本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部
摘 要:随着工业互联网的迅速发展,定位技术在工业领域的重要性日益凸显,5G与北斗导航系统的结合正在引领一场技术革新。首先介绍了工业互联网的概念、发展状况以及定位技术在其中的应用现状。重点探讨了“5G+北斗”协同创新技术在工业互联网中的应用,包括室外和室内高精度定位、短报文通信和遥感等能力。这些技术在推动工业互联网的智能化和无人化转型中发挥了关键作用。通过综合分析真实应用案例,分析了“5G的高速率+北斗的高精度”协同创新的巨大潜力。
关键词:5G;北斗;工业互联网;高精度定位;数字化转型
doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2024.11.008
概述
1.1 工业互联网概念与当前发展概况
工业互联网(Industrial Internet)是指将先进的通信技术、传感器技术和数据分析技术与传统工业系统相结合,实现传统工业领域的智能化、数字化和互联化。它是第4次工业革命(工业4.0)的核心组成部分,旨在通过网络化的机器和设备之间的智能通信,提升生产效率,降低运营成本,推动新的商业模式。
工业互联网通过人、机、物的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,对各类数据进行采集、传输、存储、分析,并形成智能反馈。这一过程推动了全新的生产制造和服务体系的形成,优化了资源要素配置效率,提高了企业生产效率,并创造了差异化的产品与服务。工业互联网主要包括网络、平台、安全三大体系,其中网络是基础,平台是核心,安全是保障。
自2015年我国政府工作报告中首次提出“工业互联网”以来,国务院及工信部等部门相继发布了多项政策文件,明确了工业互联网的战略地位和发展路径。例如,《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》等文件提出了多项重点行动和工程,旨在解决工业互联网发展中的难点问题,推动产业数字化和数字产业化。2022 年中国工业互联网平台企业侧市场规模达到 28.6 亿美元(约合人民币 192 亿元),同比增长 22.3%。2024 年,中国工业互联网产业增加值总体规模将达到4.95万亿元,在GDP的占比继续提升。
1.2 工业互联网中的定位技术综述
随着工业互联网的快速发展,定位技术在工业领域的应用变得越来越重要。定位技术通过提供设备、人员和资产的实时位置信息,帮助企业优化运营,提高生产效率,确保安全。当前,工业互联网中使用的定位技术种类繁多,包括全球定位系统(GPS)、射频识别(RFID)、蓝牙低功耗(BLE)、Wi-Fi 定位、超宽带(UWB)定位技术等。这些技术各有优劣,适用于不同的应用场景。例如,GPS 具有全球覆盖和高精度的优点,但在室内环境中表现较差;而 RFID 和 BLE适合短距离和室内环境,成本低,易于部署。随着技术的进步,特别是 5G 网络和北斗卫星导航系统的发展,使高精度定位技术在工业互联网中的应用逐渐成为可能。5G 网络的高速度、低延迟特性,使得实时位置数据的传输更加流畅,支持更精确的定位服务。北斗系统作为中国自主研发的全球卫星导航系统,通过增强定位精度和可靠性,扩大了在工业应用中的使用范围。这些高精度定位技术为工业自动化、智能化提供了坚实的基础。