智能城市涉及许多连接的传感器和产生大量数据的设备。如果管理得当，这种数据流可以提高城市基础设施的透明度和效率。
在实践中，智慧城市利用了许多连接设备，包括：
· 交通摄像头
· 停车场传感器
· 电表
· 公共交通车辆
· 路灯
· 建筑物
蜂窝网络和物联网对于实现智慧城市愿景至关重要。它们提供可靠且网络安全的硬件和连接，以使这些系统发挥作用。作为新一代蜂窝网络的先驱，5G将如何影响智慧城市的概念？
5G宽带及更高版本
5G提供可扩展LTE价值的宽带功能。尽管此功能对某些智慧城市应用（例如，捕捉实时交通的摄像机）有利，但其他智慧城市用例不需要高带宽。监测城市地区污染的传感器可能每天向基于云的平台发送一次或两次小数据包。在这种情况下，不需要持续的宽带连接——它可能会耗尽传感器电池的负面影响。
虽然目前的5G功能价值对于智慧城市来说是有限的，但随着蜂窝标准的发展，它将会扩展。LTE-M和NB-IoT已嵌入当前的5G运营中。但2022年，3GPP Release(Rel)17将更好地赋能低功耗、海量物联网应用，提升智慧城市优势。
着眼于当前和近期的可能性，让我们探索一些5G智慧城市应用。
交通管理和分析
许多城市使用或对智能交通系统(ITS)感兴趣，该系统旨在限制道路拥堵。此类系统监控交通并使用人工智能和机器学习来识别模式和改变关键要素（例如，一天中特定时间的交通信号灯周期）以减少拥堵。
根据系统的不同，传统技术可能会提供足够的连接性。然而，如果一个城市想要流式传输高质量视频以进行实时分析，5G的高带宽将有所帮助。中国的一些城市使用摄像机监控交通。他们使用多路访问边缘计算(MEC)进行视频处理，使用5G上行连接到基于云的分析引擎和数据湖。
智能公用事业和计量
5G将对公用事业产生巨大影响，包括基础设施变革。当今的智能电表往往是低功耗设备，吞吐量需求极小。智能公用事业的发电和电网将立即获得5G的好处。公用事业公司需要同步风电场的电源，以保持产生的最终电流同相。
5G将为频率调节提供可靠的连接（即自动调整功率以稳定和同步功率以避免断电）。研究和实施私有LTE的公用事业公司将可以选择升级到私有5G网络以提高性能和安全性。
5G公共安全
大多数急救蜂窝系统（例如美国的FirstNet）都基于LTE技术。5G对公共无线电系统的早期支持。运营商正在考虑在5G频段上使用FirstNet设备。为实现此功能，设计人员需要开发支持这两种技术的设备。除了无线电通信之外，急救技术中还有多种潜在的5G应用，包括：
· 连接的耳机
· 身体凸轮
· 增强现实智能眼镜
· 生命体征监护仪
这些设备可以受益于5G的更高带宽和强大的安全性。5G可以促进设备的进一步发展，以帮助急救人员完成工作。
公共交通
大多数公共交通传感器监测火车和公共汽车的物理位置。然而，一些城市正在关注5G的额外优势。一家瑞士公司正在将5G集成到他们的GPS跟踪设备中，以为火车乘客提供宽带连接。航空公司可能会在私人和商用飞机上这样做，以提供机载连接。对于汽车制造商而言，5G将提供车对车和车对基础设施的通信，以实现自主公共交通。
智能楼宇
智能建筑呈现出一个复杂的场景，其中包含许多可能的情况和应用。较旧的蜂窝技术可能会在数年内保持主导地位，除非不方便安装有线连接。在这些情况下，可以考虑5G。
随着5G的推出，它将成为智能建筑基础设施的自然组成部分。当Rel 17改进大规模物联网和低功耗传感器的性能和价位时，智能建筑将从转变中受益。带有温度传感器以测量热量消耗的建筑物依赖于Wi-Fi连接，这可能不稳定且容易受到网络威胁。在5G无处不在的世界中，来自这些传感器的数据流将变得更加可靠且更易于保护。
自动驾驶汽车
5G对于汽车行业实现安全有效的自动驾驶汽车操作至关重要。自动驾驶汽车依赖于传感器技术和车载计算机。它们必须与GPS卫星和基于云的分层系统保持持续连接。5G将实现车对车通信，因此自动驾驶汽车可以与彼此（以及人类驾驶员）共享道路。
电动汽车
5G将影响电动汽车的能源分配。当前的电力网络无法支持大量的电动汽车。一种可能的解决方案是能量共享。如果太阳能充电站连接到电网且未使用或未满负荷使用，则它可以热电并入电网。
公共照明
智能照明是另一个在可预见的未来将与低功耗广域网技术配合使用的用例。此应用程序没有立即切换到5G的需要。然而，随着5G基础设施的推出，一些城市可能会考虑两用智能路灯来提供照明和5G覆盖。我们可能会看到许多两用应用将5G与现有技术相结合，以提供改进的服务。
5G网络安全
安全性如何影响物联网设备制造
网络安全是互联智能城市设备的合理关注点。由于物联网缺乏监管和明确的安全标准，设备可能存在硬件和软件漏洞。城市IT官员必须选择具有可靠安全记录的供应商以确保安全。由于5G将启用大量连接设备，因此将凸显对稳健安全策略的需求。智慧城市设计师必须保持警惕，寻求安全的解决方案来抵消风险。
虽然5G会影响连接性，但它将为许多创新创造空间以匹配其功能。这些创新将包括用于管理复杂分析的新设备和软件平台。智能电表可以全天候监控建筑物的能源消耗，并根据当前需求调整价格。然后仪表可能会通过公用事业的智能手机应用程序（或连接的恒温器上的交互式屏幕）通知用户。协同工作的各种智慧城市应用将成为一个集成系统。5G将支持这些额外的用例，增加服务的数量并增加它们的复杂性。
