5G与物联网结合将如何改变各个领域?

随着数字化转型的全面开展，连接设备的数量正在快速增长。据IDC Data预测，到2025年，每分钟将有152200台IoT设备连接到网络。尽管这将转化为更多的数据，随后还会有更多的途径来提高效率，但强大的网络对于这种数据交换是必不可少的。第五代无线技术（5G）的功能不仅将支持高速移动通信，而且还将使IoT数据传输更加高效。

让我们将这些功能与现有4G网络进行对比：

更高的频段吞吐量

比当前网络快100倍

延迟降低25倍

支持大规模物联网通信的能力。估计每平方公里连接约100万个IoT设备，这是现在的一千倍。

功耗降低了90%，可保证低功耗IoT设备的电池寿命长达10年。

提供网络切片能力。简单来说，网络切片意味着将多个逻辑网络作为虚拟的独立操作在共享的物理基础架构上运行。网络切片将使企业能够根据自己的需求灵活地设计其网络系统，例如在较高带宽上的低延迟或在低延迟上的更多设备连接。

所有这些功能使5G网络能够适应外部环境，这与其前身的网络灵活性有限不同。

现在我们已经了解了5G的功能，让我们来看看5G与物联网结合将如何改变各个领域。

智能制造

5G将把工业4.0提升到一个新的水平。收集的大量实时数据可通过更快地识别缺陷来改善质量控制。只有在超可靠的5G网络中，露天开采中的生产自动化和自动车辆控制中关键任务所需的广泛的移动性、低延迟和高可靠性才有可能。

同样，在制造设置中，由于金属结构和障碍，来自传统网络布局的无线电链路经常会被阻塞。基于蜂窝的定位系统在设施内部署多个传输/接收点（TRP），可以从各个方向与机器进行交互。因此，即使一条路径被阻塞，信号也可能来自其他方向，从而形成信号冗余并防止通信丢失。

在风能和太阳能领域，IoT传感器和设备以及AI通过先进的天气预报和分析帮助提高生产力。智能调整机制会自动调整控制设置以适应各种天气。

智能电网将更有效地管理能源负荷。基于从IoT设备收集的常规数据的计划能源基础架构可以帮助最大程度地减少停机时间和能源成本。

所有这些都涉及通过网络以最小的延迟无缝传输大量数据。维护（预测性和预防性）也将看到更高的效率、更多的数据收集和更低的延迟。

供应链

供应链需要大量的人工监督，尤其是在运输到仓库及其内部移动过程中。5G将通过支持IoT的传感器实现单个产品级别的信息，而不是目前可用的车辆级别的详细信息。这将使对货物的跟踪和追踪变得更加容易。对于易腐产品，可以远程监控拖车的温度和湿度等条件。现在，借助支持了5G的IoT跟踪器，可以实时进行库存处理、定位和重新路由。5G和物联网的结合将提供整个供应链的端到端视图。

零售

5G和IoT通过使其更具个性化和情景化，可以改善零售购物体验。由AI支持的带有屏幕的试衣间只需按一下按钮，即可建议类似的服装和相配的配件。客户还可以与销售员交谈并索要其他产品，而不必笨拙地大喊大叫。支持物联网的智能货架可以自动化库存管理。他们可以提供实时库存数据，建立全渠道客户关系，并根据需求动态调整价格。5G网络的高速和高吞吐量将能够处理此类海量数据。

要了解支持IoT的自动化商店，我们可以看一下Amazon Go商店。它没有收银员或结帐系统。相反，购物者必须下载应用程序并在进店时进行扫描。顾客可以拿起任何产品，然后直接走出去，自动完成结算流程，并通过移动设备发送购买商品的电子收据。商店拥有计算机视觉、深度学习和货架传感器以及其他技术，以追踪顾客拿起的东西以及保留在货架上的东西。

智慧城市

智慧城市的基本前提是其各种资源、运营和服务的连通性和自动化。今天，我们在家庭和商业建筑中使用物联网设备。对于智慧城市，该技术应扩展到公共部门，例如水、电、气、废物管理、交通监控甚至环境服务。5G网络将快速处理这些数据。它还将通过实现低延迟和高可靠性的机器对机器通信来帮助简化自动驾驶汽车行业。

2012年，西班牙巴塞罗那市开始在其城市系统中部署物联网技术，包括交通、能源、水和废物管理。到2013年，Wifi热点数量增加了62%，达到670个热点，点到点的最大距离仅为100米，Wifi用户数量增加了一倍。在能源领域，他们安装了19500个智能电表。废物管理系统已通过智能垃圾箱进行了更新，以监控家庭存放的废物水平并优化收集路线。

他们通过数字化的公交车站和停车系统使运输业现代化。这些便利设施包括公共汽车位置、USB充电站、免费Wifi以及与城市相关的工具和应用信息的实时更新。他们将传感器系统嵌入了停车场，从而大大减少了拥堵和排放。路灯具有运动传感器以节省能源。它们正常保持昏暗状态，仅在检测到运动时变亮。灯柱还提供免费的互联网并收集城市的空气质量数据。

为了给公园浇水，他们使用传感器监控雨水和湿度，并确定需要多少水。远程控制的电动阀系统可在整个城市输送大量的水。

无人驾驶汽车

为了使自动驾驶车辆正常工作，需要大量数据交换。除了跟踪温度、交通、天气和GPS位置外，有关行人和街道固定装置（如路灯柱）的信息也起着至关重要的作用。尽管启用了IoT的传感器和设备将收集数据，但5G网络将确保将这些数据有效传输到车辆而不会出现滞后。实际上，将来，车辆将相互通信，从而无需交通信号灯。所有这些都需要发展智慧城市和广泛的5G网络。

卫生保健

对于医疗保健而言，生成的数据量非常巨大。单个MRI扫描或PET扫描可能是一个巨大的文件。除此之外，还有其他记录，例如用药详细信息、生命体征、患者对正在进行的治疗的反应等。通常，这些记录需要在医生和其他医疗专业人员之间共享，这需要具有高带宽和下载速度的网络。

远程医疗正在稳步普及。 Market Research Future的一项研究预测，从2017年到2023年，远程医疗将增长16.5%。

虽然这对访问医疗设施有限的人们来说是一个福音，但它需要具有高可靠性和低延迟的网络来确保患者记录的传输和不中断的远程连接。

即使对于患有慢性疾病或出院后诊断的患者，通过5G网络连接的具有IoT功能的可穿戴设备也可以进行远程监控。这将为慢性病患者提供便利性，释放医院资源，并减轻医生的负担，同时仍可对其进行实时监控。

结合5G和物联网、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和空间计算范围将进一步改善。它将刺激复杂的医疗传感器生成更多信息。

对于大多数服务提供商来说，端到端5G基础实施要到2025-2030年才能在公共网络上使用。但是企业已经开始为特定用途和个人设施构建5G网络，以便在竞争开始之前利用该技术。因此，不久之后，我们就会在零售店、杂货店、车辆和商店中，甚至公共基础设施看到5G技术的日常生活应用。
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