应用

技术

物联网世界 >> 物联网新闻 >> 物联网热点新闻
企业注册个人注册登录

盘点5G应用场景,看5G+AIoT如何改变未来智慧生活?

2019-11-19 08:55 《智能家居》杂志

导读:国际电信联盟(ITU)正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB、uRLLC和mMTC。

5G+AIoT或者直接说成5AIoT,已经成为非常前沿的话题,对于5G与AI能够给予智能家居甚至更大的智慧生活概念以怎样的革新与思考,由CSHIA研究院与《智能家居》杂志共同发起,本期专题依然以白皮书的形式进行探讨。

前两期我们带来了5G发展脉络梳理与技术解读。详情请看>>《梳理5G发展脉络 剖析5G+AIoT当前生态》《解读5G技术关键点,如何影响AIoT?》。本期继续为大家带来5G应用场景剖析。

5G三大应用场景

国际电信联盟(ITU)正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB、uRLLC和mMTC。

eMBB,直译为“增强移动宽带”,就是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的传输数据速率,广覆盖下的移动性保证等。在5G的支持下,用户可以轻松享受在线2K/4K视频以及VR/AR视频。5G的这一应用场景可以理解为充分释放移动端的大带宽数据传输的需求,对目前的移动互联网而言是一场变革很大的产业升级。

uRLLC,直译为“高可靠低时延连接”。在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H)情况下的高可靠性(99.999%)连接。5G的这一场景实现,则可以释放实时性要求很高的应用领域,比如车联网、工业控制、远程医疗就是其中比较典型的应用领域。

38d2434782e68a917435e59e3c32-1444337.jpg

最后是mMTC,直译为“海量物联”,5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合。这一场景针对的是物联网高并发的问题,因为未来物联网设备连接数量(手机除外)将会达到数百亿的甚至更大的级别,目前的移动网络根本无法完成这样的连接体量。

这三大应用场景,只有一个是主要为人联网服务的,另外两个都是主要为物联网服务的。这就给5G做了一个定性:它的物联网属性要强于人联网属性。

智慧家居内的应用场景重塑

从落地角度讲,5G刚开始的时候会在中央城市、热点地区率先做部署,在这过程中运营商因为最先接触5G,所以肯定会先布局基于5G的智能家居相关服务。家庭服务会在内容方面先做升级,比如为消费者带来AR/VR和4K高清的新体验。随着5G覆盖范围越来越广,更多家庭用户接入5G网络,到时候除了做内容升级,运营商可能还会依托于5G网络和家庭智慧大脑,做精准的千人千面内容推送,做场景化的服务延伸,打造新形态的服务模式。

例如家庭内5G下的娱乐革命,如云游戏(Cloud Gaming)与云直播的爆发与变革,家庭大屏互动的全面标配,都将带来新颖的彻底体验变革。

虽然现在5G有三大应用场景,但5G最热的应用场景是什么?3G刚开始应用的时候还没有智能手机,也没有微信;4G刚落地应用的时候,微信还无法做移动支付,也不支持视频通话;在4G网络提速降费后,抖音、快手短视频才出现。可见,所有移动互联网的业务是在移动互联网能力具备后才出现的。所以我们现在无法断定5G最热门的应用,但是各参与方都在为未来5G业务的发展做准备。

假设在座每个人的手机都是同一个型号,但这并不能说明每个人的手机的能力都一样的,因为每个人的手机下载的APP不一样。5G网络也将采用类似的业务模式,以APP方式生成定制单元,这类APP可以是运营商定制的,也可以是第三方开发者定制的。这使得5G网络能够灵活适应未来不确定的业务。另外,传统的移动通信协议是专用协议,5G采用的将全部是物联网的协议,这使得物联网中所有应用可以直接嫁接到5G上,给5G带来业务的灵活性。

