物聯網技術在智慧城市建設中的應用

摘 要：近年來，城市人口和城市規模越來越大，這顯著增加了城市管理的難度。與此同時，科技的快速進步也為城市管理提供了新的工具和平臺。物聯網技術在多個領域中都扮演著重要角色，將其應用到城市監控領域具有可行性和明朗的前景，能夠促進城市的發展。所以，本文首先對物聯網技術的內涵、特點及其與城市監控的關聯性進行分析，并根據物聯網技術在智慧城市建設中的應用提出自己的看法。

關鍵詞：物聯網；智慧城市；城市監控；智能化

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）03-0192-03

The Application of the Internet of Things Technology in the Construction of Intelligent City

JIANG Wei

（China Telecom Corporation Limited Shanghai Branch，Shanghai 200050，China）

Abstract：In recent years，the scale of urban population and city is bigger and bigger. This significantly increases the difficulty of urban management. Meanwhile，the rapid progress of science and technology has also provided new tools and platforms for urban management. The internet of things（IOT）technology plays an important role in many fields. It can be applied to the field of urban monitoring and has a bright future，which can promote the development of the city. Therefore，this paper first analyzes the connotation and characteristics of the Internet of things technology and its relevance to the urban monitoring，and puts forward his own views on the application of the Internet of things in the construction of intelligent cities.

Keywords：internet of things；smart city；city monitoring；intellectualization

0 引 言

2017年，上海市公安局靜安分局視頻高清監控系統正式通過專家組的驗收并上線使用，區域內多達3000多個高清攝像頭開始工作，守護全區。在該項目的規劃中，光纖通信、無線通信、智能化應用技術和物聯網技術得到了全面應用，并發揮了積極的作用。由此可見，以物聯網技術為基礎，融合多種技術手段，打造城市智慧監控系統具有可行性，這也是建設智慧城市、和諧城市和平安城市的必要途徑。

1 物聯網技術與智慧城市

1.1 物聯網技術概述

物聯網技術是運用互聯網將定位系統、射頻識別裝備、感應器等設備連接在一起，能夠識別、管理和控制網絡中的人和物的復合系統。該系統中的人和物可以互相交流信息。近年來，隨著科技的發展，物聯網技術正在逐步改善我們的生活，移動互聯網，萬物相連，無論在哪里，我們都能無任何障礙地實時進行通信和交流。

1.2 物聯網技術與城市監控

基于物聯網技術建設智慧城市，已經成為現代化城市建設的必然趨勢。通過物聯網這個平臺對城市中的資源進行覆蓋與管理，能夠有效提升城市的管理效率。

應用物聯網技術搭建城市監控系統，一方面能夠帶來許多產業機會、市場機會，使相關企業主動開發社會安全、食品安全、生產安全等相關的物聯網設備和產品，推動產業和市場發展；另一方面，應用物聯網技術搭建城市監控系統，必然會推動新的產業調整，促使新的業務模式取代舊的服務體系，這對于城市整體水平的提升具有重要意義。當前，國內已經有很多城市將此作為城市建設的重要規劃與目標。

2 城市監控中的物聯網技術應用

在城市監控系統建設中，物聯網技術的工作原理為：用物聯網傳感器技術、RFID技術檢測監控中的人和物，實現信息采集；然后通過通信和網絡融合技術進行信息傳送，實現信息互通和共享，最后通過數據處理系統存儲和分析信息，并作出管理決策。在這一過程中運用的技術，主要包括以下幾種：

2.1 射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）是利用射頻技術通信原理實現非接觸性數據采集的技術，也是物聯網的核心技術。電子標簽是RFID的核心。RFID首先通過射頻信號識別網絡中的人或物，然后讀取電子標簽的相關信息。該技術具有可靠性高、傳輸快、不受天氣影響等優勢，可為管理和控制提供有效的原始數據。

2.2 傳感網絡技術

傳感網絡技術又稱WSN，是由分布在城市各個角落的大量傳感器組成的網絡系統，任何傳感器節點都可根據相關協議將數據信息傳遞給監控者和檢測者。這些傳感器使用的技術包括嵌入式技術、傳感器技術和無線通信技術等。這些傳感器覆蓋面廣，消耗低，部署靈活，是實施城市監控的重要依托。

2.3 視頻分析技術

視頻分析技術是對物聯網監控對象進行智能分析和識別，如分離視頻中人和物的背景，對目標進行追蹤等，還可根據分析結果來設置一定的報警規則，當監控目標再次出現或出現異常時會發出警報，進而達到控制目的。

3 基于物聯網技術的智慧城市監控體系的組成

3.1 基于物聯網的城市智能監控體系層次

基于物聯網的城市智能監控體系應包括以下幾個層次：

（1）前端感知層：即通過高清攝像機、傳感器來采集數據，獲取城市環境、安全等多方面信息，并進行預處理；

（2）網絡傳輸層：即通過高效的IP網絡對前端感知層獲取的信息進行跨區域傳送，實現資源的調度、聯網、互通和管理；

（3）系統支撐層：即通過現代信息技術，以視頻監控管理系統為依托，與各個橫向系統進行數據、業務的交互與配合，實現對信息、資源的統一管理，達到反應及時、指揮統一的效果；

