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5G+AIoT如何改變未來智慧生活

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

eMBB,直譯爲“增強移動寬帶”,就是以人爲中心的應用場景,集中表現爲超高的傳輸數據速率,廣覆蓋下的移動性保證等。在5G的支持下,用戶可以輕松享受在線2K/4K視頻以及VR/AR視頻。5G的這一應用場景可以理解爲充分釋放移動端的大帶寬數據傳輸的需求,對目前的移動互聯網而言是一場變革很大的産業升級。

uRLLC,直譯爲“高可靠低時延連接”。在此場景下,連接時延要達到1ms級別,而且要支持高速移動(500KM/H)情況下的高可靠性(99.999%)連接。5G的這一場景實現,則可以釋放實時性要求很高的應用領域,比如車聯網、工業控制、遠程醫療就是其中比較典型的應用領域。

最後是mMTC,直譯爲“海量物聯”,5G強大的連接能力可以快速促進各垂直行業(智慧城市、智能家居、環境監測等)的深度融合。這一場景針對的是物聯網高並發的問題,因爲未來物聯網設備連接數量(手機除外)將會達到數百億的甚至更大的級別,目前的移動網絡根本無法完成這樣的連接體量。

這三大應用場景,只有一個是主要爲人聯網服務的,另外兩個都是主要爲物聯網服務的。這就給5G做了一個定性:它的物聯網屬性要強于人聯網屬性。

智慧家居內的應用場景重塑

5G+AIoT如何改變未來智慧生活?

從落地角度講,5G剛開始的時候會在中央城市、熱點地區率先做部署,在這過程中運營商因爲先接觸5G,所以肯定會先布局基于5G的智能家居相關服務。家庭服務會在內容方面先做升級,比如爲消費者帶來AR/VR和4K高清的新體驗。隨著5G覆蓋範圍越來越廣,更多家庭用戶接入5G網絡,到時候除了做內容升級,運營商可能還會依托于5G網絡和家庭智慧大腦,做精准的千人千面內容推送,做場景化的服務延伸,打造新形態的服務模式。

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。

雖然現在5G有三大應用場景,但5G熱門的應用場景是什麽?3G剛開始應用的時候還沒有智能手機,也沒有微信;4G剛落地應用的時候,微信還無法做移動支付,也不支持視頻通話;在4G網絡提速降費後,抖音、快手短視頻才出現。可見,所有移動互聯網的業務是在移動互聯網能力具備後才出現的。所以我們現在無法斷定5G熱門的應用,但是各參與方都在爲未來5G業務的發展做准備。

假設在座每個人的手機都是同一個型號,但這並不能說明每個人的手機的能力都一樣的,因爲每個人的手機下載的APP不一樣。5G網絡也將采用類似的業務模式,以APP方式生成定制單元,這類APP可以是運營商定制的,也可以是第三方開發者定制的。這使得5G網絡能夠靈活適應未來不確定的業務。另外,傳統的移動通信協議是專用協議,5G采用的將全部是物聯網的協議,這使得物聯網中所有應用可以直接嫁接到5G上,給5G帶來業務的靈活性。

1、顯示變革

而隨著顯示材料和顯示技術升級,TV、PC、PAD和手機等已不再是僅有的顯示終端,客廳、臥室、廚房的牆壁、梳妝台等,都能布置超薄的大型的人工智能顯示屏。智能語音控制系統根據主人的命令控制播放不同的4K8K場景內容,包括生活資訊、音樂及影視內容等等,比如主人要發揮下廚藝,根據主人命令,提供詳細菜譜;主人要睡覺了,智能開關拉上窗簾,智能燈泡調整燈光亮度,臥室牆面、甚至天花板上布置的顯示屏或顯示圖層營造溫馨夜光場景,遙遠閃爍的“星光”,(空調)微風;主人早晨起來化妝,梳妝台人臉識別主人皮膚幹濕程度,顯示屏顯示適合的化妝品…

2、智慧醫療

以實時圖像、視頻語音等技術爲基礎,可能會推動家庭智慧健康的應用,遠程診斷、遠程會診、遠程監護等智慧醫療服務。在遠程醫療的基礎上,醫療設備可持續捕獲患者的生命體征、活動頻率、電子病例、醫學影像等電子醫療數據。5G技術下軟硬件智能産品功能的延伸,可以對家庭內數據進行深度挖掘,從而更利于家庭AI大腦的系統性決策。

