智慧城市——物联网

一、从“信息高速公路”到“物联网”
1993年，美国政府宣布实施一项新的高科技计划——“国家信息基础设施”，旨在以因特网为雏形，兴建信息时代的高速公路——“信息高速公路”，使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。这一计划的提出，导致美国信息产业高速发展，进入了以网络经济为主导的新经济时代，创造了巨大的经济效益和社会效益。如今面对来势凶猛的金融危机，美国的经济社会发展面临着前所未有的挑战，亟需一个全新的经济增长点拉动经济走出低谷并再次迎接长时间的繁荣。由此，物联网战略——“智慧的地球”应运而生。

2008年的时候IBM提出了智慧地球的计划，该计划的核心就是物联网。物联网具备极其广泛的行业覆盖度以及影响力。物联网的发展不仅能促进新兴信息技术产业的发展，而且还能带动诸如智能能源、智能运输、智能医疗等诸多传统行业的发展。将物联网技术引入家庭生活，还能带来智能家居。由于物联网能够全面改善居民生活水平，提高整个经济社会的运转效率，因此物联网的发展被称为是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。

今天，“智慧地球”战略被美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，为世界所瞩目。
二、“智慧城市”的研究现状

智慧城市的概念

·数字城市与物理城市

数字城市存在于网络空间（cyber space）中，虚拟的数字城市与现实的物理城市相互映射，是现实生活的物理城市在网络世界中的一个数字再现（Li Deren&Yao Yuan&Shao Zhenfeng&et al,2014）

·智慧城市定义
                                             图“智慧城市”研究的相关知识点

智慧城市则是建立在数字城市的基础框架上，通过无所不在的 传感网 将它与现实城市关联起来，将 海量数据 存储、计算、分析和决策交由 云计算 平台处理，并按照分析决策结果对各种设施进行 自动化的控制 。（Li Deren&Shan Jie&Shao Zhenfeng et al,2013）

即， 智慧城市＝物联网＋大数据＋云计算 。

                                              （李德仁,姚远,邵振峰，2014）
智慧城市的建设历程

                                                  图国内外智慧城市建设历程
（王广斌,张雷,刘洪磊，2013）

三、物联网在智慧城市中的行业应用
1在民生领域中的应用。民生大数据包括有人口、环境、交通、健康、经济等数据。

2在市场监管领域的应用。可以挖掘技术来分析不同变化的市场数据，以便于相关部门及时的对市场变化做出相应的反应，提高对于未来实践的准确预警度，实时进行监管。

3在政府服务领域的应用。可以共享帮助政府的各个部门间或政府与市民间形成信息共享。

4在基础设施领域的应用。可以更加方便对交通和电力等设施进行数据的采集和分析，能够更加完善的促进城市基础设施建设。

“民生”一直以来都是全球物联网市场与中国本土发展最重要的切入点。居家养老、科技农业、食品追溯、车联网等一批围绕民生开展的应用正日趋成熟。

例：

1 比如一个产品“伴”系统。通过一个传感器、一块大垫子，就可以监控家中老人的身体状况，并作出判断是否需要通知子女或社区医生。通过垫在床脚处的传感器，远程监控中心可以发现老人生理数据上的异动，如心跳、血压发生大的变化，则在远端预警。服务中心可就此发出指令，或联系子女，或联系街道以提供帮助。而另一块铺在地上的大垫子则能察觉老人是否跌倒。通过跌倒在地上的姿势、卧地时间长度等数据，可以判断是不是出了意外。这一套系统已在上海一些社区试点。

2 近年来，从毒豇豆、地沟油、瘦肉精，到漂白蘑菇、化学火锅……面对频发的食品安全事件，不禁想问，吃什么才是安全的？企业物该如何重拾消费者信任？联网技术可以作为一个全面管控体系，可以从源头上把控风险。

比如餐厨垃圾中的油脂排放到采用物联网技术的专用油桶中，通过互联网自动将油脂数量、时间、地点等信息上传至监管系统，运输车辆采用GPS跟踪路径，轨迹信息同样上传至监管系统……通过大数据技术，当发现GPS轨迹信息、油桶身份信息等数据异常时，系统会及时提醒监管部门处理。