显示变革

而随着显示材料和显示技术升级,TV、PC、PAD和手机等已不再是仅有的显示终端,客厅、卧室、厨房的墙壁、梳妆台等,都能布置超薄的大型的人工智能显示屏。智能语音控制系统根据主人的命令控制播放不同的4K8K场景内容,包括生活资讯、音乐及影视内容等等,比如主人要发挥下厨艺,根据主人命令,提供详细菜谱;主人要睡觉了,智能开关拉上窗帘,智能灯泡调整灯光亮度,卧室墙面、甚至天花板上布置的显示屏或显示图层营造温馨夜光场景,遥远闪烁的“星光”,(空调)微风;主人早晨起来化妆,梳妆台人脸识别主人皮肤干湿程度,显示屏显示适合的化妆品…

智慧医疗

以实时图像、视频语音等技术为基础,可能会推动家庭智慧健康的应用,远程诊断、远程会诊、远程监护等智慧医疗服务。在远程医疗的基础上,医疗设备可持续捕获患者的生命体征、活动频率、电子病例、医学影像等电子医疗数据。5G技术下软硬件智能产品功能的延伸,可以对家庭内数据进行深度挖掘,从而更利于家庭AI大脑的系统性决策。

智能机器人

5G家庭应用中可以更多关注机器人类应用,随着材料科学、感知人工智能以及5G、云等网络技术的不断进步,将出现护理机器人、仿生机器人、社交机器人、管家机器人等形态丰富的机器人,涌现在家政、教育、健康服务业,带给人类新的生活方式。2025年,全球14%的家庭将拥有自己的机器人管家。

家庭安防

智慧安防成为试点项目中的一大亮点,也是5G场景落地的最好的试验田。而5G的时代的到来,网络将拥有更稳定的信号,单位流量能传输更多的信号,安防的实时性问题将彻底迎刃而解,例如家居监控可利用5G无线实时传输高清监控视频,实现随时随地移动监控,让家庭安全保障零延迟。

人脸识别智能锁

在智慧家庭生活场景中,我们不再需要担心忘记带钥匙,人脸识别系统读取主人面部特征,再配合语音识别系统,按照主人命令轻松实现关开大门。同时,人脸识别系统根据主人的面部表情特征,上传到中央控制系统,第一时间播放适宜主人心情的音乐,拉开窗帘。

家庭智能网络

限制智能家居发展的一大原因就是通信网络,智能家居需要在短时间内完成大量数据的转换和传输,现在的4G网络的传输速率却无法满足这一要求,导致出现延迟卡顿的现象,5G+Wi-Fi 6的结合应用将会给予智能家庭AIoT更多的连接体验。

5G的传输速率可以达到4G传输的10倍以上,这不仅意味着5G网络能搭载更多的设备链接,也能让设备之间的交互更加灵敏稳定。届时,高质量的全屋智能家居将会为业主带来更智能更便捷的舒适居住体验。

在目前的智能家居行业,当用户下达语音口令之后,设备一般要经过几秒才能给予反馈。虽然看起来已经足够“灵敏”,但是5G的时间延迟是4G的十分之一,这就意味着,用户使用感受会更加流畅,甚至体验不出这中间的时间差。

5G+AIoT时代下的智慧社区

智慧社区是微缩版的智慧城市,智慧社区充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成应用,为社区居民提供一个安全、舒适、便利的现代化、智慧化生活环境。它的发展有着典型的螺旋形发展态势,是政府服务、民生工程的最前端落脚点。

4G时代,我们一直围绕智慧社区谈论最后一公里的改变,但居民实际体验提升甚微。4G改变生活,5G改变社会,面对未来高品质的智慧生活憧憬,在5G加速度的支撑下,将如何实现智慧社区“更智慧”的新变革?

