滚动信息2

摘要：5G通信信息技术水平的迅速发展，促进了物联网的深度发展，使其深入到垂直领域，并在将来实现人与物的密切联系。物联网与移动通信网络的融合是未来发展的趋势,5G移动通信网络具有高增益,低能耗,网络性能稳定,传输速率高等优点。随着科学技术的迅猛发展，5G技术也有了新的突破，在实验方面有了新的进展，很快就会投入市场，5G技术必然成为新一代通信技术。物联网作为新兴战略性产业，必然会与5G技术进行融合。本文对5G技术，物联网做了大概陈述，也对未来5G时代物联网的一些应用进行了简要概括。

关键词：物联网；5G通信技术；主要特点；应用

随着移动通信技术的快速迭代，5G作为最新一代通信技术，已逐渐成为全球关注的焦点。相较于前代技术，5G不仅在速度上实现了飞跃，更在低延迟、大连接数和能效上带来了质的提升。它的到来，标志着通信技术进入了一个全新的时代。不仅如此，5G通信技术作为信息技术的重要里程碑，为物联网领域带来了高速度、低延迟和大连接数的新能力。

1.物联网

1.1 物联网发展历程

物联网的发展历程漫长且充满变革，其起源可追溯至20世纪80年代。在早期阶段，主要以孤立的传感技术应用为主，如简单的温度传感器、压力传感器等，它们仅能在有限范围内实现数据采集与初步监测。进入90年代，随着计算机技术与网络技术的初步发展，传感器开始尝试与局部网络相连，实现了小区域内的数据传输与共享，这一阶段为物联网的形成奠定了基础。

近年来，随着5G技术、人工智能、大数据等新兴技术的飞速发展，物联网迎来了爆发式增长。5G 技术的高速率、低时延和大连接特性，为物联网设备提供了更稳定、高效的通信保障；人工智能则赋予物联网设备智能化决策能力，使其能够根据海量数据进行自主分析与判断；大数据技术则为物联网提供了强大的数据处理与分析能力，帮助挖掘数据背后的价值 。如今，物联网已广泛应用于工业、农业、医疗、交通等各个领域，深刻改变着人们的生活与生产方式。

1.2 物联网关键技术

物联网一般可分为感知层、网络层、平台层和应用层。

感知层的功能是物联网的基础和数据来源，主要负责采集物理世界中的各种信息，包括温度、湿度、光照、压力、位移等环境数据，以及物体的身份标识、状态等信息。通过各类传感器和执行器实现对物理世界的感知和控制，为后续的数据传输和处理提供原始数据支持；关键技术包括传感器技术、RFID技术、二维码技术、蓝牙技术、Zigbee技术等；代表设备包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、RFID标签及读卡器、摄像头、智能电表等。

网络层功能为主要负责将感知层获取的数据进行传输和交换，实现数据从感知端到云端或其他处理中心的可靠传输。它如同人体的神经系统，将感知到的信息快速、准确地传递到大脑（平台层和应用层）进行处理；关键技术包括各种通信网络技术，如4G/5G、NB-IoT、LoRa、卫星通信、以太网、Wi-Fi等；代表设备包括基站、路由器、交换机、网关等。

平台层功能也称为处理层或中台，是物联网的 “大脑”。主要对网络层传输过来的数据进行存储、处理和分析，挖掘数据中的有价值信息，为应用层提供数据支持和决策依据。同时，平台层还负责设备管理、应用开发与管理、数据安全管理等功能，实现对物联网设备和应用的统一管理和调度；关键技术包括大数据技术、云计算技术、人工智能技术、区块链技术等；代表平台包括阿里云物联网平台、华为 OceanConnect物联网平台、百度天工物联网平台等。

应用层功能是物联网与行业需求的结合点，将平台层处理后的数据转化为具体的应用服务，满足不同行业和用户的需求，如智能家居、智能交通、智能医疗、智能工业等领域的各种应用场景，为人们的生活和工作提供智能化的解决方案，实现物联网的价值和意义；关键技术根据不同应用领域有所不同，如在智能家居中涉及智能控制技术，在智能医疗中涉及医疗信息系统技术等；代表应用包括智能家居控制系统、智能交通管理系统、远程医疗诊断系统、工业自动化生产监控系统等。

