大數據時代物聯網技術在智慧城市中的應用研究

鄭州航空工業管理學院 吳 寧 鄭州市第七十七中學 謝麗亞

本文首先對物聯網技術、大數據技術、及智慧城市等概況進行說明，進而概述了三者之間的關系，給出了關系圖。通過分析大數據時代下物聯網技術在智慧城市中不同的應用場景，提出了一種有助于大數據處理的思路，即不同的應用領域、不同系統間應給出統一的數據接口規范，有助于數據相關性分析。

1 物聯網技術概況

物聯網技術經過快速發展期，已經成為服務于信息社會的重要技術，簡單來講，即為“我們周圍的一些物品與另一些物品通過短距離無線傳輸網絡相連構成物聯網，其英文名可譯為Internet of Things”。就其本質而言，物聯網具有傳統互聯網的核心和基礎，并在原有的核心和基礎上進行延伸和拓展，廣大用戶可以通過使用物聯網技術，將物品和物品之間進行信息交換和通信，其目的是形成一個包含人、各種物品的巨大網絡，方便人對生活中相關的各種物品進行識別、管理和控制。物聯網概念開始出現是在20世紀90年代，在經過漫長的寒冬后，在近十年的快速發展，應用于物聯網的通信協議不斷完善，物品可實現通過藍牙、紅外、zigbee等協議實現無線組網，通過無線組網實現物品間通信，并能通過開發網關經互聯網中TCP/Ip協議上傳云端進行處理。

2 大數據技術概況

物聯網的迅速發展，其底層感知層的各種設備每時每刻都在不斷的生成數據，數據的急劇增長，最終讓大數據時代到來，或者說大數據時代是科技時代發展的產物。大數據從數據格式看，可分為廣泛存儲在數據庫中的結構化數據，以及如圖形圖像類的非結構化數據，其中非結構化數據達到了總數據量的90%，并且總數據量每年以60%的指數增長。通過對大數據分布式存儲和大數據分布式處理的不斷研究及應用，大數據的價值主要體現三個方面：第一在大數據時代到來之前，我們沒有足夠的存儲量以及計算能力對全樣數據進行分析，大都采取抽樣；第二個價值是在第一個價值之上衍生出來的，做抽樣統計，和全樣數據分析相比不可避免存在誤差，以及誤差放大情況，大數據時代我們在設計處理算法由精確度轉向了效率；第三個價值體現為相關而非因果，大數據時代給我們提供了很多事物之間的相關性而非去追事物間的因果關系，在大數據時代我們只關心事物間的相關性。

3 智慧城市的概念和內涵

智慧城市這一理念是在2010年由IBM公司提出的，這一理念是在運用包含通信技術、移動互聯、感知技術、大數據分析等前沿技術，充分調動、使用城市核心系統的信息，從而對智慧城市中的各種需求夙愿進行智能響應，為市民創造更加宜居城市生活。其價值理念得到很多國家的高度認可，世界上很多國家相繼開始了智慧城市的摸索，我國在2012年公布了第一批發展智慧城市的試點名單，其中包含全國各地的90個城市。2014年，我國根據智慧城市建設需要提出，《促進智慧城市健康發展指導意見》，旨在為全國普及綠色的城市、低碳的城市等新型智能城市化摸索道路。

在智能城市建設之中，要充分調動、使用核心系統的信息，首要任務是建設龐大的數據庫，才能滿足運用感知技術采集信息、大數據分析技術處理信息、移動互聯等場景的形成，從而實現智慧城市的愿景。

4 大數據時代物聯網技術在智慧城市的技術應用

4.1 大數據、物聯網和智慧城市的關系

大數據時代來源于人類的信息技術第三次信息化浪潮，根源于物聯網感知層技術的快速發展，通過分布在大街小巷數以億記的傳感器不間斷的采集信息、采集圖像，數據的存儲呈現爆發式增長，數據如何系統的認知、如何處理，如何在龐大的數據中挖掘出經濟價值。諸多的疑問，激發了我們對大數據、物聯網和智慧城市以及其間存在的關系深入思考。通過研究分析，現有的大數據、物聯網技術在智慧城市中的應用架構體系可以劃分為系統框架底層的信息采集層、數據傳輸層、數據存儲層、數據處理應用層。如圖1所示。

