馮玉華 楊傳燕

1 引言

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（簡稱5G或5G技術(shù)）是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個(gè)重要特征。把所有物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換，即物物相息，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。

智能樓宇是通過樓宇自控系統(tǒng)（這里指通常所說的小BA系統(tǒng)或狹義BA系統(tǒng)），采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，管理軟件和節(jié)能系統(tǒng)程序，使建筑物機(jī)電或建筑群內(nèi)的設(shè)備有條不紊、綜合協(xié)調(diào)、科學(xué)地運(yùn)行，從而達(dá)到有效地保證建筑物內(nèi)有舒適的工作環(huán)境、實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)省維護(hù)管理工作量和運(yùn)行費(fèi)用的目的。

2 5G與物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)及核心的，其信息交換和通訊過程的完成也是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上的。通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系緊密，物聯(lián)網(wǎng)中海量終端連接、實(shí)時(shí)控制等技術(shù)離不開高速率的通信技術(shù)。

5G具有高數(shù)據(jù)率、低延遲、更節(jié)能、有效地降低通信成本、具備更高的系統(tǒng)容量、更可靠的連接、平均下載速度 1GBps，最高 20GBps等。隨著越來越多的傳感器進(jìn)入城市基礎(chǔ)設(shè)施，5G將在智慧城市計(jì)劃中實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。5G刺激物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)刺激大數(shù)據(jù)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)是5G商用的前奏和基礎(chǔ)，發(fā)展5G的目的是為了能夠給我們的生產(chǎn)和生活帶來便利，而物聯(lián)網(wǎng)就為5G提供了一個(gè)大展拳腳的舞臺(tái)。5G和物聯(lián)網(wǎng)是相輔相成的關(guān)系，兩者相互作用共同為人類社會(huì)的發(fā)展謀福利，5G的實(shí)現(xiàn)不僅會(huì)給物聯(lián)網(wǎng)帶來深遠(yuǎn)的影響，也將極大推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

在未來，5G技術(shù)將運(yùn)用到物聯(lián)網(wǎng)中大部分的場景，包括無人駕駛、VR技術(shù)、智能化城市建設(shè)等。未來物聯(lián)網(wǎng)的需求將會(huì)不斷增長，海量的連接和毫秒級(jí)別的時(shí)延是支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)達(dá)不到這樣的標(biāo)準(zhǔn)。5G通信技術(shù)由于延時(shí)低、覆蓋廣、超密集組網(wǎng)等技術(shù)特點(diǎn)將能滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮其功能打好了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，5G技術(shù)的不斷發(fā)展將同時(shí)帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，兩者相輔相成?？傊?，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將在未來改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

3 5G與智能樓宇

5G網(wǎng)絡(luò)的大寬帶、低延時(shí)、大連接服務(wù)能力，帶給人們于信息的極速體驗(yàn)，除此之外，它也開始了朝著各個(gè)實(shí)際場景中的應(yīng)用，滿足物聯(lián)網(wǎng)、高清視頻、云計(jì)算、AI、VR、車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)等多場景行業(yè)應(yīng)用。

5G可以讓物聯(lián)網(wǎng)從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)變成控制網(wǎng)絡(luò)。智能樓宇內(nèi)不需要復(fù)雜的設(shè)備。你可以將它轉(zhuǎn)到云端，這樣就會(huì)更敏捷。你可以按更小的碎片租賃，比如按桌子租賃，而不是樓層。有了無線辦公，樓宇將變得更加自動(dòng)化與可控化，你不會(huì)碰到基礎(chǔ)設(shè)施問題，因?yàn)槟憧梢杂酶鼮殪`活的方式配置大樓。

5G應(yīng)用于智慧樓宇后可能將存在：

1）節(jié)約成本。5G技術(shù)的應(yīng)用可以大大減少樓宇的成本輸出，最直接體現(xiàn)在空調(diào)和電能的消耗方面。

2）人流分析。不單單辨別壞人，通過人流分析判斷做出合適的商業(yè)決策，有一定的引導(dǎo)作用。

3）安防監(jiān)控可控。其中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵檢測系統(tǒng)和巡更系統(tǒng)這3個(gè)子系統(tǒng)能全網(wǎng)絡(luò)地覆蓋，實(shí)時(shí)監(jiān)控。人員方面例如通過巡邏機(jī)器人取代人工巡邏，直接將信息傳遞到后臺(tái)，可以減少很大一部分的安保巡邏成本。