1.3 物联网发展趋势

在网络架构方面，边缘计算将得到更广泛的应用。为了减少数据传输延迟和网络带宽压力，大量的数据处理将在靠近数据源的边缘节点进行。在工业物联网中，工厂内的边缘服务器可以实时处理设备产生的大量数据，对设备进行实时控制和故障诊断，无需将所有数据传输到云端。5G网络的大连接能力使得海量的边缘设备能够同时接入网络，实现数据的高效传输和处理，构建起更加高效、灵活的物联网网络架构。

在应用场景拓展方面，物联网将与更多领域深度融合，创造出更多创新的应用模式。在智能城市建设中，物联网将实现城市交通、能源、环境等各个领域的全面智能化管理。通过5G网络连接城市中的各类传感器和设备，实时收集和分析城市运行数据，实现智能交通调度、能源优化分配、环境实时监测与治理等功能，提升城市的运行效率和居民生活质量。在智能物流领域，物联网技术将实现货物的全程跟踪和智能仓储管理，通过5G 网络实现物流信息的实时更新和高效传输，提高物流配送效率和准确性 。

2.5G在物联网中的多元应用场景

2.1 智能门锁案例

在智能家居的众多应用中，智能门锁凭借其独特的功能和便捷性，成为了家庭安全防护的第一道坚实防线。以市场上某款5G智能门锁为例，其远程控制功能令人瞩目。当用户身处外地，而有朋友或家人需要临时进入家中时，用户只需通过手机上对应的智能门锁应用程序，即可远程为其发送临时密码。这一过程借助5G网络的高速率传输特性，几乎瞬间完成，无需用户担忧延迟问题。门锁上的摄像头拍摄的高清视频画面，借助5G网络的高速传输，能够清晰流畅地呈现在用户的手机屏幕上，为用户提供全方位的家庭安全保障。

2.2 智能交通管理

在智能交通管理领域，5G技术的应用正深刻改变着城市交通的面貌。以某一线城市的智能交通系统为例，通过在城市道路的关键节点，如十字路口、交通拥堵频发路段等，部署大量的5G智能传感器和摄像头，实现了对交通流量的实时、精准监测。车主在进入停车场前，可通过手机APP查询停车场的实时车位信息，系统利用5G网络的低延迟特性，快速为车主规划最优停车路线，引导车主快速找到空闲车位。在车辆停放过程中，5G智能停车系统还能通过与车辆的智能互联，实现自动计费和无感支付，大大提高了停车的便捷性和效率。该商业中心停车场的车位周转率提升了30%，有效解决了停车难的问题，为市民的出行提供了极大的便利。

3.5G在物联网中的优势与挑战

3.1 优势

提升通信效率

5G技术凭借其高速率、低时延和大连接的特性，为物联网设备间的数据传输带来了质的飞跃，极大地提升了整体通信效率。在智能家居场景中，家中的智能家电、安防设备、照明系统等往往需要同时与控制中心进行数据交互。以智能厨房为例，智能烤箱、智能电饭煲、智能冰箱等设备在运行过程中，需要实时上传自身的工作状态、能耗数据等信息，同时接收用户通过手机APP下达的指令。5G网络的高速率传输能力，使得这些数据能够在瞬间完成传输，确保用户的操作能够及时得到响应。例如，用户在下班途中通过手机APP远程启动智能烤箱预热，5G网络能够将指令快速传输至烤箱，烤箱迅速做出响应开始预热，整个过程几乎没有延迟，相比4G网络，大大缩短了操作响应时间。

优化用户体验

5G 技术在物联网中的应用，为用户带来了前所未有的便捷和舒适体验。在智能家居场景中，用户可以通过语音指令轻松控制家中的各种设备。当用户回到家中，只需说出 “打开客厅灯光”“调节空调温度到 26 度” 等指令，智能语音助手借助 5G网络的低时延特性，能够迅速将指令传输至相应的设备，设备立即做出响应，整个过程流畅自然，无需用户等待。在智能安防方面，5G网络支持下的高清摄像头能够实时将监控画面传输至用户的手机上，画面清晰流畅，无卡顿和延迟。当家中发生异常情况时，摄像头能够及时捕捉到画面，并通过5G网络迅速向用户手机发送警报信息，同时推送异常画面，让用户能够第一时间了解家中情况，采取相应措施，极大地提升了家庭的安全性。

