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)能夠顯示行駛汽車是否超載、超速等情況，提高城市交管部門的服務與辦事能力。例如，為了精準跟蹤城市貨車的運輸管理狀態(tài)，交通部門以北斗定位導航技術(shù)實時監(jiān)測貨車，使貨運監(jiān)管工作的精準性與時效性得到提高，從而促進城市交通的持續(xù)發(fā)展。其次，將視頻動態(tài)識別和激光探測技術(shù)應用到日常公共交通管理過程中，能夠得到車輛號碼、駕駛員體貌特征等信息，從而配合公安部門完成治安管理工作[10]。

5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中的應用

社會公共消防能夠保證社會穩(wěn)定性，提高消防隊伍的信息化水平與科技水平。在消防系統(tǒng)管理中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，針對消防設(shè)施與設(shè)備實施運行狀態(tài)的后臺管理。除了收集消防信息，還能夠根據(jù)消防系統(tǒng)自動控制器設(shè)備對消防系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)精細化、全面化與統(tǒng)一化管理，從而得出不同消防時間段的數(shù)據(jù)和信息，避免出現(xiàn)火災安全隱患。實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)消防平臺的創(chuàng)建，能夠使城市火災事故發(fā)生與處理的時間得到縮短，確保火災地點的物資、人身安全。

例如，將消防控制室設(shè)置到部分大中型城市居民生活區(qū)，在完善物聯(lián)網(wǎng)消防安全系統(tǒng)的過程中，使城市消防控制中心連接到消防控制室，進一步提高消防管理效率和水平。另外，在消防安全產(chǎn)業(yè)不斷更新的背景下，人們對安全消防的認識不斷提高，大部分家庭實現(xiàn)了消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)的設(shè)置，部分高層系統(tǒng)也設(shè)置了專門火災逃生繩索，在出現(xiàn)火災時，能夠降低損失率與傷亡率[11]。

6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應用

醫(yī)療行業(yè)是人們健康生活的保證，也是智慧城市發(fā)展與建設(shè)過程中的重點。在此背景下，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行合理調(diào)整，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)管理個人信息資料，實現(xiàn)檔案的處理。收集人們在不同時期的身體改變情況，從而保證醫(yī)務人員能夠在工作過程中明確病人的病情。另外，在智慧城市系統(tǒng)使用的過程中，和居民密切相關(guān)的包括藥品采購、醫(yī)療管理、藥品使用等公共系統(tǒng)會影響到人們的生活與健康安全，相關(guān)部門需整合醫(yī)療信息，創(chuàng)建資源共享系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)醫(yī)療事故，則能夠進行全面管理，避免影響到人們的生活質(zhì)量，實現(xiàn)社會的和諧發(fā)展[12]。

7 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)中的應用

目前，可持續(xù)發(fā)展與素質(zhì)教育是教育行業(yè)需要遵守的主要內(nèi)容和原理。現(xiàn)代信息技術(shù)越來越成熟，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使教育行業(yè)信息獲取量得到提高，擴大獲取信息的渠道，從而有效滿足不同人群對數(shù)字化的需求。例如，在展示學生作品時，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行平臺的傳播，使更多的人都能夠接觸到作品，明確數(shù)據(jù)信息的多樣性，滿足學生的需求。在教學過程中，教師可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及合理手段提高教學內(nèi)容的豐富性、趣味性，從而提高學生的學習效率與質(zhì)量[13]。

8 結(jié) 論

總體來說，智慧城市為現(xiàn)代數(shù)字城市的升級，要充分使用信息技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、光網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)、城市管理體系、人和物之間重要信息的感知、傳遞與整合。在5G時代，相關(guān)部門要將其作為基礎(chǔ)，對智慧城市建設(shè)進行分析，提高城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享的傳輸效率，方便城市居民的信息交流和日常生活。