物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

邢蕾

摘要：文章對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，闡述了物聯(lián)網(wǎng)的幾大關(guān)鍵性技術(shù)，同時(shí)分別對(duì)智慧交通、智能電網(wǎng)、智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧家居、智慧環(huán)保幾個(gè)智慧城市的成熟應(yīng)用模塊進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧城市；RFID；云計(jì)算

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，城市信息化應(yīng)用水平不斷提升，智慧城市建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生。以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)推動(dòng)了智慧城市的逐步形成，那么物聯(lián)網(wǎng)也就成為了智慧城市信息服務(wù)體系的核心技術(shù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)——智慧城市建設(shè)的核心技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義眾說(shuō)紛紜，自1991年，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念以來(lái)，到現(xiàn)在為止對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義有多種，還缺乏一個(gè)清晰的定義，但物聯(lián)網(wǎng)的基本概念框架已經(jīng)形成。目前，能夠被普遍接受的說(shuō)法是，物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是繼互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一次浪潮，主要是運(yùn)用激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器等信息設(shè)施進(jìn)行傳感，按照事先有的約定，將物與物相連在互聯(lián)網(wǎng)上，進(jìn)行信息交換和通信，通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 Internet技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱是“Internet of things（IOT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)，從本質(zhì)上說(shuō)還是個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)仍然是Internet技術(shù)，它是在Internet技術(shù)的基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。

1.2.2 射頻識(shí)別技術(shù)

RFID是一種傳感器技術(shù)，非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，融合了無(wú)線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)之一，在自動(dòng)識(shí)別、物品物流管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。RFID分為Passive RFID、Active RFID和半Passive RFID三種。所有的RFID系統(tǒng)都包含附著在設(shè)備上的電子標(biāo)簽、與電子標(biāo)簽交互的讀寫(xiě)器以及把讀寫(xiě)器連接到中心數(shù)據(jù)庫(kù)的后端系統(tǒng)這三個(gè)基本組件。

1.2.3 短距離無(wú)線通訊技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是把RFID標(biāo)簽里的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)發(fā)送到中心系統(tǒng)中，無(wú)線化是控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是工作于ISM頻段的短距離無(wú)線通信得到了廣泛的應(yīng)用，各種短距離無(wú)線通信都有各自合適的使用范圍，物聯(lián)網(wǎng)用到的無(wú)線傳輸技術(shù)主要包括Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)、UWB（ultra Wideband）技術(shù)、移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及相應(yīng)的NS2仿真技術(shù)等。

1. 2.4 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前信息領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一，傳感網(wǎng)絡(luò)與RFID系統(tǒng)融合能更好的獲得物體的位置、溫度、移動(dòng)性等狀態(tài)。傳感網(wǎng)絡(luò)由一定數(shù)量的傳感節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、事件檢測(cè)、事件標(biāo)識(shí)、位置監(jiān)測(cè)和節(jié)點(diǎn)控制，傳感節(jié)點(diǎn)的這些特征和無(wú)線連接方式使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境、醫(yī)療、交通、軍事、工業(yè)、商業(yè)和航空等諸多領(lǐng)域。

1.2.5 嵌入式技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，把物理對(duì)象相連，嵌入式系統(tǒng)與無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，滿足了局域網(wǎng)的協(xié)議要求以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)路由的數(shù)據(jù)傳輸要求，形成了真正的物聯(lián)網(wǎng)，做一個(gè)形象的比喻，在物聯(lián)網(wǎng)中傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來(lái)傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進(jìn)行分類處理。所以說(shuō)如果沒(méi)有嵌入式技術(shù)的支持，就不會(huì)有物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)展。

1.2.6 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

相比傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)中，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)具有更高的要求，物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)量更大、數(shù)據(jù)更加多樣化、數(shù)據(jù)傳輸速率更高、數(shù)據(jù)真實(shí)性要求更高。可以得出，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵的必需技術(shù)。

1.2.7 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算的基本形態(tài)就是將數(shù)據(jù)計(jì)算從本地轉(zhuǎn)移到服務(wù)器端，本地只是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與執(zhí)行，這與物聯(lián)網(wǎng)的整體概念是完全相符的，物聯(lián)網(wǎng)借助云計(jì)算技術(shù)的支持可以更好的提升數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及處理能力，從而使自身的技術(shù)得到進(jìn)一步的完善。可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)云計(jì)算有著很強(qiáng)的依賴性，沒(méi)有云計(jì)算技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)就無(wú)法提供各種基于海量數(shù)據(jù)的服務(wù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