3.2 挑战

网络覆盖与信号稳定性

尽管5G技术在不断发展，但网络覆盖范围仍存在一定局限性。在偏远地区，如山区、农村等，由于基站建设成本高、地理环境复杂等原因，5G基站的部署相对较少，导致这些地区的5G信号覆盖不足。即使在城市中，也存在一些信号盲区，如地下室、电梯等场所，5G信号的穿透能力有限，难以提供稳定的网络连接。

信号稳定性也是一个关键问题。5G网络使用的毫米波频段虽然能够提供高速率的数据传输，但毫米波的传播特性使其更容易受到障碍物的阻挡，如建筑物、树木等。为了提高5G 网络的覆盖范围和信号稳定性，可采取多种措施。加大在偏远地区和信号薄弱区域的基站建设投入，优化基站布局，合理选择基站位置，提高基站的覆盖效率。可以采用分布式基站、微基站等多种基站形式，针对不同场景进行灵活部署。利用中继站、信号放大器等设备，增强信号的传输距离和强度，解决信号盲区的问题。研发和应用更先进的信号处理技术，如波束赋形技术，通过智能调整信号的发射方向，提高信号的指向性和抗干扰能力，减少信号的衰减和干扰，从而提升信号的稳定性 。

数据安全风险

在5G 物联网环境下，数据安全面临着诸多严峻的风险。在数据传输过程中，5G 网络的高速率和大连接特性使得数据传输量大幅增加，这也为黑客提供了更多可攻击的目标。由于 5G网络采用了新的通信协议和技术，一些传统的安全防护措施可能无法有效应对新型的网络攻击手段。黑客可能利用 5G网络的漏洞，通过中间人攻击、恶意软件注入等方式，窃取或篡改传输中的数据。在智能家居场景中，若黑客成功入侵5G网络传输链路，用户的家庭设备控制指令、个人隐私信息等都可能被窃取，导致家庭安全受到威胁。

数据存储方面同样存在风险。物联网设备产生的海量数据通常存储在云端或本地服务器中。云端存储虽然提供了便捷的数据管理和访问方式，但云服务提供商的安全防护体系一旦出现漏洞，黑客就有可能获取大量的用户数据。本地服务器也可能因物理安全问题、软件漏洞等，导致数据被非法访问或破坏。

为应对这些数据安全风险，可采取一系列防护措施。在数据传输过程中，采用加密技术是至关重要的。建立完善的入侵检测与防御系统，实时监测网络流量，及时发现并阻止异常的网络攻击行为。在数据存储方面，加强对存储设备的安全管理，定期进行安全漏洞扫描和修复，采用访问控制技术，限制只有授权人员才能访问存储的数据，确保数据的安全性 。

结论

展望未来，5G与物联网的融合将持续深入，为各行业带来更多创新机遇与变革。在技术层面，随着研究的不断深入，5G网络的覆盖范围将进一步扩大，信号稳定性将显著提升。毫米波技术将得到更广泛的应用，通过优化基站布局和信号传输技术，解决信号穿透和覆盖难题，实现5G网络在偏远地区和复杂室内环境的全面覆盖。设备兼容性和互操作性问题将逐步得到解决，行业标准将更加统一，不同厂商的物联网设备能够实现无缝连接和协同工作，为构建庞大、高效的物联网生态系统奠定坚实基础。

总之，5G移动通信技术与物联网的融合发展前景广阔，虽然面临诸多挑战，但随着技术的不断进步和各方的共同努力，必将为人们带来更加智能、便捷、高效的生活和工作方式，推动社会向智能化、数字化、绿色化方向迈进。

参考文献

[1] 翟琛。基于物联网的 5G 通信技术研究 [J]. 信息与电脑，2023,35 (21):179-181.

[2] 季荣。物联网中的 5G 通信技术应用探讨 [J]. 中国新通信，2023,25 (7):13-15.

[3] 曾哲君. 5G 通信技术推动物联网产业链发展 [J]. 通讯世界，2017 (12):55-56.

宁浡岑  张玉璞  苏子阳

石家庄科技信息职业学院