3、智能機器人

5G家庭應用中可以更多關注機器人類應用,隨著材料科學、感知人工智能以及5G、雲等網絡技術的不斷進步,將出現護理機器人、仿生機器人、社交機器人、管家機器人等形態豐富的機器人,湧現在家政、教育、健康服務業,帶給人類新的生活方式。2025年,全球14%的家庭將擁有自己的機器人管家。

4、家庭安防

智慧安防成爲試點項目中的一大亮點,也是5G場景落地的好的試驗田。而5G的時代的到來,網絡將擁有更穩定的信號,單位流量能傳輸更多的信號,安防的實時性問題將徹底迎刃而解,例如家居監控可利用5G無線實時傳輸高清監控視頻,實現隨時隨地移動監控,讓家庭安全保障零延遲。

5、人臉識別智能鎖

在智慧家庭生活場景中,我們不再需要擔心忘記帶鑰匙,人臉識別系統讀取主人面部特征,再配合語音識別系統,按照主人命令輕松實現關開大門。同時,人臉識別系統根據主人的面部表情特征,上傳到中央控制系統,第一時間播放適宜主人心情的音樂,拉開窗簾。

6、家庭智能網絡

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的傳輸速率可以達到4G傳輸的10倍以上,這不僅意味著5G網絡能搭載更多的設備鏈接,也能讓設備之間的交互更加靈敏穩定。屆時,高質量的全屋智能家居將會爲業主帶來更智能更便捷的舒適居住體驗。

在目前的智能家居行業,當用戶下達語音口令之後,設備一般要經過幾秒才能給予反饋。雖然看起來已經足夠“靈敏”,但是5G的時間延遲是4G的十分之一,這就意味著,用戶使用感受會更加流暢,甚至體驗不出這中間的時間差。

5G+AIoT時代下的智慧社區

智慧社區是微縮版的智慧城市,智慧社區充分利用物聯網、雲計算、移動互聯網等新一代信息技術的集成應用,爲社區居民提供一個安全、舒適、便利的現代化、智慧化生活環境。它的發展有著典型的螺旋形發展態勢,是政府服務、民生工程的前端落腳點。

4G時代,我們一直圍繞智慧社區談論最後一公裏的改變,但居民實際體驗提升甚微。4G改變生活,5G改變社會,面對未來高品質的智慧生活憧憬,在5G加速度的支撐下,將如何實現智慧社區“更智慧”的新變革?

1、5G+AIoT智慧社區:最後一公裏的終結者

5G不僅是移動技術的升級換代,而且是AIoT時代的瑰寶級基礎設施搭建,5G技術之上必須通過全鏈接的生態構建,切實賦能到多元化的實際業務場景中,其中智慧社區是5G産業鏈中重要的細分應用場景之一。

智慧社區不是一個單一的項目,而是一個系統的服務,牽一發而動全身。5G+智慧社區通過頂層設計,向下打通智慧家庭,向上對接智慧城市。5G將促進形成基于信息化、智能化的管理和服務,構建出良性運營的新社區形態,是打通最後一公裏的終結者。

2、5G網絡基石:雙千兆

人與人、人與物、物與物之間,連通的數量與速度,支持著現代社會的發展,也可以說是推動全球經濟因素的第一馬達。4G時代主要是手機的影響,而5G時代將加速對人類生活的影響。5G智慧社區時代,是高水平的硬件連接協作,將會有海量的物聯網設備運行在5G高速網絡中,所以說5G打造的基礎設施非常重要。

通過“5G+光網”實現雙千兆網絡部署,利用高帶寬、低時延、大連接等優勢深入推進網絡智能化、應用智能化,5G與千兆有線寬帶之間不是替代關系,千兆寬帶和無線蜂窩網絡都是新型的信息基礎設施。

5G鮮明的特點之一就是“傳輸速度快”,速率比4G快10倍,時延低至1毫秒,這種信息傳輸速度的加快,使得設備的數據分析能力不斷強化,能更快響應業主的需求,從而能大力提高社區服務的及時性。

5G升級後智慧社區內組網模式將實現有線(光纖)、無線(毫米波)等多重覆蓋。社區內的賓館、幼兒園、廣場、養老院等多行業、多組織,可享受流量更大、範圍更廣、反饋更快的感知、監測和識別服務。

除了高速率以外,5G網絡速率完全不受接入設備的增加而降低,而且5G費用較于以前將大有降低且更加安全。

3、5G感知網絡:無形的重要媒介

傳感網絡是用戶感知“無形的技術”的重要媒介,部署的海量物聯網設備通過5G升級,在社區場景實現數據感知和連接的社會面、行業面全覆蓋,讓無處不在的傳感器隨時隨刻提供缜密的數據收集與反饋。

