5G技术在工业物联网中应用研究

5G技术在工业物联网中应用研究

蔺海峰

国脉通信规划设计有限公司 黑龙江 哈尔滨 150040

摘要：工业物联网是传统工业向智能化方向发展的新阶段。从应用形式上讲，工业物联网具有自动化、智能化、实时性等特点。工业物联网发展中，传感器技术、设备兼容技术、网络技术、信息处理技术、安全技术等关键技术。特别是网络技术，是工业物联网发展的一大核心。随着5G技术商用的发展，5G在工业物联网中的应用逐渐深入，进一步促进了工业物联网的发展，促进了工业发展的智能化步伐。文章主要对5G技术在工业物联网中的应用场景进行了分析，为工业物联网中5G网络的建设和应用发展提供参考。

关键词：5G技术；工业物联网；应用

15G专网

相对于“公网”，5G“专网”在安全性上有着更大的优越性，并且可以根据用户的具体需要，实现对服务的优先级、布线的控制，并可以根据用户的具体需要，进行灵活的调度。所以5G专用网在网络安全和稳定性要求高，网络资源专用性要求高的行业中有着非常多的应用。与一般的网络相比，5G专用网还有如下显著特征：（1）更好的易用性。利用5G专网，可以有效地提升业务的连续性，从而有效地加强了它的可用性，从而可以有效地提升了业务承载的稳定性。此外，5G专网还可以实现更广泛的覆盖，从而使得实际信息传输的效用更加强大。(2)具有很好的相似性。利用5G专用网，采取合理的网络部署，实现与企业原有生产网络的互联。此外，还可以结合企业的实际生产需求，实现在不同网络之间的安全顺畅切换。(3)具有更好的控制能力。5G专用网的吞吐能力很强，而且网络也很安全。因为使用了特殊的频段，所以可以大大提高网络的控制力。企业也可以根据自身的生产需求，对网络系统性能进行定制，有针对性地进行网络资源的调配，满足企业的网络信息传输应用要求。(4)更安全。5G专用网络可为用户提供端到端安全服务，防止用户对5G网络的访问和访问，提高5G网络的性能。此外，5G专网还可以通过网络隔离、数据保护和身份认证等多种安全技术来保证网络的安全。

2工业物联网

工业物联网指的是将各种具有感知、监控功能的传感器、控制器或最新的技术，与工业生产相结合，以提高工业生产的效率和水平，推动工业产品的品质提升，最终实现工业智能化发展。在制造业供应链管理，生产工艺优化，生产设备监控，安全生产管理，环保监测等领域，都是工业物联网的重要应用。在信息化的背景下，工业智能化的发展已经成为一种必然。在工业智能化的发展下，可以为工业企业减少生产经营成本，同时还可以满足工业流程中的信息传输需求，从而可以协同工业产业链对生产流程进行优化，从而提升生产水平。所以，在当前的环境下，工业智能化的发展，就是为了解决工业企业发展中遇到的瓶颈和痛点。在工业物联网的发展过程中，随着各种前沿技术的不断融合，其发展过程中所遇到的最大难题就是技术难题。而5G技术将为未来的工业物联网应用于实际应用中提供技术支撑。在5G技术的支撑下，整个工业生产的各个过程、各个环节都能实现信息的互联，这将是一个巨大的变革。所以才会有这样一句话，那就是4G改变了人们的生活，而5G则改变了人们的生产。

3工业物联网技术的基本应用需求

3.1数据采集

在这种情况下，一般都会有一个很好的工业企业的监控系统。本系统可利用物联网技术，收集在工业生产流程中的物流信息、产品编号信息等信息。在此基础上，进一步提高了对工业生产状况的掌握，并使其达到了自动化的目的。在传统4G网络下，因为网络传输效率比较低，且网络传输性能也不够稳定，所以在实际进行运行时，很容易对数据采集的效果造成影响，难以满足当前工业信息化生产需求。5G专网具有较大的带宽、较高的数据质量和较高的数据质量，通常只有0.5-1ms的数据延迟，可以有效地满足工控系统的低延迟和高可靠性的需求。在实际的数据收集中，有较高的效率。除此之外，因为5G专用网时延非常低，可以达到毫秒级，所以这对工业生产机器人的控制来说，是非常有利的，它可以让机器人与生产设备进行良好的协作，从而提高工业生产的效率。

