物联网在智慧城市中的应用与发展

智慧城市是指利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通、集成，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。智慧城市经常与数字城市、感知城市、无线城市、智能城市、生态城市、低碳城市等区域发展概念相交叉，甚至与电子政务、智能交通、智能电网等行业信息化概念发生混杂。

一、物联网的基本组成

物联网技术不仅仅局限于传统的传感网络，也不仅仅局限在为人们提供服务的单一层面，就目前来说，大部分对物联网技术的研究，都认为物联网技术是一种集传感技术、应用服务等多方面体系为一体的综合性网络技术。物联网的组成，大致可以概括为如下四个部分：物联网终端、传感器、网络与物联网服务。

1物联网终端

物联网终端就是指前面提到的“物”。它上面会装有一种名为传感器的电子元件，并与网络相连接。比如大家拿着的智能手机和平板电脑就是物联网终端的一种。这些终端通常起着两个作用：感测和反馈。

感测指的是搜集终端本身的状态及周边环境的状态并通知系统。这里说的状态包括如灯是开是关、房间的温度和湿度、门口有没有人、机器运行的状态，等等。而终端是利用传感器这种电子元件来实现感测的。

反馈是指接收从系统发来的通知后，显示信息或执行指定的 *** 作。系统会基于从传感器搜集到的数据，经过处理后，进行一些反馈，并通常需要通过物联网终端针对现实世界采取相应的行动。反馈有多种形式，包括可视化、通知，以及控制等。通过“可视化”，用户能够使用电脑和智能手机上的Web浏览器或APP随时查看经物联网服务处理后的信息；通过“推送通知”，系统就能在检测到“物”的异常状态或触发某些指令后，将其通知给终端或信息接收者，以达到提醒和告警的目的；通过“控制”，系统就可以直接控制终端的运转，实现自动化 *** 作，而无需借助人工。

2传感器

在物联网终端中，要想搜集终端和环境的状态，就需要利用一个叫做传感器的电子元件。传感器负责把物理现象用电子信号的形式输出。例如有的传感器可以把温度和湿度作为电子信号输出，还有的传感器能把超声波和红外线等人类难以感知的现象转换成电子信号输出，等等。

通过传感器输出的电子信号，系统就能够获取现实世界中的“物”的状态或周边环境的状态了。人们很少单独利用这些传感器，通常都是将它们置入各种各样的物联网终端里来加以利用的。

3网络

在把终端连接到物联网服务时，网络是不可或缺的。物联网使用的网络大体上分为两种：一种是把终端连接到其他终端的网络，另一种是把终端连接到物联网服务的网络。

无法或不需要直接连接到互联网的终端是存在的，而通过把终端连接到其他终端，如连接到负责收集传感器数据的物联网网关设备，就能通过物联网网关把这些不能连接到互联网的终端再集中连接到互联网了。这种网络连接方式在工业领域应用极广，能够节省成本以及提高连接效率。而针对终端之间的连接，蓝牙、ZigBee、LoRa、WIFI是几种比较有代表性的网络标准。

对于技术人员来说，在网络层之上，物联网体系还会划分出如基础设施层、平台层、应用层等不同层次，但对于普通用户来说，可以统称为物联网服务。物联网服务有两个作用：一是从终端接收数据以及发送数据给物联网终端；二是处理和保存数据。

物联网接收从终端直接发来的数据。终端发来的数据内容包括终端搭载的传感器所采集到的信息，以及用户对终端进行的 *** 作等。

而仅仅采集传感器和终端发来的数据，那只不过是将一堆庞大的数据聚在一起而已，很难直接应用这些数据。为了实现具体的应用服务，就需要从采集到的数据中分析出有价值的信息。因此，只有通过对数据进行分析，才有可能掌握终端的运转情况，找出其中蕴含的趋势，提前检测出今后可能会发生的异常情况。这样才能把整个物联网服务从一个单纯的采集数据的系统升华到一项帮助使用者创造价值的服务。

二、物联网在智慧城市中的应用

物联网在智慧城市发展中的应用关系各方各面，从智慧政务、智慧物流、智慧交通、智能家居及其他应用智能化等方面，均可应用物联网技术，以下对其应用做详细的阐述。

1智慧政务应用

“互联网+政务服务”构建智慧型政府，运用互联网、大数据等现代信息技术，加快推进部门间信息共享和业务协同，简化群众办事环节、提升政府行政效能、畅通政务服务渠道，解决群众“办证多、办事难“等问题。

通过政务云、政务数据交换平台及完善的政务信息资源目录体系，实现跨部门的信息共享与资源整合，建立一体化的政务资源体系。

通过整合政府门户网站、呼叫中心等相关政务服务资源，实现政府、企业和公众随时随地通过互联网、电话、移动终端等多种渠道获取一致与整合的政务服务。

通过资源共享及流程整合，完善政务服务监管渠道，为企业、 社会 其它机构和公众等提供一站式服务，实现足不出户就可以随时随地办理相关业务。

2智慧物流应用

智慧物流是一种以信息技术为支撑，在物流的运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息服务等各个环节实现系统感知。全面分析，及时处理及自我调整功能，实现物流规整智慧、发现智慧、创新智慧和系统智慧的现代综合性物流系统。

多元化的数据采集、感知技术，基于物联网的智慧物流，面对的是形式多样、信息关系异常复杂的各类数据，多元化的数据采集、感知技术，为智慧物流提供了基本的技术支撑。

随着物联网的发展，泛在网络将成为信息通讯网络的基础设施，在于其它网络融合的基础上，提供给智慧物流可靠的数据传输技术，为人们准确的提供各类信息。

3智慧交通应用

紧急救援系统：当紧急情况发生时，车主按动车上安装的紧急按钮，通过无线通信接通客服中心。客服人员能够通过GPS技术精确定位，将救援送达车主。在救援过程中，客服人员不仅能一直与车主进行在线的交流，而且能够实时调度救援资源，最小化车主的生命财产损失。

