物聯網在智慧城市中的應用研究

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引言

隨著科技與經濟的快速發展，新一代信息技術開始廣泛應用于各個領域，而與此同時城市基礎設施的效率化、系統化管理開始成為我國城市發展的當務之急，這就促使新一代信息技術與我國城市發展實現結合，而物聯網在智慧城市中的應用就是其中的典型代表。

1 物聯網的體系結構

物聯網的核心可劃分為三個邏輯層：感知層、網絡層和應用層。感知層是物聯網的五官，它首先通過射頻識別（RFID，radio frequency identification）、傳感器等設備采集前端數據，然后通過藍牙、Wi-Fi、Zig Bee等短距離傳輸技術傳遞數據。網絡層是物聯網的神經中樞，負責將感知層獲取到的數據安全可靠地傳輸到應用層，主要以移動通信網絡、互聯網等為主。應用層位于物聯網三層結構中的最頂層，需要完成數據的處理和應用，同時與行業需求相結合，實現智能化管理。近年來，網絡中的信息量呈現爆炸式增長，云計算憑借其配置靈活、資源利用率高的優勢受到了廣泛的關注，云計算平臺作為海量感知數據的存儲和分析平臺，也成為物聯網應用層的重要組成部分。物聯網的體系結構還有另外一種劃分，即“海-網-云”結構。在這種結構中，所有終端設備歸為了一層，由于數量巨大，因此被形象地稱為“海”。數據傳輸通道被稱為“網”，它是各種異構通信網絡的統稱。計算處理中心被稱為“云”，用戶能夠根據實際情況切換資源，高效地從云計算中心得到數據和處理結果[1]。

2 物聯網在智慧城市中的應用實例

（1）物流監控。物流領域是最早應用物聯網的行業。初始，物流只是運輸一些簡單的貨物，但隨著時代的進步，傳統的物流方式已經不能滿足人們日益增長的需求。經過多年的實踐，物聯網建立起了可靠的信息系統，實現了計算機與物流之間的有效通信，其優勢主要體現在以下幾個方面：①貨物倉儲。能夠實時監控貨物的進出情況，完成收貨入庫、盤點調撥、揀貨出庫以及整個系統的數據查詢、備份、統計、報表生產及報表管理等任務，而不再需要人工進行貨物掃描和數據錄入，提高貨物的進出效率，降低與物流相關的管理成本。②運輸監測。通過規劃運輸路線優化物流路徑，降低運輸成本；通過物流車輛管理系統對運輸的貨車以及貨物進行全程定位跟蹤，并實時監測貨物的溫濕度狀態以及運輸車輛的速度、胎溫胎壓、油量油耗等駕駛情況，提高運輸效率，降低貨物損耗。

（2）環境監控。近年來，環境監控系統在我國得到了普遍應用。其工作原理是：安裝于各點位的監測傳感器分別對環境指標進行采集，并通過加密通信網絡（GPRS等無線網絡）傳輸到環境監控服務器，再由服務器完成數據的整理和分析，一旦出現異常數據（如超標）及時預警，做好預防和控制工作[2]。

3 物聯網的未來發展方向

（1）標準化。物聯網技術標準是實現萬物互聯的條件，也是物聯網產業化的基礎。盡管目前發布的大部分物聯網技術標準在現有的物聯網環境中體現出了較高的應用價值，但隨著物聯網基礎設施的構建和完善，這些技術標準將可能不再適用，因此，物聯網技術標準是一個漸進發展成熟的過程。中國通信標準化協會(CCSA)、國際電信聯盟電信標準化部門(ITU-T)、國際標準化組織(ISO)、歐洲電信標準化協會(ETSI)和因特網工程任務組(IETF)等已在多種層面開展了物聯網技術標準化工作。我們認為，科學合理的物聯網體系結構技術標準將會最大限度地減少物聯網的安全隱患，促進技術創新，加快后續物聯網技術標準的制定，推動物聯網產業化的發展。值得關注的是在2018年，由中國主導的物聯網參考體系結構ISO/IEC 30141正式發布，這標志著中國成為國際物聯網標準制定的主導力量。隨著物聯網的不斷發展，可以預見，未來十年物聯網技術標準在國家和國家、行業和行業、企業和企業的激烈競爭后將逐步在全球范圍內形成一套完備的體系。

（2）智能化。資料顯示，到2025年，全球物聯網設備基數預計將達到754億臺，較2017年的200億臺左右，復合增長率達17%。海量設備的接入將在網絡中形成海量數據，導致傳統的計算方式無法滿足數據處理需求，而人工智能(AI, artificial intelligence)能夠模擬、延伸和擴展人腦的工作方式，通過學習不斷改善自身知識結構，加速數據處理過程，使物聯網更聰明、更高效，甚至可以在幾乎沒有人為干預的情況下做出明智的決定[3]。AI與物聯網的融合是加速科技發展的催化劑，將為智慧城市發展帶來顛覆式變革。

4 結束語

物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的新一代信息技術。互聯網“聯”的是人，而物聯網“聯”的是物，是互聯網的擴展和延伸，它通過各種感知設備實時采集信息，按照約定的協議，把任何物品和互聯網連接起來，以實現通信和信息交換，進而實現智能化識別、定位和管理等功能。IPv6作為下一代互聯網協議，提供了豐富的地址資源，允許更多的設備接入，為物聯網提供了有力的保障。因此，物聯網具有十分廣闊的前景，而將其應用于智慧城市的建設能夠實現物流、環境、醫療、家居等各個方面的智能化管理，有著必然的發展趨勢。