5G+AIoT智慧社区:最后一公里的终结者

5G不仅是移动技术的升级换代,而且是AIoT时代的瑰宝级基础设施搭建,5G技术之上必须通过全链接的生态构建,切实赋能到多元化的实际业务场景中,其中智慧社区是5G产业链中重要的细分应用场景之一。

智慧社区不是一个单一的项目,而是一个系统的服务,牵一发而动全身。5G+智慧社区通过顶层设计,向下打通智慧家庭,向上对接智慧城市。5G将促进形成基于信息化、智能化的管理和服务,构建出良性运营的新社区形态,是打通最后一公里的终结者。

5G网络基石:双千兆

人与人、人与物、物与物之间,连通的数量与速度,支持着现代社会的发展,也可以说是推动全球经济因素的第一马达。4G时代最主要是手机的影响,而5G时代将加速对人类生活的影响。5G智慧社区时代,是高水平的硬件连接协作,将会有海量的物联网设备运行在5G高速网络中,所以说5G打造的基础设施非常重要。

通过“5G+光网”实现双千兆网络部署,利用高带宽、低时延、大连接等优势深入推进网络智能化、应用智能化,5G与千兆有线宽带之间不是替代关系,千兆宽带和无线蜂窝网络都是新型的信息基础设施。

5G最鲜明的特点之一就是“传输速度快”,速率比4G快10倍,时延低至1毫秒,这种信息传输速度的加快,使得设备的数据分析能力不断强化,能更快响应业主的需求,从而能大力提高社区服务的及时性。

5G升级后智慧社区内组网模式将实现有线(光纤)、无线(毫米波)等多重覆盖。社区内的宾馆、幼儿园、广场、养老院等多行业、多组织,可享受流量更大、范围更广、反馈更快的感知、监测和识别服务。

除了高速率以外,5G网络速率完全不受接入设备的增加而降低,而且5G费用较于以前将大有降低且更加安全。

5G感知网络:无形的重要媒介

传感网络是用户感知“无形的技术”的重要媒介,部署的海量物联网设备通过5G升级,在社区场景实现数据感知和连接的社会面、行业面全覆盖,让无处不在的传感器随时随刻提供缜密的数据收集与反馈。

在5G智慧社区场景中,泛在的智能感知管理系统包含社区的态势感知、预警感知、消防感知、地磁感知、烟感感知、车辆感知、运维感知、井盖感知、垃圾箱感知、水压感知、空气质量感知、水质感知、电梯感知、温度感知等一系列的感知应用。

在感知网络的基础之上,5G智慧社区通过AI人工智能的深度赋能,可以实现具有高度智能的社区管理、精准运营的神经感知能力,让原有的被动识别、被动管理技术实现模式逐渐由人工智能技术代替,从而实现主动识别、无感采集、主动辨识的技术能力。

感知具体场景包括物与人,例如平日里随处可见的水电表、灯杆、井盖、烟雾感应器等在5G时代都将变得更加智慧,每个对应设备内安装智能传感芯片,通过网络接入大数据管理平台,用户可通过智能终端实现监控路灯、水位、烟雾报警等信息获取。又例如社区环境监测系统,可对风向、气压、雨量、温度、湿度、太阳辐射、PM2.5等环境要素进行全天候现场精确测量,减少人力成本,实现智慧社区管理。

5G智能安防/安全:脸通

智能安防是智慧物业的重中之重,一直以来,透过5G融合人工智能的4K、8K安防监控解决方案以及相关应用,更多安防设备与功能的叠加,将构建起极具特色的5G智慧社区,通过视觉识别、云平台、大数据等手段实现无感采集、无感预警、多级布控等能力,大幅度提升社区安全水平。5G网络正式商用后,监控设备将进一步走进8K分辨率时代,这意味着清晰度更高的画面与更丰富的视频细节,这使得视频监控分析价值更高,市场机会更多。而从视频数据传输方面来看,5G技术可以提升超高清监控视频资源的传输速度以及后端智能数据处理能力,减少网络传输和多级转发带来的延迟损耗,视频监控将不再局限于固定网络。

