物聯網技術在智慧城市建設應用中的難點研究

文｜重慶閎元實業（集團）有限公司 李仁波

物聯網是在互聯網基礎上借助傳感設備、射頻識別技術、GPS 定位系統等實現人與物、物與物之間互聯互通的新型現代技術，因此物聯網具有極強的互聯網特性、識別特征以及智能化特點，是實現智慧城市建設過程中不可或缺的重要技術。智慧城市是高階版的信息化城市，不僅能夠為人們提供更加智能、便捷的生活，而且需要各種先進技術的支持，物聯網技術就是其中之一。

一、物聯網技術在智慧城市建設中的基礎應用技術

物聯網技術在智慧城市建設中的應用主要是借助感知設備和互聯網，進而實現的人、物、機以及環境之間的連接，完成信息資源的快速傳遞、共享以及對于物的操作控制，并由此在城市中建立智能化服務管理系統，構建智慧城市。物聯網應用主要包括四個關鍵性技術，分別是RFID、傳感網、M2M 以及量化融合。物聯網四大支撐技術與業務群關系如圖1所示。

圖1 物聯網四大支撐技術與業務群

二、物聯網在智慧城市建設中的應用優勢

智慧城市就是利用先進信息技術和通信技術手段等實現對于城市運行過程中各信息的感知、收集、整合和分析，進而結合城市民生、交通、環保以及各種公共服務等實際需求進行智能響應的現代化城市建設理念。智慧城市是新時期背景下信息化與城市化的深度融合，不僅是物與物的相連，更是人與物、人與環境、物與環境的連接，智慧城市如圖2所示。

圖2 智慧城市

物聯網技術在智慧城市建設中的應用優勢主要體現在以下幾個方面。第一，通過物聯網技術，能夠進一步實現城市物物相連，擴大城市人、機、物以及環境之間連接的覆蓋范圍，進一步提升城市智能化水平。第二，智慧城市的建設是基于大數據、云計算技術基礎上形成的全新信息技術體系，而物聯網技術能夠為大數據技術和云計算技術的應用收集數據信息，提供可靠的數據基礎，確保大數據以及云計算技術作用的有效發揮。第三，城市是始終處于動態變化之中的，而物聯網技術能夠及時、準確的提供城市運行過程中相關動態數據，例如物流運輸方面、危險化學品管理方面，進一步提升城市管理水平，為城市順利、安全的運行提供有效保障。第四，隨著當前技術水平的不斷發展，物理網技術逐漸向著微型、便捷方向發展，在人們身體健康以及生產生活當中的各個方面都有著十分廣泛的應用，給城市居民生活帶來了極大的便利。第五，隨著信息化建設的不斷深入，物聯網技術在工業生產、制造等方面有著積極作用，極大的促進了傳統行業發展。

三、物聯網技術在智慧城市中的應用難點

（一）功耗

在建設智慧城市的過程中，需要借助物聯網技術與各個終端進行連接，進而實現數據的采集和應用，才能夠將其應用到實際的生產生活當中，實現智能化建設。在實際構建智慧城市的過程中，需要在很多場景安裝終端設備進行信息的采集和接入，但是由于實際環境的限制和影響，無法在其中接入外電，這就導致在使用終端設備的過程中無法連接電源，只能夠借助外用電池進行供能，這就使得終端的應用存在功耗問題，如果設備功耗較大，那么就需要經常更換電池，嚴重影響了物聯網功能的有效發揮，而且還增加了相關人員的工作量。例如，車檢器的應用就必須考慮終端設備的功耗情況，若出現電能供給問題，則可能會影響到設備功能的正常發揮。

（二）容量

隨著信息技術的不斷發展，當前人們的生產生活當中已然離不開互聯網以及信息技術，在此情況之下，人們對于互聯網以及通信服務的質量有了更高的要求。與此同時，在智慧城市構建的過程中，各種信息采集、終端以及生產生活當中應用的智能設備數量不斷增加，對城市網絡的容量和通信質量提出了更高的要求。因此，為保障智慧城市的建設效果，在實際應用物聯網技術的過程中，必須解決網絡容量的問題，當前我國正在逐步推廣和應用的5G 網絡，正是為構建智慧城市而做出的重要準備。5G 網絡和4G 網絡的對比分析如表1所示。

表1 5G 網絡和4G 網絡的對比分析

（三）連接數

在實際應用物聯網技術的過程中，基于智慧城市建設的實際需求，對于物聯網技術有著更高的要求，物聯網技術想要得到良好的應用就必須能夠同時支持大量終端設備的運作和數據傳輸等，而且隨著城市建設腳步的不斷加快，智能化水平的提高，城市終端設備的密集程度將不斷提升。因此，在智慧城市建設的過程中，就必須考慮基站可承載的運行數量上線，以此保障設備終端能夠正常運行。

