5G 的行業應用 | 帶你讀《5G時代的承載網》之六

| 1.5　業内對 5G 的響應 |

第 2 章 5G 的行業應用

| 2.1　物聯網的概念與應用 |

2.1.1　物聯網的概念和關鍵技術

物聯網（IoT，Internet of Things）是新一代資訊技術的重要組成部分， 也是“資訊化”時代的重要發展階段。顧名思義，物聯網就是物物相連的網際網路。 這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是網際網路，是在網際網路基礎上 延伸和擴充的網絡；其二，其使用者端延伸和擴充到了任何物品與物品之間，進 行資訊交換和通信，也就是物物相息。物聯網通過智能感覺、識别技術與普适 計算等通信感覺技術，廣泛應用于網絡的融合中，也是以被稱為繼計算機、互 聯網之後世界資訊産業發展的第三次浪潮。物聯網是網際網路的應用拓展，與其 說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。是以，應用創新是物聯網發展 的核心，以使用者體驗為核心的創新 2.0 是物聯網發展的靈魂。

ITU 釋出的網際網路報告，對物聯網做了如下定義：通過射頻識别（RFID） （RFID+ 網際網路）、紅外感應器、全球定位系統、雷射掃描器、氣體感應器等信 息傳感裝置，按約定的協定，把任何物品與網際網路連接配接起來，進行資訊交換和 通信，以實作智能化識别、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之， 物聯網就是“物物相連的網際網路”。

物聯網用途廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、 智能消防、工業監測、環境監測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、 廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情 偵查和情報搜集等多個領域。在物聯網應用中有 3 項關鍵技術。

（1）傳感器技術。這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道，到目前 為止絕大部分計算機處理的都是數字信号。自從有計算機以來，就需要傳感器 把模拟信号轉換成數字信号，計算機才能處理。

（2） RFID 标簽。它也是一種傳感器技術，RFID 技術是融合了無線射頻 技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID 在自動識别、物品物流管理方面有 着廣闊的應用前景。

（3）嵌入式系統技術。它是綜合了計算機軟硬體技術、傳感器技術、內建 電路技術、電子應用技術為一體的複雜技術。經過幾十年的演變，以嵌入式系 統為特征的智能終端産品随處可見，小到人們身邊的 MP3，大到航天航空的衛 星系統。嵌入式系統正在改變着人們的生活，推動着工業生産以及國防工業的 發展。如果把物聯網用人體做一個簡單的比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、 皮膚等感官，網絡就是神經系統，用來傳遞資訊，嵌入式系統則是人的大腦， 在接收到資訊後要進行分類處理。這個例子很形象地描述了傳感器、嵌入式系 統在物聯網中的位置與作用。

2.1.2　關鍵應用領域

物聯網根據其實質用途可以歸結為兩種基本應用模式。

對象的智能标簽。通過 NFC、二維碼、RFID 等技術辨別特定的對象，用于 區分對象個體，例如，在生活中我們使用的各種智能卡，條碼标簽的基本用途就 是用來獲得對象的識别資訊。此外，通過智能标簽還可以用于獲得對象物品所包 含的擴充資訊，例如，智能卡上的金額餘額、二維碼中所包含的網址和名稱等。

對象的智能控制。物聯網基于雲計算平台和智能網絡，可以依據傳感器網 絡用擷取的資料進行決策，對對象的行為進行控制和回報。例如，根據光線的 強弱調整路燈的亮度，根據車輛的流量自動調整紅綠燈間隔等。

一般來講，物聯網的開展步驟主要如下。

（1）對物體屬性進行辨別，屬性包括靜态和動态屬性，靜态屬性可以直接 存儲在标簽中，動态屬性需要先由傳感器實時探測。

（2）需要識别裝置完成對物體屬性的讀取，并将資訊轉換為适合網絡傳輸 的資料格式；将物體的資訊通過網絡傳輸到資訊進行中心，由進行中心完成物體通信的相關計算。

在現有的4G網絡時代，已經有多項物聯網應用落地。下面我們将簡單列舉幾類。

1．機場應用

物聯網傳感器産品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。該 系統鋪設了 3 萬多個傳感節點，覆寫了地面、栅欄和低空探測，可以防止人員 的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也曾與中科院無錫高新微 納傳感網工程技術研發中心簽訂單，購買防入侵微納傳感網産品。

