物聯網是在互聯網基礎上延伸擴展起來的網絡,它利用傳感設備及網絡技術,通過感知、識別、以及網絡連接,在物與物之間進行通信和信息交換,其特征是指物物相連,并進一步利用智能技術,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理,是IoE的重要組成部分。
城市智慧化是國內外城市發展的必然趨勢,智慧城市(Smart City)以新一代信息技術為支撐手段,是城市發展的最高級階段,是城市發展的新理念和模式,其核心驅動力是通過深度的城市信息化來滿足城市發展轉型和管理方式轉變的需求,它充分利用遙感遙測、物聯網、互聯網、云計算、大數據、智能分析等技術手段,對市民工作生活、政府行政管理和企業經營發展,進行智能地感知、分析、預測和決策,實現城市智慧式管理和運行,促進城市各部門和諧及協同創新,使城市低碳綠色及可持續發展,市民的工作和生活更加便捷、舒適、和諧、幸福,其核心是構建智慧型城市運行生態系統和城市產業生態系統。
智慧城市的內涵是通過深層感知并全方位地獲取城市各子系統信息,利用互聯互通將孤立的數據互聯互通,并有機地關聯起來,把數據變成信息,通過高度共享、智能分析將信息變成知識,再把知識與各行各業的信息智慧地融合并應用到各行各業中。
在城市各行各業中,通過推廣結合物聯網技術及其應用,形成“物聯網+”,將城市中政府、環境、通信、能源、醫療、教育 、旅游 、安防、工業、農業、交通、物流、住建(社區)等子系統密切關聯,實現各系統、部門間信息資源和共享協同工作,智能化地預測及合理充分利用各類資源,統籌城市發展的物質資源、信息資源和智力資源,更加理智及更好規劃、管理、決策,使人居環境更加優美,生活更加美滿幸福。
一般說來, 物聯網的系統架構劃分為三個層次。
1、感知層,利用傳感設備及技術, 如溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭標簽和讀寫器、攝像頭,支撐技術包括GPS以及WiFi、智能藍牙、NFC/RFID和ZigBeeZ-Wave等短距離無線技術,自動識別并獲取物體的信息,并轉換成數字信號。

圖1 萬聯網(IoE)與物聯網(IoT)

圖2 智慧城市
2、網絡層,通過各種網絡與互聯網的融合,將感知到的信息進行標準化封裝,實時準確地傳遞到信息處理中心。
3、應用層,對感知得到的信息進行處理,并進行智能分析處理、實現精準監控和有效管理等各種實際應用。
近年來,隨著物聯網實際應用日益拓展,按需求場景分可將物聯網分為:寬帶物聯網及窄帶物聯網(NB-IoT)。前者面向高數據速率、超低延遲應用場景,后者面向低數據速率、延遲較大應用場景,他們均有各自標準支撐,如 LTE-M(LTE-Machine to Machine)Moving Cell和 NB-LTE(Narrow-band Long-Term Evolution)、窄帶蜂窩通信(LPWAN,Low-Power Wide-Area Network,低功率廣域網技術)及SVC(Smooth Virtual Cell)。考慮的因素包括數據速率、設備間通信、彈性和超密集網絡、大數據分析、低成本/低功率設備和高安全性的云服務。總體來說,物聯網主要發展趨勢,從核心技術上看,只要體現在終端及處理平臺的智能化:
(1)智能終端
隨著可移動設備及穿戴應用日益普及,對IoT傳感終端的體積小、速度快、功耗低、高精度采集傳感等傳感特性,需求十分明顯。
在智慧城市中,物聯感知層利用傳感終端的智能感知能力,實現對城市范圍內基礎設施、環境、建筑、安全、工農業生產等方面的識別、信息采集、監測和控制。
對于低速率NB-IoT,需求比較迫切,進入快速發展期,NB-IoT是一種面向長距離、低速率、低功耗、多終端業務的IoT技術,具有低功耗、低成本、高覆蓋、強連接等優勢,適合長距離、多終端物聯網業務的通信技術,對于智能生產及智慧物流,尤其重要。
(2)智能處理
智能化體現在利用人工智能技術使IoT智能終端具有智能交互能力,以及云端信息處理具有面向大數據應用的智能分析處理能力。
在智慧城市建設中,數據融合和信息共享是支撐城市更加“智慧”的關鍵。基于云計算的智能數據處理中心,利用包括大數據存儲、大數據可視化、大數據計算、大數據安全、大數據分析與挖掘、大數據性能監控等支撐技術,通過智能數據分析處理、預測、仿真等手段,及時對各類物聯網感知信息及共享數據進行綜合處理,智能化地預測及合理充分利用各類資源,統籌城市發展的物質資源、信息資源和智力資源,推動智慧城市各種實際應用,實現跨部門的協調聯動,高效、精準、安全的城市管理。更加理智及更好規劃、管理、決策城市的可持續發展,使城市更具競爭能力,人居環境更加優美,生活更加美滿幸福。

圖3 物聯網在智慧城市中應用