智能导航系统：现行试用的路线推荐系统能够根据司机需求和实时交通信息，推荐最短路径、时间最优路径，甚至为出租车司机推荐最有可能搭载乘客的路线。

4智能家居系统应用

物联网技术在家居中主要应用于安防方面，借助物联网技术进行实时检测，并通过数据传送，启动安防报警器通知安保人员，这是物联网技术在家庭安全保障上的应用，也是当前由家居智能到智慧城市的一大体现。

另外，物联网技术还能够解决家庭琐事，例如其能够通过数据的读取，直接将家庭电表、燃气表、水表等的数据传送于远程的服务器端，并进行自动结算费用。总之，物联网技术在家居生活中的应用多种多样，是当前实现良好生活品质的关键内容。

可以这样讲，物联网是一个全新的技术领域，而不是一个全新的技术。随着物联网国家战略级地位的日渐明朗，业界对它的讨论更是一步步升温。在中国，由于非对称性管制对通信产业有着巨大影响，业内各方就更加关注国家政策变化。易观国际分析师指出，在国家政策引导下，未来两年将是物联网发展的爆发期，对于物联网的政策性投资也会在未来两年内得以集中投放。 尽管如此，业内对物联网的质疑声还是接连不断。它究竟只是一个空洞的概念还是一个真实的产业，市场出现了很大分歧。有观点指出，物联网市场的发展必须以行业用户需求为根本推动力。仅靠政府的支持并不足以支撑市场的健康发展，更不能持续推动整个产业。就现阶段而言，物联网的市场需求还不明朗，其涉及的各个环节都处于各自为政的状态，并且物联网还没有一个统一的技术标准和相对成熟的商业模式，因此物联网难以在短期内有效推动产业快速发展。 这样的分析的确很有道理，但笔者觉得，虽然近期物联网还只是一个概念，看似虚无飘渺，但从长远来看，它一定是一个充满生机的产业。根据物联网的定义推断，它的用途应相当广泛，涉及交通、环保、物流、通信、政府、金融、电力、消防、工业监测等诸多领域。它的发展有赖于各个环节的协同工作，没有统一的规划和部署，物联网很难健康持续发展。在相对开放的市场环境中，投资者往往更关注短期收益，而物联网的发展是一个长期项目，因此国家的管制和引导就尤为重要。在全球各国争相进军物联网之时，中国政府的高调跟进实为明智之举。中国的市场环境比其它任何国家都要复杂，所以中国政府从来都没有放弃宏观调控，包括前面提到的非对称管理、包括电信重组……这些都是着眼于长期的发展战略。 抛开政策管制，技术的成熟也是不容忽视的关键因素。笔者认为，物联网的前途还依赖于七大技术基础。 1、实时无线传输物联网是一个物物相连的网络，它超越了空间的限制。有线传输显然不适合物联网的发展，任何有效信息的交互最终都要由无线技术来传输。而物联网大多数应用，对实时性要求较高。所以，没有实时无线传输技术的物联网是缺乏智慧的物联网。 2、高精度传感 从物联网的系统构成来看，主要包括信息采集层、终端处理层及传输网络三大部分。信息采集是物联网结构体系中至关重要的一环，甚至有人把物联网直接叫作传感网。而传感技术是物联网信息采集的最主要手段，它直接制约着物联网的发展。没有高精度传感的物联网就是失去灵魂的物联网。 3、标准化M2M在M2M行业应用中，工业级的技术标准要求非常高，到现在为止还没有一个统一的标准。然而物联网要求任何物品之前都能进行有效信息的交换，所以标准化的M2M就成为物联网体系的一个关键环节。标准化的M2M旨在为不同体系间物品信息交互提供一个统一的平台。 4、IPv6 随着电信网与互联网融合的不断加深，All IP已不是什么秘密。我们知道，网络中的任何一个独立设备要想与其它设备交互信息，都要有一个唯一合法的IP地址进行标识。随着网络接入设备的增加，IPv4地址危机愈演愈烈。物联网的到来，使IP地址需求呈爆炸式增长，IPv4地址将极度匮乏，IPv6地址规划迫在眉睫。 5、纳米级高智能嵌入物联网是一个极其复杂的网络，交互的信息量也将成指数性增长。这一点也不难理解，你的手机既要与你的电脑通信，还要与你的电视机甚至是你的手表进行通信。在此过程中，高智能识别技术尤为重要。另外，随着人们要求的不断提高，物联网中设备嵌入的芯片一定会越来越小，甚至达到纳米级或者更小。 6、高可靠RFID物联网源于RFID又超越RFID。新物联网对RFID的可靠性要求将更高。除了高精度传感技术之外，RFID也是物联网信息采集的一个重要手段。物联网应用的很多领域对可靠性要求都非常高。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。 7、卫星通信 卫星通信以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点成为未来全球信息高速公路的重要组成部分，作为其它网络的补充，它也必将与物联网紧密结合起来。从目前来看，它们的结合还存在诸多困难，不仅仅表现在技术层面，国家、国际政策也是很重要因素。

物联网主要技术。在物联网应用中有三项关键技术为物联网开辟出极为广阔的应用前景：

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，到目前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，这也是为什么“物流”这个词总是与“物联网”同时出现。

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。

物联网应用领域。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

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