5G-A无源物联网应用案例白皮书2024

中国移动��通�信�年集�团�月有限公司 前言 新质生产力以全要素生产率大幅提升为核心标志，5G-A无源物联网通过颠覆式技术创新激发新质生产力强大动能：通过架构革新、算法创新、方案创新，实现无源物联网络化部署、高效组网协同、海量并发接入；通过跨域创新实现低成本融合定位、复合环境能量采集及多元感知。5G-A无源物联网可低成本、高效率连接各类生产要素，将实物资产转变成数据资产，实现标识对象全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化（即“三全三化”）管理，通过数据分析及数据运营，扩展要素类型、提升要素质量、改进要素组合、优化生产流程、提升全要素生产率。本白皮书聚焦无源物联网典型场景解决方案及应用案例，为无源物联网应用方案创新和规模落地提供参考。 本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制和拷贝相关内容。 目录 01 5G-A无源物联网概述01 发展背景01 5G-A无源物联网未来市场空间02 5G-A无源物联网服务能力架构03 02 5G-A无源物联网典型应用案例06 中国石化物探院节点仪管理06 国家电网电力物资管理09 河北保定物流中心仓储管理12 浙江公牛物料载具管理16 米兰天空住宅区电动车管理19 楚雄复烤厂原材料管理23 03 总结与展望27 5G-A无源物联网概述 1.1发展背景 在全球产业升级和数字化转型的大潮中，物联网（InternetofThings,IoT）作为核心技术之一，近年来持续快速发展，从简单的设备互联到复杂的智能化系统，物联网已经渗透到工业自动化、智能交通、医疗健康、智能家居等众多领域[1]。随着产业数字化的深入推进，行业对人员、资产、物料、产品等全生产要素、全生命周期的智能化、自动化、可视化的管理需求日益迫切[2]，全行业万亿量级哑终端的信息化改造难、维护成本高，要素数字化成本高。 应对行业海量要素数字化的需求，2021年，中国移动率先提出“无源物联网”理念，实现无源物联从传统的“单点读取”向“网络覆盖”的跨越式发展，并将无源物联分为单点式无源物联1.0、组网式无源物联网2.0、蜂窝式无源物联网3.0三个阶段[3]，其中组网式和蜂窝式无源物联网统称为5G-A无源物联网。 与传统物联网相比，无源物联网的核心特点在于端侧“无源”，终端无需外置电源或定期更换电池，而是通过能量采集技术从周围环境中获取微量能量（如射频能、光能等），并进行数据传输和交互，具备极低成本、极低功耗、易部署、免维护等优势，可为海量哑终端提供快速联网能力，打造万物互联数字化基座。 超高频RFID技术作为最典型的单点式无源物联1.0技术，近年来被广泛应用于零售、物流、医疗、交通、安全等多个领域[4]。但受限于识别距离、识别精度、业务支持能力等，难以满足大面积下的海量物品和资产的自动化管理需求[5]。5G-A无源物联网通过架构创新、算法创新、能力创新，解决传统RFID性能受限、场景受限、自动化程度低等问题。通过连续组网、无缝覆盖，实现“局域+广域”全要素、全流程、全生命周期可视化、自动化、智能化管理，可广泛应用于各行各业资产管理、人员管理、仓储管理、产线管理、以及环境监测等场景。 1.25G-A无源物联网未来市场空间 5G-A无源物联网端侧具备低成本、易部署、免维护优势，网络实现大规模覆盖、灵活组网、海量接入，拓展低成本定位、融合感知等能力，将通过“一网多能、一标多用”，推动企业运营、社会治理等领域数字化升级，打开千亿级连接、万亿级市场。 垂直行业领域，5G-A无源物联网可以帮助企业实现极低成本固定资产全生命周期数字化管理，提升资产利用率，降低资产损耗，同时基于海量数据拓展资产预测性维护、定位查找、数字金融等服务。