在5G智慧社區場景中,泛在的智能感知管理系統包含社區的態勢感知、預警感知、消防感知、地磁感知、煙感感知、車輛感知、運維感知、井蓋感知、垃圾箱感知、水壓感知、空氣質量感知、水質感知、電梯感知、溫度感知等一系列的感知應用。

在感知網絡的基礎之上,5G智慧社區通過AI人工智能的深度賦能,可以實現具有高度智能的社區管理、精准運營的神經感知能力,讓原有的被動識別、被動管理技術實現模式逐漸由人工智能技術代替,從而實現主動識別、無感采集、主動辨識的技術能力。

感知具體場景包括物與人,例如平日裏隨處可見的水電表、燈杆、井蓋、煙霧感應器等在5G時代都將變得更加智慧,每個對應設備內安裝智能傳感芯片,通過網絡接入大數據管理平台,用戶可通過智能終端實現監控路燈、水位、煙霧報警等信息獲取。又例如社區環境監測系統,可對風向、氣壓、雨量、溫度、濕度、太陽輻射、PM2.5等環境要素進行全天候現場精確測量,減少人力成本,實現智慧社區管理。

4、5G智能安防/安全:臉通

智能安防是智慧物業的重中之重,一直以來,透過5G融合人工智能的4K、8K安防監控解決方案以及相關應用,更多安防設備與功能的疊加,將構建起頗具特色的5G智慧社區,通過視覺識別、雲平台、大數據等手段實現無感采集、無感預警、多級布控等能力,大幅度提升社區安全水平。5G網絡正式商用後,監控設備將進一步走進8K分辨率時代,這意味著清晰度更高的畫面與更豐富的視頻細節,這使得視頻監控分析價值更高,市場機會更多。而從視頻數據傳輸方面來看,5G技術可以提升超高清監控視頻資源的傳輸速度以及後端智能數據處理能力,減少網絡傳輸和多級轉發帶來的延遲損耗,視頻監控將不再局限于固定網絡。

視覺安防識別方面,5G社區需要升級的安防設備主要包括道閘、停車管理系統、人行通門禁、門禁管理系統等,例如人臉識別系統實現一人一檔,與公安系統打通建立黑白名單,將實現應用人臉識別、後台登記、動線追蹤、誤入提醒的完整安防措施與體系,確保業主無憂安享,提供更智能的業主識別,根據用戶身份匹配設定環境,並通過更多的交互系統實現操控。例如在單元入戶門上方安裝攝像頭,已經通過信息采集的居民,只要站在攝像區裏1米遠範圍內,樓門就會伴隨“樓門已打開”的提示自動打開。又例如小區停車將區別于傳統停車方式,智慧停車系統可以通過道閘物聯感知、視頻車牌識別、雲平台等核心技術,對車輛進出實施聯網管控,讓社區治理與服務實現“秒級通信”。

5G社區視覺安防的主要應用非常場景豐富,不甚枚舉,例如通過業主人臉信息的識別和建庫,形成對社區實際居住人口的管理,通過人臉識別及關聯基礎數據而分析挖掘的通行數據異常預測的群租、傳銷居住、陌生人徘徊等內容,例如一旦社區安防平台發現同一面孔的陌生人在5個樓門口逗留超過一段時間,就會觸動提醒裝置,通知社區裏的安保人員上前查看。

同時,散發小廣告的外來人員一旦被攝像頭抓拍下來並上傳至智慧社區應用平台,當此人再次進入小區時平台就會自動報警,通知安保人員到現場攔截勸阻;保安佩戴的AR智能眼鏡,秒級反應識別嫌疑人,成爲小區保安巡邏的助手;業主、租戶通過可視雲門禁、社區監控系統進行人臉識別出入,業主、租戶變更及時准確,通過標簽化管理系統,物業隨時清晰明了業主狀態;安防巡邏無人機通過視覺識別技術實現取證治理高空抛物、車身劃痕、亂倒垃圾等社區頑症;借助5G網絡的高連接速率、大容量高密度和低時延特征,通過5G攝像頭對社區所面對的公共道路,實現道路行駛車輛、人員的感知和識別,有效拓展觀測角度,協同交通管理系統提供安防管理和公共服務;利用人臉識別技術,促使業主及時上報不動産交易、租賃等信息。