（4）系統擴展層：作為建設智慧城市的重要組成部分，它通過自身在人防、物防、技防等方面的優勢來強化城市安全，全力配合構建和諧社會和智慧城市。

3.2基于物聯網的智能監控體系覆蓋面

（1）食品安全監控系統。食品安全監控是確保食品生產安全、居民飲用水安全和食品相關產品安全的衛生監控。它還包括對動物檢疫、動物疾病防治、動物產品傳染物采集等方面的監控，可以從多個角度確保城市食品的安全和衛生；

（2）生產安全監控系統。在城市各行業生產中，對危險作業行業、煤礦、工傷、事故等方面的信息進行采集，并傳輸至集中中心進行處理和跟蹤。

（3）工業危險源監控系統。根據所監控對象的不同特點，進行具體的分析和風險評估。主要包括以下幾方面：

1）監控準備生產所需要的物料和設備存放過程中，可能造成的能量釋放的危險因素，分析和評估風險。

2）監控生產過程中的危險。評估生產過程、生產工藝及裝置系統的現有風險。

3）監控生產場所和廠房環境有可能引起的火災、爆炸、泄漏等其它事故。

4）監控水、電氣、消防設施等公共工程危險因素和參數。

（4）公共場所、重要機構監控系統。公共場所是指流動性大、群眾高度聚集的場所，如車站、商務中心、集貿市場、碼頭、商場、超市、體育館等。城市重要機構是指具有較強的社會敏感性，一旦出現事故就會引起巨大負面影響的機構，一般指政府機構、醫療機構、文物單位、教育機構等。對于這部分單位，可以利用物聯網技術建立監控系統。

4 物聯網和智慧城市在各場景的應用

我們可以清楚地感受到物聯網在智慧城市發展各方面中的應用。涉及的領域包括：智慧城市、智慧醫療、智慧交通、智慧家庭等方面，以下對其應用做詳細地闡述：

4.1 智慧城市

主要包括以下幾方面：

（1）建構城市物聯網公共服務體系，構建具備開放式、共享式的公眾物聯網信息平臺。物聯網技術可以搭建為個人、企業及政府提供詳細的城市運作及商業服務的物聯網公共信息服務體系；

（2）建構智慧城市的高清視頻監控系統。首先在城市主要道路、街道、小區、主要城市人口聚集地均安裝高清視頻攝像頭，并在主要的公共設施位置進行標示，實現對城市各區域的精確監控和跟蹤，確保公共安全，實現平安城市的目標；

（3）實現可追溯的食品安全應用。對食品的供、銷、存各環節均進行物聯網標簽跟蹤，實現對物資的全程溯源及追蹤，以確保食品安全。

4.2 智慧醫療

利用云計算和大數據等技術對醫療信息進行大數據分析，從中挖掘有價值的信息，制定科學的治療方案。打通HIS平臺和公眾物聯網絡。智慧醫療的概念不僅僅是每一個醫院之間用于醫療數據的采集，它還包括物聯網內醫院之間信息的共享以及技術的交流合作。比如，病患在A醫院的檢查報告可以遠程被B醫院的專家查閱，通過大數據分析可以提供類似的病患在全球的治療情況。在物聯網時代，智慧醫療可以通過物聯網技術的應用推廣來實現快速發展。

4.3 智慧交通

早在2009年，IBM已提出了智慧交通的理念。智慧交通是在傳統交通的基礎上融入物聯網、云計算、大數據、移動互聯等新技術。通過物聯網和大數據實時分析，提供整個城市交通的各項運行情況。這當中運用了大量的數據模型等技術，為城市交通的有序平穩運行提供了支撐。比如對道路交通的車輛、軌道交通地鐵的全程跟蹤管理，解決了人工無法及時判斷的問題，并提供自動調度和道路運能的資源配置，實時優化配置。除此之外，還為相關職能部門提供預防和檢測功能，全面提升調度和處理應急事件的能力。

4.4 智慧家庭

家庭中的所有白色家電和黑色家電均可以實現萬物相連，照明可以不再單調。通過預先設置場景方案，可以實現一鍵式控制燈光效果，做到人來燈亮，且可以根據設置提供不同的燈光亮度和組合效果。清晨醒來，窗簾會自動打開；晚上睡覺時，窗簾會自動關閉，所有這些動作無需到處找遙控器或按下墻壁控制按鈕，只要拿著手機即可。還可用推窗器實現刮風、下雨自動關窗，讓人出門無后顧之憂。小偷靠近自動關窗，實現智能防盜。當室內的可燃氣體發生泄漏時，智能系統會自動將窗戶打開，以防燃氣泄露。當室內空氣中有害氣體超標時，智能系統會自動將窗戶打開，使其通風，凈化室內空氣，使室內始終保持空氣清新。

5 結 論

我們都希望生活不再單調無味，智慧城市是人類從物質追求到幸福追求演變過程中的創造。物聯網更是改變了我們的生活方式，建設智慧城市，建造美麗家園，提升我們生活的幸福指數，這些都需要運用物聯網技術等來滿足城市居民的不同需求，促進信息化帶動經濟的發展。我國智慧城市的建設剛剛開始，許多領域還需要進行不斷地探索和完善。

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作者簡介：江偉（1975.09-），男，漢族，上海人，政企客戶支撐工程師，學士。研究方向：通信信息技術和物聯網應用。