5G+智慧社区的研究与建设构想

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年2月5期   作者: 秦欣鑫 周琦 冯星宇 韩寒 韩涵
[导读] 随着物联网、云计算、人工智能等新兴技术的迅速发展和5G信息化时代的到来,万物互联、智能化的智慧社区应运而生。5

         摘要:随着物联网、云计算、人工智能等新兴技术的迅速发展和5G信息化时代的到来,万物互联、智能化的智慧社区应运而生。5G技术融入社区建设,为智慧社区的建设提供了强有力的支持。本文结合5G高速率、低时延、低功耗等特点和当前社区所存在的问题进行分析,最终提出一套合理的智慧社区构建方案。利用网络化、数字化、集成化和生态化手段统筹社区数据资源,创建智能服务云平台,设计智能应用场景,打造新型社区形态。
         关键词:5G时代;智慧社区;信息化;智能化
1 背景及现状
         当前,大多数居民社区智能化管理欠缺,在社区安全、环境和养老等服务方面,尚存在许多民生问题。人们的需求日益增多,社区管理、服务、商业等需求也随之增长,传统社区模式将被颠覆。
         5G时代信息化、智能化的管理和服务将构建新型良好运营的社区形态,5G高数据速率、降低延迟、节约能源、降低成本、提高系统容量和设备连接的特点,终将是变革人们生活、生产方式的未来趋势。5G技术融入到居民社区中,结合云计算、大数据和物联网等新兴技术,能更好的感知收集小区民生关键信息,提供更加人性化服务。
2 总体架构
         智慧社区系统自下而上分为感知层、网络层、平台层和应用层,如图1所示。总体上看,5G+智慧社区系统是一个集线上服务与线下管理于一体的超级生命系统。智慧社区开放云平台服务,并结合线上信息服务于线下社区管理,将社区内的人、物、事进行连接,进而提高更加人性化、个性化、全方位的服务质量。

图1 智慧社区系统构架
         (1)感知层:用于识别物体,采集信息。包含对手机二维码,呼叫中心,摄像头,无线传感等信息的识别采集,为上层平台提供各类感知数据资源。
         (2)网络层:“三网”合一,3G/4G/5G通信网络、互联网、物联网相结合。社区内,通信网络将数据结构加密处理,通过互联网连接物联网数据中心,物联网数据中心通过安全边界将信息传输到云平台。
         (3)平台层:是以数据存储和管理为核心的云计算系统,将网络层上收集的各类数据规范化处理,并分类存储管理,构建物联网信息库等分类数据库,自动化、智能化的整合存储资源,并与其他系统进行数据共享,提供云服务。
         (4)应用层:面向用户,为线下社区管理和政府定制应用提供各类综合业务应用功能,包括智能楼宇、智能门禁、智能报警、车辆管理、数据对接等功能,以及系统基础的管理业务应用,完成用户管理、设备管理、社区管理服务等。
3 应用场景
         (1)社区安防:在社区部署全方位监管系统,安置超清摄像头监管下层社区情况,利用5G低延时技术实时回传监控画面。在社区每栋楼下设立人脸识别,可视电话和多目标智能视频监测系统,实时监管进出人员情况。社区边缘设置电子监控围栏,设定智能入侵报警系统,安装视频监控,为社区安防提供实时跟踪手段,并为事后追查提供信息。在主要人流区域部署高清摄像头采集人、车信息,实时向管理人员回传画面,实现社区内的尾随监测以及报警视频互联,确保社区公共区域的安全,实现社区的安全化管理。
         (2)社区环境:5G结合AR技术,利用无人机监测社区环境卫生。通过AR识别社区内存在的垃圾,实时传送到卫生人员手中,保障社区卫生。结合传感器技术在垃圾桶上安装报警系统,垃圾溢满报警,并通过5G高速率特性及时向工作人员反馈信息。对垃圾分类错误和垃圾不入桶的现象进行报警,提醒纠正错误行为。
         (3)社区服务:搭建5G基站,社区能够轻松实现各类5G教育场景应用,解决学生在家上网课网络拥挤问题。实现高清在线教学视频直播、远程直播、在线互动等功能,为社区教育提供超高清无卡顿的服务。5G+AR/VR技术,实现社区的数字化和智能化,系统通过手机反馈社区的卫星定位信息,轻松了解社区分布。在社区的休息处,设置娱乐互动体验,丰富居民的社区生活。
         (4)社区养老:家庭方面,针对不同家庭定制不同方案,利用5G远程控制和高清视频监测老人行为,智能检测心率,监测老年人跌倒并智能提醒,情况危急时系统将智能求救。可与老年人互动,注重居家老年人的心理健康,保障居家老人的安全。社区方面,统计每个居民的健康问题,及时发现危急情况并做出相应的抢救措施。通过5G网络技术,实现社区医院和城市优质医院的远程资源共享,利用5G的超高带宽、低时延技术,提供远程会诊,远程监护,在危险时刻可以远程指导抢救。
4 技术方案
         (1)5G新一代通信技术:高宽带移动业务、?高频段毫米波通信、超高可靠低时延通信URLLC,专用于大规模物联网的海量机器通信Mmtc。
         (2)物联网技术:由信息传感设备按协议实现物网互联、智能识别和定位等。
         (3)智能视频监控技术:主动监控(自动检测、识别入侵)。
         (4)信息图像处理技术:视频基带信号传输、射频传输、光缆传输。
         (5)信息传输技术:图像数据的变换、编码和压缩,提取图像中某些特征或特殊信息。
         (6)云存储技术:以数据存储和管理为核心的云计算系统。
5 发展空间
         (1)智慧社区发展的不均匀,不平衡。目前建设中以智能家居为主,然而智慧医疗,智慧养老,智慧商业等模块也应当重视。
         (2)国内多数社区 5G网络覆盖存在盲区,5G智慧社区还未真正普及,在运营的过程中还可以发现缺陷并改进。
         (3)结合当前疫情情况,智慧社区中应当升级应急系统,针对特殊时期采取特殊措施。
         (4)智慧社区建设和运维专业人才匮乏,人才问题会制约智慧社区的发展。
6 参考文献
[1] 张聪丛,王娟,徐晓林,等.社区信息化治理形态研究——从数字社区到智慧社区[J]. 现代情报,2019,39(5)143-144.
[2] 社会治理智能化:价值、实践形态与实践路径[J]. 唐有财,张燕,于健宁.上海行政学院学报.2019(04)
[3] 智慧城市社区信息化解决方案——智慧社区规划方案[J].马磊.通信电源技术.2019(01)
[4] 智慧城市的中国化历程和发展方向[J].李立望,黄德海.新经济导刊.2019(03)
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