除了視覺識別以外,5G還將助力安全系統,智能門鎖、門磁、智能攝像頭、煙/氣傳感裝置等設備接入,實現遠程視頻監控、煤氣泄露/火災等隱患的預警。

5、5G智慧醫療:突破時空

5G社區依靠志願者、養老顧問、上門服務人員、社區醫生等服務力量,借助5G技術與業務手段,重點服務老人、殘疾人、精神疾病人員、計生特扶對象、特困救助對象等人群。

5G體系下的健康社區爲業主帶來完整的線上+線下健康産品、健康顧問、健康診斷等優質服務,突破時間和空間限制,縮短百姓就醫路程,可以真正實現遠程會診,讓百姓在家門口就可以享受醫療資源服務,一定程度上解決了醫療資源不均衡和局部醫療資源緊缺的問題。

5G智慧醫療則依托5G技術低時延等特性,可以實現健康數據與健身、醫療等社區服務平台的數據互通,快速反饋並做到及時預警,通過5G傳輸+異地聯動實現遠程健康會診,向社區提供遠程B超、遠程醫療診斷等多項醫療服務;前端感知設備可實現對公共區域的人員摔倒、人群密集區域的老人、獨居老人長時間未外出等多屬性的識別分析,並及時生成異常報警;協助社區居委會更好地爲居家養老和社區養老院第一時間提供幫助和服務;通過産品、配套與移動醫療服務的有機結合,業主可以清晨執行健康跑步計劃,日間進行健康檢測,晚上通過線上“個人健康檔案”查看各項身體指標;根據線上專家的遠程視頻診斷和指導意見,安排運動、治療計劃或制定飲食、保健品搭配方案。

6、5G數據流通:記錄過去與未來

數據可以記得住過去,看得見未來。5G智慧社區數據端將配合AI算力部署到邊緣側,將學習平台前置化,讓人與物將在數據構築的智能環境中進行交互。

人們對社區服務的要求只會越來越高,更快捷、更便利將成爲智慧社區建設迫切需求,數據處理會更加智能化。5G在社區中全面鋪開龐大的“數據信息網”,讓信息系統標准化實現免費實時共享,無論是企業、政府還是社區之間,需要通過5G技術實現數據超快速共享,讓數據多跑路,業主少跑腿,實現低成本、高效率。

對于物業來說,費用催交一直是頭疼的問題,結合5G網絡下的物聯網技術,讓財務管理智能化,信息化、數字化成爲可能。催繳信息可以通過道閘、門禁、梯控系統、室內機、手機APP等方式送達業主APP,同時欠費業主回家的信息會推送到員工手機端,方便員工催交,對惡意欠費業主,還可限制其出行。

例如在綜合管理服務中心大廳的顯示屏上,可以實時顯示出轄區內主要區域的居民活動狀況、交通衛生狀況等監控信息;智慧消防、智能路燈、智能井蓋等項目建設,便于社區管理者實時掌握各個社區項目運行狀況;業主車牌識別,無感通行,同時與社區數據庫連接,提醒用戶繳費,訪客二維碼出入,自動計費,全程智能通行,無需人工;幫助車主智能尋找周邊便捷、且價位優惠的停車位,然後導航過去停車,爲車主提供無需取卡、快速通行、自動扣費放行、信息及時推送、充值消費、返利記錄輕松查詢等服務的應用;通過對社區垃圾站的監測和感知,協助居委會進行垃圾分類管理問題。

7、5G員工管理:人數少,更高效

目前物業的管理人員,需要電腦般的記憶力、運動員的體魄和律師的口才,5G社區需要離開管理人員的可持續良性運營,通過資源整合,運用信息化手段,實現員工,組織系統,要有一套工作機制和運行運營機制,提高運行效率,從而實現減少管理部門、工作人員的人數。

物業員工指負責社區安防、設備維修、保潔清掃等“牆內服務”的人員,物企員工普遍素質不高且工作效率低,很難形成高效的管理機制,一直是智慧社區的痛點。5G智慧社區可以對員工打卡、工作GPS軌迹追蹤、設備巡檢、安全巡邏等工作進行數據采集、記錄,爲管理者提供管理依據。同時系統支持多種管理模式,系統內嵌適合中小型物業的扁平化管理模式,讓物業管理更高效。

8、5G O2O:线上+线下

現代社區服務內容多樣化,涵蓋與延伸領域較多,服務與觸及範圍較廣,5G的改造將涉及方方面面。5G更加致力于圍繞社區居民生命周期構建出完整的服務産業鏈,通過統一的大數據雲平台將各個物業單位和住戶、商戶、員工等緊密連接起來,包含社區內及沿街商鋪和一般企業的統計、關聯等。