仓储行业，根据中投顾问数据显示[6]，我国仓库总面积4.05亿平方米，2024年智慧仓储市场规模预计达到1834亿，初期按1%渗透率逐步发展，市场空间有望超过20亿元；物流行业，据中商产业研究院统计[7]，2024年我国智慧物流行业市场空间预期超过8500亿元，初期按1%渗透率逐步发展，市场空间有望超过80亿元；供应链领域，据艾瑞咨询统计[8]，2023年，供应链数字化信息流、物流、资金流服务共同创造3.6万亿市场，2027年有望达到5.3万亿。初期按1%渗透率逐步发展，市场空间有望超过百亿元。智能制造领域，无源物联网可服务线边库管理、生产资产，设备，载具管理等场景，全国工业企业45万家，无源物联网市场空间保守估计超百亿。零售领域，全国规上零售企业12万家，其商品数量多、流转频次高，数字化升级需求强烈，无源物联网零售领域市场空间超十亿。 政务领域，5G-A无源物联网具备多传感融合、广域覆盖能力，可实现地下管廊监测、管道状态管理、桥梁自动监测及预测性维护、精细化能耗管理、城市基础设施管理等能力。市政工程是使城市运作及健康发展的基础，同时也是经济转型的重要支柱。据中商产业研究院统计[9]，按对市政工程固定资产的投资计，市政工程的市场规模由2018年的2.31万亿元增至2022年的2.93万亿元，2023年达到3.1万亿元。 5G-A无源物联网不仅可以实现海量物资随时、随地联网，支撑可视化业务管理、自动化业务执行，进一步拓展可感知、定位等能力，基于海量数据，拓展智能化应用和价值运营。 0102 1.35G-A无源物联网服务能力架构 5G-A无源物联网，作为新一代物联网技术，通过融合5G-A的先进通信技术与无源物联网的创新应用，构建一个高效、低成本、智能化的物联网生态系统。5G-A无源物联网服务能力架构从端、网、云、用四个维度出发，通过技术创新和模式优化，实现了对物联网服务能力的全面升级。服务能力架构如下： （1）端：低成本全生产要素数字化 图1.1无源物联网络服务能力架构 （2）网：规模覆盖、海量连接、实时联网 在5G-A无源物联网中，网络层主要提供无源物联网网络通信能力，如组网式无源物联网2.0、蜂窝式无源物联网3.0，可以形成局域和广域组网覆盖，实现货物的自动化、大规模、高效盘点。无源物联网网络设备负责向无源物联网终端发射能量信号以供其工作，并接收终端反射回的携带数据信号，之后通过有线或无线方式将数据传送到无源物联网管理平台。网络的高效性和可靠性对于保证整个系统的稳定运行至关重要。 图1.3组网式无源物联网架构 5G-A无源物联网的“端”层主要由无源物联网标签构成。这些标签无外置电源， 而是通过能量采集技术（如射频能、光能等）从周围环境中获取微量能量进行工作。这种设计极大地降低了终端的部署和维护成本，使得海量哑终端能够快速、低成本地接入物联网系统。它们直接贴附或安装于物品、车辆载具、人员上，提供唯一标识，并具备传感能力，能够监测环境状态等数据。并能设计成不同形态、规格和功能，如柔性标签、抗金属标签、温感标签、扎带式标签、发光标签、手环标签等，以满足多行业多领域的需求。5G-A无源物联网通过高效的信息采集、传输与处理机制，将各类生产要素（如人员、资产、物料、产品等）转化为数据资产，实现了全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化管理。这种低成本、高效率的数字化转型方式，为全球产业升级和数字化转型提供了强有力的支持。 当前中国移动已研发“中移百灵”组网式无源物联网系统，具备远距离识别、灵活组网并发、海量接入等能力，兼容各类型无源物联标签，构建一张万物移动互联基础设施网络。 （3）云：高效计算、智能融合、自动运维 云层是5G-A无源物联网系统的数据处理和存储中心，是提供远程数据处理、存储与智能分析的核心平台，支持海量物联网设备的无缝连接与高效管理。云端计算提供强大的模型计算能力和丰富的数据处理算法。无源物联网管理平台作为连接底层硬件与上层业务应用的桥 图1.4“中移载物”无源物联网统一平台 梁，主要负责无源物联网设备管理、终端数据 的汇聚处理等，包括设备管理、标签管理、数据处理与分析、应用服务接口管理、 运维管理等模块。