（四）覆蓋范圍

智慧城市的建設要求物聯網技術盡可能覆蓋更大的范圍，才能夠確保數據、信息的收集更加全面，使得城市中的數據資源能夠得到能充分的利用，才能夠進一步提高城市智能化水平，進而為城市中的生產生活提供更好的服務。因此，在智慧城市建設的過程中，需要盡可能擴大物聯網技術的覆蓋范圍，但就目前我國各方面的技術水平來看，在物聯網技術的推廣和應用過程中仍然會受到限制。例如，地下停車場等區域通訊信號的質量相對較差等，因此進一步擴大覆蓋范圍，也成為物聯網技術應用過程中所需要面對的難點之一。

（五）統籌規劃

智慧城市的建設并不是單純的將物聯網、大數據以及云計算技術與城市管理服務等結合在一起，而是要將先進的信息技術與城市化建設有機的融合在一起，充分發揮物聯網技術的應用優勢，提高城市的智能化水平，以此進一步提升城市資源的利用率，為城市人們的生產和生活提供更好的服務。因此，在實際構建智慧城市的過程中，必須將物聯網技術合理的融入到城市建設當中，充分考慮當前城市的實際情況，智能化水平以及后續智慧城市建設的主要發展方向等，科學合理的對于智慧城市建設進行統籌規劃。但是就目前我國智慧城市建設而言，存在一定的盲目性，并沒有形成科學系統的智慧城市建設體系，嚴重制約了城市資源的高效利用，物聯網技術的優勢難以得到有效發揮。

四、物聯網技術在智慧城市中的主要應用方向

（一）智慧交通

交通運輸是城市建設和穩定運行的重要部分，因此智慧交通是智慧城市建設的重要內容。在傳統交通運輸體系和系統當中，科學合理的應用物理網技術，進一步提升城市交通運輸管理的智能化水平，實現對于城市交通領域的全面監控，通過物聯網技術實現對于交通環境的感知、信息的傳輸以及遠程監控等，提高城市交通系統的精確性、實時性，進一步緩解城市交通運輸壓力，提高城市交通運行效率，為城市人們提供更好的交通運輸環境。智慧交通系統結構如圖3所示。

圖3 智慧交通系統結構

（二）智慧物流

在當前信息技術水平不斷提高的情況之下，我國電子商務行業異軍突起，物流產業也隨之得到了蓬勃發展，而且人們對于物流行業的要求也在不斷提高，因此智慧物流也將成為智慧城市建設當中的重要內容。借助物聯網技術，不僅能夠進一步優化物流運輸過程，還能夠有效降低物流行業工作人員的工作壓力，提高工作效率，進一步提升城市物流服務水平。例如，激光檢測、條碼識別、機器分揀、衛星定位等技術的科學應用能夠進一步優化物流服務水平。

（三）智慧醫療

隨著我國經濟水平的提升，老齡化程度不斷加深的情況之下，人們對于醫療服務方面有了更多的需求，智慧醫療的建設能夠進一步解決人們看病難的問題，為城市居民提供更好的醫療服務，不斷完善現代化醫療系統。例如，構建家庭醫療系統、社區醫療衛生服務以及智慧醫院等，實現各個醫療環節之間的高效溝通和連接，確保醫護人員能夠在最短時間內了解患者的實際情況，進一步提高醫院的處理效率，保障患者的就醫體驗。智慧醫療系統結構如圖4所示。

圖4 智慧醫療系統結構

（四）智慧社區

社區是城市中的基本組成部分，也是城市建設和管理的重要單位，將物聯網技術與社區管理建設融合在一起是當前智慧城市建設的重要內容。通過物聯網技術建立智慧社區，能夠為社區居民提供更好的服務，有助于強化社區管理，而且在物聯網技術的幫助之下，能夠使得社區居民生活更加便利，有助于資源的高效利用。智慧社區系統結構如圖5所示。

圖5 智慧社區系統結構

結束語

綜上所述，在應用物聯網技術建設智慧城市的過程中，為確保智慧城市穩定可靠地運行，不得不面對功耗、容量、連接數量、覆蓋范圍以及統籌規劃等方面的問題，進一步發揮物聯網技術的優勢，確保智慧城市穩定運行，未來在物聯網技術的支持下，城市交通、物流、醫療以及社區等方面都會朝著更加智能的方向發展。相信隨著物聯網技術的深入研究和應用，我國智慧城市建設將會取得更好的成績。