4 物聯(lián)網(wǎng)與智能樓宇

智能樓宇主要內(nèi)容包括：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安防報(bào)警系統(tǒng)、樓宇對(duì)講系統(tǒng)、門禁一卡通系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、多媒體會(huì)議系統(tǒng)、有線電視和衛(wèi)星電視系統(tǒng)、多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)、機(jī)房系統(tǒng)、樓宇BA系統(tǒng)及IBS系統(tǒng)集成等。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)和智能控制技術(shù)的融合與發(fā)展，無線智能樓宇能耗管理系統(tǒng)引起了人們廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的有線能耗管理系統(tǒng)相比，無線能耗管理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)性高、靈活性高、穩(wěn)定性高、施工難度低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)改造，智能樓宇將會(huì)帶來：

1）高度集成化：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式的發(fā)展。通過物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)化，智能建筑中如照明、暖通、安防、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，已經(jīng)可被集成到同一平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一管理監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)分享。這一趨勢不僅要求系統(tǒng)集成商能夠提供標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口，開放集成其他應(yīng)用，而且要求其不斷完善開發(fā)統(tǒng)一平臺(tái)，提供更優(yōu)質(zhì)的整合解決方案。

2）節(jié)能化：由于建筑等級(jí)的提高，樓宇中各種新設(shè)備的數(shù)量有所增加，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通之后，能源互聯(lián)網(wǎng)使能源消耗、碳排放指標(biāo)和生活需求都能夠被打通變成數(shù)據(jù)，通過收集、整理、挖掘這些運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合云計(jì)算、云存儲(chǔ)等新技術(shù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)不同能源用途和用能區(qū)域進(jìn)行分時(shí)段計(jì)量和分項(xiàng)計(jì)量，分別計(jì)算電、水、油、氣等能源的使用，并且對(duì)能耗進(jìn)行預(yù)測，能了解不同的能源使用情況和用戶對(duì)能源的需求，及時(shí)對(duì)能源進(jìn)行有效分配，也可以找出同類型建筑的能源消耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的高效管理。這對(duì)于設(shè)立各種類型的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)具有指導(dǎo)意義，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效地提高建筑的智能化和節(jié)能效果。

3）信息智能化：完全呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)開放性的基本特點(diǎn)，并且最上層以云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)整體的管理和控制，提供全方位的信息交換功能，幫助樓宇內(nèi)單位與外部保持信息交流暢通，實(shí)現(xiàn)信息交互功能。作為管控對(duì)象的物本身更加智能化。物內(nèi)部被植入智能芯片，使得其功能發(fā)生質(zhì)的飛躍，由原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智能的工具，具備前所未有的感知功能。如普通的傳感器智能接收信息，對(duì)信息進(jìn)行簡單的變換，而帶智能芯片的傳感器，能對(duì)信息進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算處理，并自行作出一些動(dòng)作。

4）可視化：即將各類網(wǎng)絡(luò)傳感器，包括樓控系統(tǒng)中的所有傳感器、行業(yè)認(rèn)知的攝像頭、紅外輻射傳感器、各類門禁傳感器、智能水電氣表、消防探頭等全部以網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)形式組成建筑“智慧化”大控制系統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)，而后將其不可見狀態(tài)通過數(shù)據(jù)可視化的形式清晰明了地呈現(xiàn)給用戶，讓用戶對(duì)樓宇內(nèi)狀態(tài)有更加直觀的感受。

5）人性化：即保證人的主觀能動(dòng)性，重視人與環(huán)境的協(xié)調(diào)，使用戶能隨時(shí)、隨地、隨心的控制樓宇內(nèi)的生活和工作環(huán)境，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)始終在線，為在家辦公提供方便條件;能實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的智能控制，即交互式智能控制（可以通過語音識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的聲控功能和遠(yuǎn)程控制），以及通過各種主動(dòng)式傳感器（如溫度、聲音、動(dòng)作等）實(shí)現(xiàn)智能家居的主動(dòng)性動(dòng)作響應(yīng);能通過日常操作所學(xué)習(xí)的內(nèi)容對(duì)環(huán)境自動(dòng)控制以滿足用戶需求;也可以通過服務(wù)器直接從制造商的服務(wù)網(wǎng)站上自動(dòng)下載、更新驅(qū)動(dòng)程序和診斷程序，實(shí)現(xiàn)智能化的故障自診斷、新功能自動(dòng)擴(kuò)展。