视觉安防识别方面,5G社区需要升级的安防设备主要包括道闸、停车管理系统、人行通门禁、门禁管理系统等,例如人脸识别系统实现一人一档,与公安系统打通建立黑白名单,将实现应用人脸识别、后台登记、动线追踪、误入提醒的完整安防措施与体系,确保业主无忧安享,提供更智能的业主识别,根据用户身份匹配设定环境,并通过更多的交互系统实现操控。例如在单元入户门上方安装摄像头,已经通过信息采集的居民,只要站在摄像区里1米远范围内,楼门就会伴随“楼门已打开”的提示自动打开。又例如小区停车将区别于传统停车方式,智慧停车系统可以通过道闸物联感知、视频车牌识别、云平台等核心技术,对车辆进出实施联网管控,让社区治理与服务实现“秒级通信”。

5G社区视觉安防的主要应用非常场景丰富,不甚枚举,例如通过业主人脸信息的识别和建库,形成对社区实际居住人口的管理,通过人脸识别及关联基础数据而分析挖掘的通行数据异常预测的群租、传销居住、陌生人徘徊等内容,例如一旦社区安防平台发现同一面孔的陌生人在5个楼门口逗留超过一段时间,就会触动提醒装置,通知社区里的安保人员上前查看。

同时,散发小广告的外来人员一旦被摄像头抓拍下来并上传至智慧社区应用平台,当此人再次进入小区时平台就会自动报警,通知安保人员到现场拦截劝阻;保安佩戴的AR智能眼镜,秒级反应识别嫌疑人,成为小区保安巡逻的最佳助手;业主、租户通过可视云门禁、社区监控系统进行人脸识别出入,业主、租户变更及时准确,通过标签化管理系统,物业随时清晰明了业主状态;安防巡逻无人机通过视觉识别技术实现取证治理高空抛物、车身划痕、乱倒垃圾等社区顽症;借助5G网络的高连接速率、大容量高密度和低时延特征,通过5G摄像头对社区所面对的公共道路,实现道路行驶车辆、人员的感知和识别,有效拓展观测角度,协同交通管理系统提供安防管理和公共服务;利用人脸识别技术,促使业主及时上报不动产交易、租赁等信息。

除了视觉识别以外,5G还将助力安全系统,智能门锁、门磁、智能摄像头、烟/气传感装置等设备接入,实现远程视频监控、煤气泄露/火灾等隐患的预警。

5G智慧医疗:突破时空

5G社区依靠志愿者、养老顾问、上门服务人员、社区医生等服务力量,借助5G技术与业务手段,重点服务老人、残疾人、精神疾病人员、计生特扶对象、特困救助对象等人群。

5G体系下的健康社区为业主带来完整的线上+线下健康产品、健康顾问、健康诊断等优质服务,突破时间和空间限制,缩短百姓就医路程,可以真正实现远程会诊,让百姓在家门口就可以享受医疗资源服务,一定程度上解决了医疗资源不均衡和局部医疗资源紧缺的问题。

5G智慧医疗则依托5G技术低时延等特性,可以实现健康数据与健身、医疗等社区服务平台的数据互通,快速反馈并做到及时预警,通过5G传输+异地联动实现远程健康会诊,向社区提供远程B超、远程医疗诊断等多项医疗服务;前端感知设备可实现对公共区域的人员摔倒、人群密集区域的老人、独居老人长时间未外出等多属性的识别分析,并及时生成异常报警;协助社区居委会更好地为居家养老和社区养老院第一时间提供帮助和服务;通过产品、配套与移动医疗服务的有机结合,业主可以清晨执行健康跑步计划,日间进行健康检测,晚上通过线上“个人健康档案”查看各项身体指标;根据线上专家的远程视频诊断和指导意见,安排运动、治疗计划或制定饮食、保健品搭配方案。

5G数据流通:记录过去与未来

数据可以记得住过去,看得见未来。5G智慧社区数据端将配合AI算力部署到边缘侧,将学习平台前置化,让人与物将在数据构筑的智能环境中进行交互。

人们对社区服务的要求只会越来越高,更快捷、更便利将成为智慧社区建设最迫切需求,数据处理会更加智能化。5G在社区中全面铺开庞大的“数据信息网”,让信息系统标准化实现免费实时共享,无论是企业、政府还是社区之间,需要通过5G技术实现数据超快速共享,让数据多跑路,业主少跑腿,实现低成本、高效率。