这些模块共同协作，为5G-A无源物联网提供了全面、高效、可管理的云服务能力，实现对海量数据的快速处理和深度分析，为应用层提供有力的支持。 当前中国移动已研发“中移载物”无源物联网统一平台，支持综合业务管理及设 备远程运维管理能力，具备快速开通，支撑业务开箱即用、AI融合，实现资产精准管理、开放协议，与现有系统快速对接三大能力，赋能各类行业应用场景及物资管理需求。 图1.2无源物联网标签类型示例 0304 （4）用：多行业、多场景、多业务综合服务 在应用层面，5G-A无源物联网系统面向各行各业不同场景通过各种应用平台提供服务。这些应用平台基于无源物联数据，面向最终用户实现业务全流程管理，如资产追踪、库存管理、环境监测等。通过用户界面和数据分析工具，应用平台能够将收集到的实时数据转化为有价值的业务洞察和操作指令，促进企业优化流程、提升效率，并做出更加精准的决策。应用层还负责将处理后的数据以可视化、智能化的方式呈现给用户，提高用户体验和满意度。 综上所述，5G-A无源物联网以其独特的架构设计和先进的技术特性，展现了强大的总体服务能力。其低成本室内定位功能，打破了传统物联网在定位精度和成本上的限制；一网多能的设计，使得网络资源得到充分利用，提升了整体运营效率；一标多用的灵活性，降低了标签使用成本，增强了系统的可扩展性；群读群管的能力，实现了对大规模物联网设备的集中管理和高效调度；而高度自动化的特性，则进一步提升了物联网系统的智能化水平和响应速度。5G-A无源物联网能为各行业的数字化转型和智能化升级提供了强有力的支撑。随着技术的不断成熟和应用场景的持续拓展，5G-A无源物联网将在未来发挥更加重要的作用，推动物联网产业迈向新的发展阶段。 5G-A无源物联网典型应用案例 2.1中国石化物探院节点仪管理 2.1.1背景介绍 中国石化石油物探技术研究院（以下简称中国石化物探院）5G全连接工厂，位于江苏省南京市，是5G智能地震数据采集节点仪研发与生产调度中心，辐射国内外多个地市（区）的地震数据勘探采集设备流转需求。库内总面积约300平方米，库内管理5G智能地震节点仪数量上千个，年均设备流转量数十万次。 2.1.2问题挑战 5G智能节点仪作为地震勘探业务的核心设备，是中国石化物探院的重要资产，其数字化、信息化管理对地震勘探作业效率、日常节点仪使用及维护极其重要。当前的5G智能节点仪管理主要存在如下问题。 海量5G智能节点仪人工盘点效率低，易出错：成千上万的智能节点仪被部署在偏远的勘测站点，设备数量庞大、分布分散且流转频繁，采用传统人工盘点方式不仅耗时费力，而且容易出错，导致设备数量、状态等信息不准确，进而影响到勘探项目的整体进度和成本控制。 06 5G智能节点仪出入频繁，传统人工核查效率低：年均设备流转次数十万次，需明确库内出入节点仪数量及下游目的地，及时告知收货方设备发货信息。当前 主要采用人工点数并核对模式，耗时长、出入库效率低、管理成本高。 05 2.1.3应用方案 整体系统架构 通过在中国石化物探院5G全连接工厂部署“中移百灵”无源物联网系统，在智能节点仪设备、载具、仪器、工具等作业物资上贴附无源物联网标签，结合“中移载物”无源物联网统一平台，可实现海量作业物资的自动化、智能化管理。整体应用方案架构如下： 图2.1基于5G-A无源物联网的能源物资管理应用方案架构 （2）5G智能节点仪自动化出入库管理：系统自动识别智能节点仪携带无源标签，记录出入库信息，自动化实现多批次出入库管理，无需人工干预，降低了出错率，提升了各个仓库出入库的效率和准确性。 （3）全国5G智能节点仪智能调度：结合全仓自动盘点及出入库管理数据分析，帮助管 图2.3基于5G-A无源物联网的资产自动化出入库管理 （1）智慧能源管理平台：负责启动资产管理任务、下发任务指令给“中移载物”无源物联网统一平台、并接收任务结果数据、前端展示。 （2）“中移载物”无源物联网统一平台：负责按业务指