5G-A无源物联应用领域及市场前景分析

国际标准化组织 3GPP 在 SA1 的研究中，提出了 5G-A 无源物联技术潜在的应用场景，包括仓储自动化、医疗设备管理及定位、物流、自动化生产和家用传感器。

1.生产数字化

生产数字化属于典型的生产流转型场景之一。区别于传统生产现场，现代化制造工厂环境中存在大量传感器节点，用于温度/湿度/振动监测、生产线监测、危险事件监测等方面。同时，某些应用中可能要求传感器节点部署在恶劣的环境（如高/低温、高湿度、易泄露环境等）、特殊的位置空间（如密集磁场环境）、甚至是极端危险环境（如移动或旋转部件、高振动条件等），以完成对制造流程数据的智能感测。此外，随着供应链流转速度的加快，现代制造业对上下游供应链的衔接与数据及时共享提出更高的要求。目前，大多数企业原材料物流管理主要通过一个条形码贯穿部分流程，存在人工打印纸张慢、扫码操作多、缺少统一服务标准等问题，且现有物流管理侧重于点对点或线对线服务，主要管理入和出两个环节，环节内部的精细管理、及各个环节间数据互联互通存在挑战。此外，信息流与实物流无法实时同步，最终导致人找料、料等人、账实不一致等问题。

传统无源物联技术通信距离短、组网困难，在大面积的厂房中仅能提供卡口式能力，无法满足生产数数字化场景需求。5G-A 无源物联技术打破了传统扫描识别的方法，借助 5G 网络广覆盖的能力，无源物联的标签能够实时上报感知数据，确保企业及时准确地掌握产前、产中物流每一个环节的真实情况，实现了生产物流全域连续覆盖，对于大批量、多规格的物料，实现了出入库、仓储、配送全过程的数字化智能高效协同决策，显著提升配送效率，让制造的全环节都能跟踪可视。

2.仓储盘点

仓储盘点是生产流转型的另一个重要场景。作为物流环节的关键组成部分之一，仓储盘点具有数据量大、数据读取频繁、成本敏感等特点，这对信息识别的准确性、信息整合的高效性、盘存效率和成本提出了更高要求。以典型制造行业为例，仓储物流总面积大，从车间的道口到地面仓库、翻包排序区、产线，整个流程中的物料流转都需要周期达到小时级别的跟踪和盘点。仓储物流单个仓储块（18m×18m）范围内上千金属料箱相互堆叠，需实现自动远程快速盘存、库位级别 3~7m 的定位能力、以及全区域连续覆盖的能力。

传统无源物联技术存在读取距离短、准确率低等问题，往往难以满足实际仓储盘点需求。此外，通常一个仓库内涉及多个企业管理方，每个管理方都需要部署无源物联设备，不仅成本较高且实施难度大。5G-A 无源物联技术借助5G网络的深度覆盖能力，仓储盘存的准确率得到了极大提升；同时，5G-A物联物联技术还支持粗定位能力，实现了实时盘存和出入库双重校验，从而极大地节约了人力成本，并提高了盘存效率。截至 2023 年 6 月，我国仓库总面积已达4.04 亿平方米，预计未来每年可实现数十亿级标签体量。

3.物流跟踪

物流跟踪是生产流转型场景和广域泛在型场景的结合。物流跟踪通过对采购过程中资金流、物流和信息流的统一控制，可达到采购过程总成本和总效率的最优匹配，为供应商、生产商、消费者提供运输、仓储、包装、配送等全方位的信息服务，降低运营风险。物流跟踪具有移动范围广、数据读取频发、并发数据量大等特点，一般要求室内网络通信距离大于 30 米，室外网络通信距离大于100米，且要求标签具备温湿度传感、压力/振动传感等感知能力。5G-A 无源物联主要聚焦高商业价值货物，在贵重消费品物流跟踪方面，通过前装无源物联标签，实现局域查找、广域防丢，打造差异化产品，包括电子消费品、酒类、烟草等，每年预计约 200 亿个包裹；在高社会价值货物跟踪方面，通过循环物流载具前装无源物联标签，实现局域盘点、广域跟踪、回收定位，助力绿色供应，包括循环周转箱、循环托盘等，每年预计约25 亿连接需求。

4.广域资产盘点

广域资产盘点是广域泛在型的主要应用场景，包括能源行业设备资产盘点、运 营 商 机 房 资 产 盘 点 等 。 例 如 ， 电 力 行 业 超高压变电站在总面积100×200m2~500x600m2范围中存在数百到上千个一次设备，包括变压器、断路器、刀闸、交流 CT、直流穿墙套管、避雷器、电缆、接地极等，需要对设备本体进行温度检测，同时超高压一次设备安全距离需要大于 10m。在该类场景中，需要一种安全的技术手段实现超高压一次设备小时级别的周期自动远程监控，包括温度信息、身份信息及位置信息等，并通过全区域连续覆盖能力实现广域监控。广域资产盘点场景普遍站址分散，传统依赖人工或现有无源物联技术的盘点成本高，效率仅能达到 2-3 个机房/天；同时，现有各类局域无线技术所使用的重点依赖电池，无法实现长生命周期及免维护。5G-A 无源物联支持环境能量供能(免电池)，生命周期长且免维护，可以大大降低维护人力；支持广域定位能力，可以满足资产盘点的基本需求。广域资产盘点类的标签需求量预计能达到每年8 亿左右。