对于物业来说,费用催交一直是最头疼的问题,结合5G网络下的物联网技术,让财务管理智能化,信息化、数字化成为可能。催缴信息可以通过道闸、门禁、梯控系统、室内机、手机APP等方式送达业主APP,同时欠费业主回家的信息会推送到员工手机端,方便员工催交,对恶意欠费业主,还可限制其出行。

例如在综合管理服务中心大厅的显示屏上,可以实时显示出辖区内主要区域的居民活动状况、交通卫生状况等监控信息;智慧消防、智能路灯、智能井盖等项目建设,便于社区管理者实时掌握各个社区项目运行状况;业主车牌识别,无感通行,同时与社区数据库连接,提醒用户缴费,访客二维码出入,自动计费,全程智能通行,无需人工;帮助车主智能寻找周边最便捷、且价位优惠的停车位,然后导航过去停车,为车主提供无需取卡、快速通行、自动扣费放行、信息及时推送、充值消费、返利记录轻松查询等服务的应用;通过对社区垃圾站的监测和感知,协助居委会进行垃圾分类管理问题。

5G员工管理:人数少,更高效

目前物业的管理人员,需要电脑般的记忆力、运动员的体魄和律师的口才,5G社区需要离开管理人员的可持续良性运营,通过资源整合,运用信息化手段,实现员工,组织系统,要有一套工作机制和运行运营机制,提高运行效率,从而实现减少管理部门、工作人员的人数。

物业员工指负责社区安防、设备维修、保洁清扫等“墙内服务”的人员,物企员工普遍素质不高且工作效率低,很难形成高效的管理机制,一直是智慧社区的痛点。5G智慧社区可以对员工打卡、工作GPS轨迹追踪、设备巡检、安全巡逻等工作进行数据采集、记录,为管理者提供管理依据。同时系统支持多种管理模式,系统内嵌适合中小型物业的扁平化管理模式,让物业管理更高效。

5G O2O:线上+线下

现代社区服务内容多样化,涵盖与延伸领域较多,服务与触及范围较广,5G的改造将涉及方方面面。5G更加致力于围绕社区居民生命周期构建出完整的服务产业链,通过统一的大数据云平台将各个物业单位和住户、商户、员工等紧密连接起来,包含社区内及沿街商铺和一般企业的统计、关联等。

例如5G社区的公共服务将更加精准,对无需居民提供材料的事项按时主动办理,上门服务;对仅需提供基础材料的事项,运用“5G+”政务服务模式,开通网络办理渠道;对需现场办理的事项,推行前台受理、后台办理的模式,实现一站式办理;对于快递收发,水电气物业缴费、家居家电维修、新鲜的蔬果配送等各类生活消费,多重服务实现线上线下交易一体化。

5G社区:多应用、多组网、多形态

以上总结,包含5G智慧社区覆盖多应用、多组网、多形态等多要素,AIoT+5G的智慧社区,将使人们的工作和生活更加便捷、舒适、高效。

通过利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成应用,整合停车管理、可视对讲、门禁管理、梯控管理、定位巡更、视频监控、通道管理、消防监测、电梯监测、移动终端等一系列管理体系,形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新型管理形态社区。

在5G时代,随着海量物联网设备的部署,智慧社区平台能更精准整合“线上”和“线下”两端的资源,并通过云端进行管理,为居民创造更加便捷的社区生活环境的同时进一步拓展增值服务发展空间,创造新的盈利点,对于物业、业主和政府来说,都是正收益,可谓三方互盈。