3 美国调研公司曾调查超过600名来自教育和IT行业的领袖，其中将近一半的人相信，在未来两年内，物联网技术将会改变学生们在校园的学习方式。

具体看，智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。

比如流媒体视频课程和数据分析可以帮助教师跟踪学生的学习情况，根据他们的能力水平定制教学内容，以及预测学生的执行情况。

4 物联网技术在医疗领域的应用潜能同样巨大。普遍认为，未来20年内将迎来人工智能诊疗的时代。

例如儿科部会记录早产儿和患病婴儿的每一次心跳，然后将这些数据与历史数据相结合。基于这些分析，系统可以在婴儿表现出任何明显的症状之前就检测到感染，这使得医生可以早期干预和治疗。

远程医疗监护也在兴起。利用物联网技术，构建以患者为中心，基于危急重病患的远程会诊和持续监护服务体系。可以减少患者进医院和诊所的次数。

四、物联网中大数据的价值与痛点

物联网简单来说，其实就是利用互联网把现实中的所有物品利用传感器连接起来，在这个基础上会产生大量的数据。而如何从这些数据中挖掘出有用的信息，充分利用这份资源，才是最具难度和价值的。

比如监测老年人身体健康的数据，除了应用于通知子女和社区医生，还可提供给医疗机构、养老机构等。甚至可以运用这份数据，针对每位老人制定相应的养老计划。

监测食品安全的数据也是如此。除了提供给政府方便监管以外，还可以提供给餐饮机构。将后厨的信息、食材履历、厨余去向等信息在互联网平台展示，让消费者通过互联网随时走进企业。一份数据，可以同时起到监控、管理、宣传三大功能。

数据的价值是强大的。SNS霸主Facebook就将他拥有的海量用户数据玩的非常漂亮。Facebook可以知道你什么时候跟别人约会，什么时候分手。就在今年情人节后第三天，Facebook通过其开发博客公布了其数据研究部门科学家团队的一项发现，即利用Facebook网站的统计数据，可以判断发帖的用户是否、何时擦出了爱的火花。

活跃用户规模已达到27亿的Facebook掌握了数以亿计的用户信息。使用一定的模型，可以从这些数据中挖掘出无限有趣的信息。比如新的感情开始时人们最喜欢的音乐、最喜欢的商品等等。

随着物联网技术的不断进化，智慧城市的不断快速发展，各种大数据也在不断被人们所发现，并应用实际中。所以需要同步发展的是数据挖据、决策分析的能力。将大数据转化为数据资产，将智慧城市建设成智能化、互联化的城市。

智慧社区的概念强调用物联网和互联网的区别在于形式不同，而且物联网的覆盖范围要远大于互联网络。
物联网比互联网技术更复杂、产业辐射面更宽、应用范围更广，对经济社会发展的带动力和影响力更强。
但是没有互联网作为物联网的基础，那么物联网将只是一个概念而已。互联网着重信息的互联互通和共享，解决的是人与人的信息沟通问题。这样就为物联网关于通过人与人、人与物、物与物的相联，解决的是信息化的智能管理和决策控制问题而提供前期的沟通渠道。

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。[4]
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
关键技术
在物联网应用中有三项关键技术：
1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3 、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
物联网分类
1 私有物联网：一般面向单一机构内部提供服务；
2 公有物联网：基于互联网向公众或大型用户群体提供服务；
3 社区物联网：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供服务；
4 混合物联网：是上述的两种或以上的物联网的组合，但#后台有统一运维实体。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是"信息化"时代的重要发展阶段。其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
活点定义:利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
物联网博欣将物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。　