5.寻人寻物

寻人寻物是广域泛在型的主要应用场景。当前，电子防丢器市场火热，2021年新增 1.36 亿连接，苹果 AirTag 产品在 2021 年累计出货2000 万、2022 年累计出货 3500 万，增速达 60%。 目前主流寻人寻物的标签采用手机众筹+UWB 定位服务，价格昂贵，定位服务可获得性低。5G-A 无源物联主要在覆盖、功能、定位等方面构筑优势，借助运营商基站，实现室外连续覆盖，室内有信号区域可接入，支持10 米级定位精度，通过环境能量功能，实现标签免电池，彻底消除“电量焦虑”。同时，5G-A无源物联终端的价格也会远低于当前的定位标签终端。利用5G-A无源物联C类标签广覆盖低成本的特点，通过广域连接接入市政设施管理、寻人寻物、资产跟踪等业务，预计每年将达到 75 亿个人/行业/政府资产等连接数量。

6.出入管理

出入管理是生产流转型的一个典型应用场景。各行业中对于园区、楼宇、机房、仓库、营地等重点场所需实现人员、物资进出管理，涉及安防管理、物资管理、访客管理、涉密管理等众多应用需求。 目前常见的出入管理仍需使用人工进行现场手动识别控制，效率低下，且存在疏漏问题。而通过 RFID 扫码、UWB 定位等方式也存在一些问题，例如RFID识别距离仅为米级，识别精度较低，且难以进行人员出入自动化管理（例如需要人员主动刷卡）；UWB 网关设备和标签成本高，且为有源设备，能量获取和维持问题明显，大批量应用时难以进行维护。

运用 5G-A 无源物联技术，可实现标签的无源化，消除“电量焦虑”，实现标签生命周期内免运维，且标签价格也便于客户进行成本控制，从而实现大批量大范围部署。通过在人员、物资上绑定无源物联标签，例如将无源物联标签与工卡进行融合设计，并在重点进出卡口部署运营商 5G-A 无源物联基站，对出入卡口的人员、物资进行实时、大范围、精准的扫描识别，可快速识别并获取进出人员、物资的 ID、数量、时间、定位等信息，赋能出入管理的精准化、智能化水平提升。出入管理场景广泛存在于各行业，预计未来每年可实现十亿级标签体量。

7.车位管理

地下/地上车位管理是生产流转型的一个典型应用场景。当前，截至2022年底，中国机动车保有量达 4.17 亿辆，其中汽车保有量达3.19 亿辆，汽车保有量的迅猛增加带来了停车位紧张、车位难寻、停车场安全无法保障、停车数量难以精确统计等一系列问题，而智能停车场利用无源物联标签、无线通信模块、云平台等技术来实现车位可用性管理。 通感在每个停车位上安装无源标签，作为原有地磁传感器的有效补充，检测车位是否被占用。无源标签实时监测车位状态，一旦检测到车辆进入或离开，立即将状态变化信息发送给数据采集设备。使用 5G-A 无线网络，将无源标签采集到的数据实时传输到中央处理系统或云平台，云平台接收到数据后，进行数据处理和分析，更新车位状态信息，确保车位可用性信息的实时性和准确性。通过云平台，将实时车位状态信息发布到用户的移动设备或停车场的指示牌上，帮助车主快速找到可用的停车位。车主可以通过移动应用查询停车位信息，并进行车位预订，系统根据车主的位置和需求，提供导航至空闲车位的路径。

8.展望

5G-A 无源物联网技术当前已受到广泛关注，面向仓储盘点、生产数字化、物流跟踪、广域资产盘点、寻人寻物、出入管理、车位管理等应用场景，提出了智能社会千亿连接的发展需求愿景，能够为 5G 网络提供绿色低碳、免维护的物联网解决方案，有助于打造 5G-A 万物互联的新型数字化设施底座。当前，5G-A 无源物联网技术已处于国际国内标准化的初期阶段，技术架构、关键技术方案及技术能力将显著影响应用场景；产业整体处于起步阶段，预计将有效带动 5G-A 芯片模组、终端、基站、核心网等产品推陈出新，产业环节全面升级。未来，产业各方需持续加强合作，共同提出便捷高效的实际解决方案，面向重点应用场景，联合行业企业构建示范验证测试床，推动5G-A无源物联网的实际应用落地，发挥 5G-A 无源物联网技术的愿景价值。