例如5G社區的公共服務將更加精准,對無需居民提供材料的事項按時主動辦理,上門服務;對僅需提供基礎材料的事項,運用“5G+”政務服務模式,開通網絡辦理渠道;對需現場辦理的事項,推行前台受理、後台辦理的模式,實現一站式辦理;對于快遞收發,水電氣物業繳費、家居家電維修、新鮮的蔬果配送等各類生活消費,多重服務實現線上線下交易一體化。

9、5G社區:多應用、多組網、多形態

以上總結,包含5G智慧社區覆蓋多應用、多組網、多形態等多要素,AIoT+5G的智慧社區,將使人們的工作和生活更加便捷、舒適、高效。

通過利用物聯網、雲計算、移動互聯網等新一代信息技術的集成應用,整合停車管理、可視對講、門禁管理、梯控管理、定位巡更、視頻監控、通道管理、消防監測、電梯監測、移動終端等一系列管理體系,形成基于信息化、智能化社會管理與服務的一種新型管理形態社區。

在5G時代,隨著海量物聯網設備的部署,智慧社區平台能更精准整合“線上”和“線下”兩端的資源,並通過雲端進行管理,爲居民創造更加便捷的社區生活環境的同時進一步拓展增值服務發展空間,創造新的盈利點,對于物業、業主和政府來說,都是正收益,可謂三方互盈。

10、案例應用

AIoT+5G有著廣泛的典型應用。

諸如智能路燈,通過AI攝像頭檢測到道路上的行人情況,從而實現亮度自動調節,降低了40%的綜合能耗;智能井蓋,可以在1分鍾感知到井蓋的位置是否異常,比如被人挪動、偷走等,從而消除存在的安全隱患;智能垃圾桶,能夠實時檢測垃圾桶的情況,在溢滿時自動通知,可提升30%的垃圾清理效率。

例如工廠的數字化,將工廠中的數控機床、生産設備連接起來,對于新建工廠而言,光纖是好的選擇,然而對于大量存在的老的工廠用光纖很難替換。大家想到通過無線技術將這些設備連接起來。然而,現有的Wi-Fi技術的帶寬、可擴展性、抗幹擾能力很難滿足工廠環境的實際應用需求,Wi-Fi連接在工業領域的利用率不到6%。

5G在可靠性、抗幹擾能力上可以滿足工廠環境需求,因而可以用在企業外網和企業內網中。其中,在企業內網中的應用又可以分爲5G公網和5G專網。5G公網是指用運營商的基站,在自己工廠中建設網絡系統,還有很多工廠幹脆把控制部分也交給運營商來做,5G專網是指工廠自建5G專用網。

機器人將來會大量應用,“5G+8K+移動邊緣計算”可以讓機器人反映更敏感。用8K高清攝像頭掃描飛機蒙皮鉚接質量,通過5G寬帶快速連接企業的雲平台,顯著提升效率與檢測質量。利用5G的低時延同步兩個攝像頭,將從兩側獲取的視頻合成飛機精確的3D視像。

機器視覺也將得到廣泛應用,中國每天在産線上進行目視檢查的工人超過350萬,其中僅3C行業就超過了150萬人。但人工檢測准確度不高。機器視覺需要借助邊緣計算與中心雲的大規模AI比對分析能力,5G爲雲連接提供寬帶和快速通道。

諸如在語音識別、人臉識別、步態識別中的應用:貴州80%以上的按鍵都運用了“人像大數據系統”;騰訊優圖人臉識別能力兩年來已幫助上千個家庭找到了走失的家人;香港2019年7月發生暴力事件,暴徒幾乎都戴口罩和頭盔來躲避人臉識別,需要使用步態識別技術,通過身高、腿骨、肌肉、關節等人體體型特征好走路姿態進行步態識別。

11、AIoT的发展脉络:1.0 2.0 3.0时代

AIoT將經曆單機智能、互聯智能和主動智能3個發展階段。

單機智能階段是指單機系統需要精確感知、識別、理解用戶的各類指令,如語音、手勢等,並正確決策、執行和反饋。而這個過程中設備與設備之間是不發生相互聯系的。

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,智能家居基本處于互聯智能的初級階段。(原標題:從5G應用場景看5G+AIoT如何改變未來智慧生活?)

编辑: 娄倩云 返回合肥在線首頁
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