智慧社区一体化管理平台可在社区用。
“智慧社区”一体化管理平台是六盘水亿通科技发展有限公司边研发边试用的一款社区物联网产品，该系统依托新老基建，让小区增长智慧，为业主提供一个安全舒心的居住环境。
“之前小区外来人员可以随便进出，车上放点东西安全隐患大，还经常有陌生人在小区里瞎转悠，住得挺‘闹心’。自从“智慧社区”管理系统建成后，小区里的居住环境好多了，不仅进出都要接受‘安检’，电梯也是智能的，扫脸识别自动到所住楼层，智慧化的管理让我们的心情也越来越好了。”六盘水市某小区居民李先生提起小区智慧化管理变化连连称赞。
一直以来，位于六盘水高新区的六盘水亿通科技发展有限公司紧紧围绕“高”“新”技术进行研发、实践及成果转化，对李先生居住的小区实施“智慧社区”一体化系统管理。
“智慧社区”一体化系统管理依托新基建让老旧小区增长“智慧”，在小区老旧设备、摄像头、停车道闸等现有设施基础上，新增400余个摄像头、门禁系统、电梯控制系统等，建成智慧管理小区，为住户营造一个舒心安全的居住环境。
该小区物业公司相关负责人介绍，目前有3000余户上万人居住，采用人工管理不仅需要的保安人数多，工作也比较辛苦，尤其是疫情期间，保安既要登记出入车辆，又要对进出人员进行体温测量、做好出入登记。“智慧社区”管理系统安装使用后，物业管理人员减少了，小区进出口值守保安也转到其他地方了，节约管理成本的同时，还提高了智慧小区安全性能。
“刚开始用时，住户有些不适应，不过用上一段时间后，智慧系统给业主带来了方便，还杜绝无关人士进出小区，让小区居住条件更便捷、更安全、更舒适。”该负责人表示，“智慧社区”管理平台为业主提供一个安全舒心的居住环境，极大释放了小区管理人员，提高了基层社区治理现代化、信息化、数字化水平。
研发高新智能技术 创建智慧APP开启全新服务模式
六盘水亿通科技发展有限公司是六盘水高新区一家科技型企业，创立于2020年5月，2020年10月，获得贵州高新技术企业称号。
为经济赋能，为生活添彩。亿通科技秉承团结、互联、互助的理念，发挥“全流程、跨网络、多技术”的核心优势，秉承“永续创新、服务人类”的发展理念，以系统集成、物联网、智能制造、互联网＋、大数据、云计算为新兴培育发展方向的业务格局，实现从零基础制造、智能装备、系统集成到顶层设计、互联互通的全产业链覆盖。其中，2018、2019、2020年度产生的研发费用分别占当年收入比例740％、906％、778％。
该公司入驻高新区以来，着力开发“智慧社区”一体化管理系统平台，结合社区安装的硬件设施设备进行智能化管理，通过软硬件的配合，实现无感服务，提升业主的生活便捷性，一方面提高小区的安全，另一方面消化物业之间的矛盾。
“系统还拥有一键缴纳物业费功能，业主不用与物业管理人员面对面，就可以实现物业服务。”六盘水亿通科技发展有限公司技术总监王进介绍，系统研发使用后，还将加入理疗、康养中心服务等项目，公司还联系拼团商城、果蔬批发商团购、物业快递上门等线下服务团队，对用户提供相应的衣、食、住、行、娱等生活生产服务，还延伸教育、医疗、政府等服务功能，同时，后期将研发自动巡跟功能，提高智慧小区的安全性能。
亿通科技还整合相应的服务人员，实行动态管理，全面开启“智慧社区”“智慧城市”的全新服务模式，让更多群众享受智慧带来的福利。
开发陪护小程序 创建一个让用户放心委托的陪护关系
“智慧社区”一体化管理系统在为居民群众营造一种轻松和谐的气氛，悦享舒心静谧的品质生活的同时，亿通科技还研发了“优优陪护”小程序及APP系统平台，开启线下线上陪护安全放心模式。
“优优陪护系统平台是一个类似于家政的服务平台，主要针对医院、老人、特殊陪护等陪护业务，已有30余位优质陪护员入驻该系统。”六盘水亿通科技发展有限公司技术总监王进介绍，“优优陪护”系统包含小程序及APP端，小程序用户直接在微信搜索“优优陪护”字样，打开后，发布需要的服务即可。
小程序配备地图导航功能，用户所发布的陪护任务，会自动推送到陪护人员手机上，陪护人员就可与发布者建立陪护关系，通过小程序直接联系。“小程序打破了传统的介绍模式，直接对接服务，减少中间环节。”王进说。
“优优陪护”系统实行网络支付方式，还将开通保险业务，保障服务者及被服务双方的权益，创建一个放心委托的陪护关系，让用户及陪护人员放心使用、放心陪护。

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