2．路燈控制

ZigBee 路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee 無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區所有的功能性照明都采用了 ZigBee 無線技術，實作無線路燈控制。

3．手機物聯網

将移動終端與電子商務相結合的模式，讓消費者可以與商家進行便捷的互動 交流，随時随地體驗品牌的品質，傳播分享資訊，實作網際網路向物聯網的從容過渡， 締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯網購物其實就是 閃購。廣州閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式，可以購物、比價、鑒别産品 等。這種智能手機和電子商務的結合，是“手機物聯網”其中的一項重要功能。

4．與門禁系統的結合

一個完整的門禁系統由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理 中心共 7 個子產品組成，無線物聯網門禁将門點的裝置簡化到了極緻：一把電池供電 的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要任何輔佐裝置。整個系統簡潔 明了，大幅縮短了施工工期，也能降低後期維護的成本。無線物聯網門禁系統的安 全與可靠首要展現在無線資料通信的安全性保管和傳輸資料的安穩性兩個方面。

5．與雲計算的結合

物聯網的智能處理依靠先進的資訊處理技術，如雲計算、模式識别等技術。 雲計算可以從兩個方面促進物聯網和智慧地球的實作：首先，雲計算是實作物 聯網的核心；其次，雲計算促進物聯網和網際網路的智能融合。

6．與移動網際網路結合

物聯網的應用在與移動網際網路相結合後，發揮了巨大的作用。

智能家居使得物聯網的應用更加生活化，具有網絡遠端控制、遙控器控制、觸 摸開關控制、自動報警和自動定時等功能，普通電工即可安裝，變更、擴充和維護 非常容易，開關面闆顔色多樣、圖案個性，給每一個家庭帶來不一樣的生活體驗。

7．與指揮中心的結合

物聯網在指揮中心已得到很好的應用，網連網智能控制系統可以控制指揮中心的大螢幕、窗簾、燈光、攝像頭、DVD、電視機、電視機頂盒、電視電話 會議；也可以排程馬路上攝像頭的圖像到指揮中心，同時還可以控制攝像頭的 轉動。網連網智能控制系統還可以通過 3G 網絡進行控制，可以分級控制多個 指揮中心，也可以連網控制，還可以顯示機房溫度、濕度，可以遠端控制需要控制的各種裝置的開關電源。

8．物聯網助力食品溯源，肉類源頭追溯系統

從 2003 年開始，中國已開始将先進的 RFID 射頻識别技術運用于現代化的 動物養殖加工企業，開發出了 RFID 實時生産監控管理系統。該系統能夠實時 監控生産的全過程，自動、實時、準确地采集主要生産工序與衛生檢驗、檢疫 等關鍵環節的有關資料，較好地滿足品質監管的要求，過去市場上常出現的肉 質問題得到了妥善的解決。此外，政府監管部門可以通過該系統有效地監控産 品品質安全，及時追蹤、追溯問題産品的源頭及流向，規範肉食品企業的生産 操作過程，進而有效地提高肉食品的品質安全。

總而言之，物聯網在實際應用中的開展需要各行各業的參與，并且需要政 府的主導以及相關法規政策上的扶持，物聯網的開展具有規模性、廣泛參與性、 管理性、技術性等特征，其中，技術上的問題是物聯網最關鍵的問題。

物聯網技術是一項綜合性的技術，理論上的研究已經在各行各業展開，而 實際應用還僅局限于行業内部。關于物聯網的規劃和設計以及研發關鍵在于 RFID、傳感器、嵌入式軟體以及傳輸資料計算等領域的研究。

物聯網是繼計算機、網際網路和移動通信之後的又一次資訊産業的革命性發 展。物聯網被正式列為國家重點發展的戰略性新興産業之一。物聯網産業具有 産業鍊長、涉及多個産業群的特點，其應用範圍幾乎覆寫了各行各業，未來的 發展前景不可限量。

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