智慧城市是一個(gè)龐大復(fù)雜的工程，不同的城市需要制定符合各自特征的總體規(guī)劃，每個(gè)城市的資源、發(fā)展?fàn)顩r不同，要充分考慮各個(gè)領(lǐng)域之間的關(guān)系，全面建設(shè)一個(gè)智慧城市技術(shù)體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是創(chuàng)建智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)，智慧城市的興起正是源于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破性進(jìn)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在智慧城市建設(shè)的方方面面，目前智慧城市建設(shè)正處在一個(gè)快速發(fā)展、全面提升的階段，據(jù)世界銀行測(cè)算，一個(gè)百萬(wàn)人口以上的智慧城市的建成，在投入不變的前提下，實(shí)施智慧化管理和服務(wù)將能增加城市的發(fā)展紅利2.5-3倍，為了搶占智慧城市的至高點(diǎn)，世界各國(guó)掀起了智慧城市建設(shè)的熱潮，截至2013年明，國(guó)家住建部也分兩批公布了193個(gè)智慧城市試點(diǎn)城市，目前上海、深圳、南京、寧波、廣州、沈陽(yáng)、武漢、西安等二十多個(gè)城市的智慧城市建設(shè)已經(jīng)駛?cè)肟燔嚨馈８鶕?jù)我國(guó)智慧城市的發(fā)展現(xiàn)狀，本文選取比較成熟的建設(shè)領(lǐng)域進(jìn)行闡述。

2.1 智慧交通

智慧交通系統(tǒng)以國(guó)家智能交通系統(tǒng)體系框架為指導(dǎo)，通過(guò)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、交通流量分布優(yōu)化等技術(shù)，完善公安、城管、公路等監(jiān)控體系和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立以交通誘導(dǎo)、應(yīng)急指揮、智能出行、出租車和公交車管理等系統(tǒng)為重點(diǎn)的、統(tǒng)一的智能化城市交通綜合管理和服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通信息的充分共享。在交通信息資源整合的基礎(chǔ)之上，基于全面的數(shù)據(jù)，建立分析模型，提高交通行業(yè)輔助決策能力，全面提升監(jiān)控力度和智能化管理水平，并對(duì)各類交通信息進(jìn)行綜合處理和發(fā)布，在確保交通運(yùn)輸安全、暢通的前提下，提高公眾服務(wù)水平。

2.2 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)通過(guò)對(duì)整個(gè)電力供應(yīng)體系的自動(dòng)化來(lái)提高電網(wǎng)的可靠性及效率，傳感器技術(shù)、信息技術(shù)與先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、高效性、環(huán)境友好等方面的目標(biāo)要求。智能電網(wǎng)的建設(shè)，讓生活更便捷，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家電的實(shí)時(shí)控制和遠(yuǎn)程控制，還可以為互聯(lián)網(wǎng)等提供接入服務(wù)。在節(jié)能與環(huán)境方面，智能電網(wǎng)可以提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。智能電網(wǎng)的建設(shè)強(qiáng)有力的推動(dòng)智慧城市的發(fā)展。

2.3 智慧物流

智慧物流是通過(guò)RFID、傳感器、移動(dòng)通訊技術(shù)等讓配送貨物自動(dòng)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。智慧物流更重視將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，通過(guò)動(dòng)態(tài)科學(xué)的管理，實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)化、可視化、可控化、智能化。智慧物流的發(fā)展可以降低物流成本，加速物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將企業(yè)的物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、采購(gòu)系統(tǒng)與銷售系統(tǒng)智能的融合，智慧物流將融入企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，形成智慧企業(yè)。

2.4 智慧醫(yī)療

智慧醫(yī)療由智慧醫(yī)院系統(tǒng)、區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)、家庭健康系統(tǒng)三部分組成，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧醫(yī)療的各個(gè)領(lǐng)域都有關(guān)鍵性的應(yīng)用，它包括藥品領(lǐng)域、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和家庭護(hù)理、醫(yī)療信息化、醫(yī)院急救、以及醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療垃圾的監(jiān)控、血液管理、傳染控制等多個(gè)方面。

2.5 智慧家居

智慧家居是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備連接在一起，根據(jù)用戶的不同需要進(jìn)行組合，采用模塊化結(jié)構(gòu)，提供家電控制模塊、照明控制模塊、室內(nèi)外遙控模塊、防盜報(bào)警模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、暖通控制模塊、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能模塊。

2.6 智慧環(huán)保

智慧環(huán)保是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象中，通過(guò)傳感手段實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水、大氣、噪音、廢棄物、化學(xué)品、輻射等各類關(guān)鍵環(huán)境要素的狀態(tài)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞和共享，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的智慧。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析，可以看出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧城市建設(shè)中必不可少的因素，它的發(fā)展和應(yīng)用使城市的基礎(chǔ)設(shè)施得以智能化的管理。那么未來(lái)的智慧城市的進(jìn)化必須與高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，它可以將一個(gè)智慧城市轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)開(kāi)放式的創(chuàng)新平臺(tái)，我國(guó)近兩年一直在全力推進(jìn)智慧城市的建設(shè)，不久的將來(lái)必將進(jìn)入一個(gè)智慧中國(guó)時(shí)代。