基于物聯(lián)網(wǎng)框架的智慧低碳經(jīng)濟(jì)體系架構(gòu)

王夢+郭子健+侯穎+周麗暉

（華北理工大學(xué)理學(xué)院，河北唐山063210）

【摘要】隨著智慧地球概念的提出，物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療系統(tǒng)、智能交通等方面得到廣泛的應(yīng)用。本文基于物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，探索將物聯(lián)網(wǎng)的框架滲透到智慧低碳經(jīng)濟(jì)的框架體系中，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)框架的智慧城市低碳經(jīng)濟(jì)體系構(gòu)架，為企業(yè)綠色價(jià)值定位，衡量城市低碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；低碳經(jīng)濟(jì)；智慧城市

引言

近年來，低碳經(jīng)濟(jì)是各國政府及公眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題，全球大氣升溫明顯，海洋升溫、北極地區(qū)變暖等無一不說明全球面臨嚴(yán)重的氣候危機(jī)。因此，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為各國應(yīng)對氣候危機(jī)的重要途徑。我國目前的氣候形式惡劣，更應(yīng)大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，為實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

物聯(lián)網(wǎng)作為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)的又一項(xiàng)重要革命，將對未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來影響。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)依賴于先進(jìn)的技術(shù)手段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為技術(shù)創(chuàng)新是一種先進(jìn)的生產(chǎn)力，其廣泛應(yīng)用必將節(jié)約社會(huì)資源、降低能源耗費(fèi)從而有力的推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)在智能交通、智能物流等方面的應(yīng)用將使人類在未來以一種更加精細(xì)、智能、動(dòng)態(tài)的方式生活，從而推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

一、智慧低碳經(jīng)濟(jì)概述

低碳經(jīng)濟(jì)是一種以低能耗、低污染、低排放為特點(diǎn)的發(fā)展模式，是以應(yīng)對氣候變化、保障能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有機(jī)結(jié)合為目的的規(guī)制世界發(fā)展格局的新規(guī)則。其核心是能源的高效率和潔凈的能源結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)就是要在保持現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和質(zhì)量不變甚至更優(yōu)的條件下，通過改善能源結(jié)構(gòu)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源效率，增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力，增加碳匯等措施實(shí)現(xiàn)碳排放總量和碳排放強(qiáng)度的減少以及能源的可持續(xù)供給。

基于全球氣候變化和我國的國情，我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)具有緊迫性和重要性，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)事在必行。通過發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，將有效的提高資源和能源的利用效率，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近幾年剛興起的一門技術(shù)，其概念是由美國麻省理工學(xué)院Audio-ID實(shí)驗(yàn)室提出的。物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是通過射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按規(guī)定協(xié)議，將任何物品通過有線與無線方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行通信和信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)的感知環(huán)節(jié)具有很強(qiáng)的異構(gòu)性，衛(wèi)視新異構(gòu)信息之間的互聯(lián)互通與互操作，未來的物聯(lián)網(wǎng)需要以一個(gè)開放的、分層的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為框架。目前，國內(nèi)研究人員在描述物聯(lián)網(wǎng)的體系框架時(shí)，多采用國際電信聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)ITU-Y.2002建議中描述的USN高層架構(gòu)作為基礎(chǔ)，自下而上分為底層傳感器網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件、泛在傳感器應(yīng)用平臺(tái)五個(gè)層次。國際上的標(biāo)準(zhǔn)化組織，如歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)機(jī)器對機(jī)器技術(shù)委員會(huì)從不同的側(cè)面對物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行了研究，從端到端的全景角度研究機(jī)器對機(jī)器通信，給出了一個(gè)簡單的M2M架構(gòu)。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)大融合的發(fā)展趨勢以及ETSI給出的簡化版USN體系架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)自身的特點(diǎn)。將物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)分為三個(gè)層次：感知層（凡在化末端感知系統(tǒng)）、網(wǎng)絡(luò)層（融合化網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施）、應(yīng)用層（普適化應(yīng)用服務(wù)支撐系統(tǒng)）。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧低碳經(jīng)濟(jì)的體系架構(gòu)模型

低碳經(jīng)濟(jì)是一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，必須落實(shí)到低碳產(chǎn)業(yè)上才能真正實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)框架下的低碳產(chǎn)業(yè)包括智能交通、智能醫(yī)療、智能環(huán)保等各個(gè)方面，結(jié)合各行業(yè)特點(diǎn)，建立物聯(lián)網(wǎng)在低碳產(chǎn)業(yè)應(yīng)用框架如圖1。

以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)架城市關(guān)于碳排放的監(jiān)測體系，根據(jù)碳排放的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以更好的了解城市低碳發(fā)展現(xiàn)狀，有利于更好地進(jìn)行低碳和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研究。

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)框架下的低碳經(jīng)濟(jì)是一個(gè)相對較新的概念，國內(nèi)外還沒有描述低碳經(jīng)濟(jì)的體系框架，本文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程和特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合國家重大戰(zhàn)略需求和中長期發(fā)展規(guī)劃要求，創(chuàng)造性地構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)框架下的智慧低碳經(jīng)濟(jì)的架構(gòu)體系。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，將智慧低碳經(jīng)濟(jì)分為智慧傳感層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)整合層、云計(jì)算層、應(yīng)用層等五個(gè)層次。如圖2所示為智慧低碳經(jīng)濟(jì)與物聯(lián)網(wǎng)對應(yīng)的體系架構(gòu)模型。

四、總結(jié)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧低碳經(jīng)濟(jì)的體系架構(gòu)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)世界的信息數(shù)字化、對物質(zhì)世界的管理智能化，降低信息獲取和傳遞能耗，為企業(yè)綠色價(jià)值定位，衡量城市低碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：

華北理工大學(xué)2017年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（編號：X2017280）。