3.2G+远程运维及远程操作

工业生产中，随着企业规模的扩大，降低生产运营中的维修控制成本是降低生产成本的一条重要路径。随着网络信息技术的应用，工业自动控制、无人值守远程控制系统已经发展成熟，在有线或无线网络的调度下能够实现工业运维及操作的远程控制。数据传播速度快、数据传输延迟小的5G技术，也在工业物联网中的远程运维及远程操作中进行应用。在5G技术的支持下，实现设备之间、维修人员与设备等之间的互联，通过远程运维为工业生产自动化控制奠定基础，降低设备发生故障概率，促进设备生产效率的提高。在采煤、采矿、工业制造等领域中，5G+远程运维及远程操作应用广泛。基于5G技术，将先进技术如视频、毫米波雷达等和工业生产中的设备设施连接在一起，在工业环境分析的基础上实现对设备的远程操作。如兖矿集团利用5G技术实现了采煤的远程开采。兖矿集团在矿井中覆盖了5G网络，弥补了4G网络信息传输的延时性，将数据延迟压缩在20毫秒内。工作人员在地面集控中心中按下按钮就能实现距离地面四百多米的地下采掘设备的操作。在瓦斯超限等危险环境下均可以采用这种远程操作实现无人煤炭开采。这种5G+远程运维及远程操作，大大减少了煤炭开采中的危险系数，降低了开采工人的工作难度。同时借助于远程操作，实现了人员成本的节约，虽然工人减少到只有原来的一半，但工作效率却翻了一倍。

3.3工业虚拟现实技术

虚拟现实技术是工业物联网的一个重要技术应用，可以用于工业生产的多个场景。例如，对员工进行培训和教育，对生产线进行监控，对数字设计和协作，等等。比如，在实际的工业生产中，如果某个生产设备发生了故障，那么工业物联网就会及时检测到这一故障信息，并向总控制中心发出警报。这时，工作人员收到报警消息后，就会立即通知有关的维护人员，对其进行维护。这时，就可以通过5G专用网络，对运行人员进行远程指挥了。与此同时，在虚拟现实技术的辅助下，维护人员可以清楚地接受到工程师们的指示，这就可以有效地提高设备的维护精度和效率。

3.45G+工业AR

AR是一种利用三维建模、多媒体等技术将虚拟信息和真实世界融合在一起的技术，以达到对真实世界增强的目的。近年来AR技术应用广泛，在工业、医疗、教育等领域中应用较多。5G技术的高速率、低时延性、工业切片等优势为AR产业发展注入了新活力，促进了AR进一步发展，在工业领域中，5G+工业AR的应用，借助5G技术无需终端计算的优势，有效降低了工业企业的生产经营成本。同时借助5G技术的低延迟、高度精准定位等，AR技术能够为工业企业提供更稳定的体验。

4结论

总的来说，5G专用网的应用对于工业物联网来说，是一个比较系统、比较复杂的问题。在此过程中，需要对5G专网的特征和工业物联网有一个深刻的理解，并意识到5G专网在工业物联网中应用的必要性和价值。以此为依据，对于工业物联网，还应该理解其基本的应用技术需求，并围绕5G专业在工业物联网的应用部署展开，加强对不同部署方式的研究，认识到不同部署方式的优势和劣势，最后，分析5G专网在工业物联网中的应用创新，以推动5G专网在工业物联网中的深度应用，并进一步提高5G专网在工业物联网中的可用性。

参考文献：

[1]徐祥运,李金秀.从5G技术的特点看其对工商业发展的影响[J].自然辩证法研究,2021,35(08):119-123.

[2]刘宇.工业物联网带来怎样的机遇和挑战?距离现实有多远?[J].电子产品世界,2021,25(03):15-17.

[3]张晖,张欣,胡琳.基于5G的工业机器视觉发展趋势与政策建议[J].智能制造,2021(02):28-32..

[4]盛从兵,邵震,胡永辉,等.基于5G网络和AI边缘计算的无人机巡检实时视频传输技术研究[J].光源与照明,2021(02):28-32.