案例应用

AIoT+5G有着广泛的典型应用。

诸如智能路灯,通过AI摄像头检测到道路上的行人情况,从而实现亮度自动调节,降低了40%的综合能耗;智能井盖,可以在1分钟感知到井盖的位置是否异常,比如被人挪动、偷走等,从而消除存在的安全隐患;智能垃圾桶,能够实时检测垃圾桶的情况,在溢满时自动通知,可提升30%的垃圾清理效率。

例如工厂的数字化,将工厂中的数控机床、生产设备连接起来,对于新建工厂而言,光纤是最好的选择,然而对于大量存在的老的工厂用光纤很难替换。大家想到通过无线技术将这些设备连接起来。然而,现有的Wi-Fi技术的带宽、可扩展性、抗干扰能力很难满足工厂环境的实际应用需求,Wi-Fi连接在工业领域的利用率不到6%。

5G在可靠性、抗干扰能力上可以满足工厂环境需求,因而可以用在企业外网和企业内网中。其中,在企业内网中的应用又可以分为5G公网和5G专网。5G公网是指用运营商的基站,在自己工厂中建设网络系统,还有很多工厂干脆把控制部分也交给运营商来做,5G专网是指工厂自建5G专用网。

机器人将来会大量应用,“5G+8K+移动边缘计算”可以让机器人反映更敏感。用8K高清摄像头扫描飞机蒙皮铆接质量,通过5G宽带快速连接企业的云平台,显著提升效率与检测质量。利用5G的低时延同步两个摄像头,将从两侧获取的视频合成飞机精确的3D视像。

机器视觉也将得到广泛应用,快三投注平台每天在产线上进行目视检查的工人超过350万,其中仅3C行业就超过了150万人。但人工检测准确度不高。机器视觉需要借助边缘计算与中心云的大规模AI比对分析能力,5G为云连接提供宽带和快速通道。

诸如在语音识别、人脸识别、步态识别中的应用:贵州80%以上的按键都运用了“人像大数据系统”;腾讯优图人脸识别能力两年来已帮助上千个家庭找到了走失的家人;香港2019年7月发生暴力事件,暴徒几乎都戴口罩和头盔来躲避人脸识别,需要使用步态识别技术,通过身高、腿骨、肌肉、关节等人体体型特征好走路姿态进行步态识别。

AIoT的发展脉络:1.0 2.0 3.0时代

AIoT将经历单机智能、互联智能和主动智能3个发展阶段。

单机智能阶段是指单机系统需要精确感知、识别、理解用户的各类指令,如语音、手势等,并正确决策、执行和反馈。而这个过程中设备与设备之间是不发生相互联系的。

互联智能阶段是指采用集中的云或边缘计算控制多个终端(感知器)的模式,构成互联的产品矩阵,打破了单机智能的孤岛效应,对智能化体验场景进行了不断升级和优化。比如,当用户晚上在卧室对着空调说出“睡眠模式”时,客厅的电视、音箱,以及窗帘、灯等都自动进入关闭状态。IoT 设备彼此协作、信息交换阶段,此时AI更像IoT 设备的“领班”。用户一句简单的“我要休息了”,可能包含着多个隐含指令,如主要家用电器关闭、夜灯随之开启、空气净化器进入夜间静音模式、空调智能调节适宜睡眠的室温和湿度……

主动智能阶段则是指智能系统根据用户行为偏好、用户画像、环境等各类信息,自我学习、主动提供适用于用户的服务。例如清晨伴随着光线的变化,窗帘自动缓缓开启,音箱传来悦耳的起床音乐,空调调整到适应白天的温度等。而在科幻小说、电影所描绘的终极未来阶段,AI则会变成一位不折不扣的“管家”。TA不再被动接受命令,而是根据用户私人喜好、定制化需求来主动提供服务。主人想看电视时,“管家”会自动降低环境光线和设备噪音;主人在家开完派对,“管家”指挥机器人自动打扫清洁……在这一阶段,AI 作用被进一步放大,并完全和 IoT 设备群整合在一起。

目前,智能家居基本处于互联智能的初级阶段。