4.2 大數據、物聯網技術在智慧城市的實際使用場景

在智慧城市中，物聯網技術及大數據技術的應用無處不在，接下來我們通過介紹一些行業的智能化進程及成果，展開應用研究。

物流管理。智慧城市中物流行業亦能體現出大數據時代物聯網技術的應用，在國家推動經濟轉型的過程中，大眾的消費呈現出網絡化，物流行業面臨重大變革，一些大型的物流中心，每天中轉的物品數量巨大、種類繁多。如何快速統計出運輸物品的信息，如何智能挑揀物品，如何智能規劃配送路線。面對大量問題，大數據及物聯網技術的出現有助于使得以上問題得以解決。在信息的處理中，通過使用物流聯網采集物品的倉儲、流通、卸載等信息，通過數據傳輸層進一步處理數據信息，如通過zigbee、藍牙等短距離通信協議將數據匯總，通過網關將信息發送到數據存儲層，借助大數據中數據存儲技術，將海量數據保存，數據處理應用層負責對數據進行分析、處理，實現倉管管理、卸載管理、流通管理等信息。而用戶可以實時查看已購商品的實時運輸信息。

圖1 智慧城市應用架構圖

醫療衛生。對于人們關心的健康問題，同樣也是智慧城市重要的考核目標，假設有人生病，就可以利用微信平臺提供的小程序，找到醫院的服務平臺，可通過導診中的智能導診和人工機器人交流選擇掛號科室，預約掛號可實現免去長時間排隊掛號問題，也可以通過診療中的檢驗檢查功能查看診療中的檢查單，同時還可以通過互動中的就醫反饋功能，在線上和主治醫生進行互動，了解后期休養中的問題。同時醫生可以通過數據應用平臺及時查看患者既往病史等信息，輔助診斷，提供更好的服務。在智慧城市中，物聯網技術和大數據技術的應用助力醫療行業更好提供生命保障。

食品安全。民以食為天，食品安全應該放在重中之重。如何更好的確保食品安全，物聯網技術的發展有助于大眾精確了解每一個牧場中每一牲畜的生長環境及健康情況。同時可以精確借助感知層了解餐桌上的食物生長環境中的各種信息。

智能家電。家電的智能化，使得生活更加方便。通過手機可以控制家里所有的智能家電，用戶可以通過簡單設置，可控制已經放好食材的電飯煲，在回家的路上開始烹飪美味的飯菜，同時通過點擊APP，管理加入物聯網的空調開啟，通過安裝的攝像頭可以實時查看家中的老人及兒童的安全。家里有老人的市民，可以為老人提供智能拐杖，通過不斷數據跟蹤分析及家庭攝像頭數據，能夠及時處理老人摔倒以及走掉情況的發生。物聯網技術的發展，帶給生活更多的智慧，同時也帶給我們更多的方便。

4.3 大數據時代物聯網技術在智慧城市的發展方向

通過以上分析，不難得出，通過物聯網感知層采集信息，通過大數據存儲處理信息并應用的模型在智慧城市的建設中應用廣泛。為了更好的服務智慧城市，針對不斷革新的技術，制定統一標準成為了我們下一階段的主要目標。大數據時代數據的海量遞增，面對物聯網感知層提供的非結構化的數據。不同領域間在數據采集、傳輸、存儲字段等存在差異，在考量大數據之間的相關性指標下，統一規范不同行業數據格式、類型，對于大數據的處理，有一定意義，有助于物聯網技術及大數據技術更好的應用于各個領域，以及通過各個領域的融合，有助于整個智慧城市的快速發展。

5 結語

綜上，物聯網技術、大數據技術能夠服務于智慧城市理念的落實，通過資源的優化、調度能夠更好的服務于可持續發展的落實，有助于形成一個低碳、綠色的生活圈。同時，針對數據的處理應用還能服務于國家產業結構的調整，優化頂層設計思路。