智慧城市中物聯網及云計算技術的應用研究

張曉文

摘 要 智慧城市的發展可以滿足人們對高質量、高水平生活的追求。在科技的推動下時代更迭速度逐漸加快，智慧城市從原本的城市發展方向逐漸轉化為了一種新常態。智慧城市主要建立在云計算、物聯網等技術的基礎之上，有效解決了城市發展過程中存在的各種難題，實現了對城市的人性化、精細化管理目標。智慧城市是未來的發展趨勢，也是未來的發展方向，智慧城市的發展關系到城市的未來發展前景和經濟社會的進步趨勢。

關鍵詞 智慧城市 物聯網技術 云計算技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）02-0016-03

1 智慧城市概述

1.1 涵義分析

在物聯網技術的促進下傳統城市得以向智慧城市的方向發展，憑借該技術可以對數據信息進行大力收集，并實現對這些數據的有效分析，通過這種方式對公共基礎設施、服務進行改進，從而為人們提供優質的公共服務。從目前的情況來看，世界各國正逐漸加大對智慧城市的投資建設力度，物聯網技術的出現為智慧城市的發展創造了新的契機。不過智慧城市的建設還存在一定弊端，比如數據收集不全面、智慧程度較低等，與新型智慧城市建設目標還存在一定差距，想要有效解決這些問題，必須充分發揮物聯網、云計算、大數據等技術的優勢，合理對智慧城市建設進行引導[1]。

1.2 智慧城市的特點

1.2.1 系統感知環境

智慧城市有助于實現更加全面的系統感知，幫助城市中的居民實現自我和相互感知，并讓人們在生活、工作中獲得他們想要獲取的各類數據資源。

1.2.2 傳遞可靠信息

在智慧城市中，必須建設成熟的網絡信息系統，在這樣的情況下就可以有效對各類信息、數據資源的收集、傳輸進行管控，為信息傳輸提供更加有力的支持。

1.2.3 高度智能計算

智慧城市的智能化主要體現在，可以將在城市中收集到的數據、信息進行智能化、精準化、高效化處理，便于實現對特定目標的智能化控制。

1.2.4 人性化管理

在建成智慧城市以后，可以為智慧城市中的居民提供更加優質的公共服務，且服務逐漸具備人性化特征，讓智慧城市中的各項事物都逐漸朝著智能化、人性化、自動化的方向發展。

2 物聯網及云計算技術的概念及價值分析

2.1 物聯網技術

物聯網技術是一種通過將射頻識別和全球定位技術應用于各種終端設備的技術，如智能設備和傳感設備，根據事先制定的協議，使用有線或無線通信網絡傳輸信息并控制設備和設施。它是一個將物理材料與虛擬網絡串聯起來的信息系統。

2.2 云計算技術

云計算技術主要基于網絡技術。通過虛擬化技術、云存儲、分布式計算等，盡可能滿足客戶對軟硬件、存儲、計算等方面的需求。云計算根據服務類型可以分為三種類型：LaaS、SaaS和PaaS，它們可以最大限度地提高數據的自由度。

2.3 物聯網及云計算技術在智慧城市中的應用意義

物聯網技術的應用可以發揮智能識別、移動定位、物品監控跟蹤等功能，該技術主要是利用FPRS系統、GFID傳感設備、激光掃描器等，實現各項功能的發展，它屬于一項新的網絡信息化技術，對提高信息傳輸的速度、準確性有很好的作用。云計算技術是一個按量付費的虛擬化資源使用技術，能夠結合用戶需求，快速、有效為用戶提供網絡服務。

在物聯網技術與云計算技術的支持下建設智慧城市，通過互聯網對城市中的各類公共基礎設備設施進行連接，在智慧化傳感器的作用下，便于對城市中人與物技能型全方位感知、交互性感知。從目前的情況來看，我國許多城市在不斷發展的過程中開始應用物聯網與云計算技術，部分城市已經搭建了相對完善的網絡架構，進一步推動了智慧城市建設，在醫療衛生、公共安全、科學教育等領域中，物聯網與云計算技術發揮出了強大的優勢，各大城市逐漸朝著數字化、智能化的方向發展，為城市居民的生活、工作創造了巨大便利，進一步提高了城市的現代化水平，對促進國家經濟發展有著非常重要的意義。

3 基于云計算的智慧城市架構

智慧城市的架構主要包括這樣幾個部分，分別包括了應用支撐平臺、網絡層、感知層和智慧應用。在架構當中，感知層主要是利用傳感器、攝像頭等來完成設備的收集，然后將這些信息利用網絡來傳輸到數據中心。數據中心具備很強的決策能力、管理能力和儲存能力，并有著與多個行業相關的數據庫內容，能夠為政務、交通以及環保等方面的智慧應用帶來足夠的數據支持。傳感器終端將獲取的信息輸送給數據中心，然后將其進行分析和整合，從而使得智慧城市應用能夠實現智能化。過去的城市架構所具備的硬件服務器，如今已經很難符合數據管理的需求，在物聯網的應用和傳輸層中利用云計算技術來為智慧城市提供服務，有效地解決了數據計算儲存等方面的問題，并在某種程度上進一步增強了智慧城市系統的運行效率。

建設智慧城市就是為了對數據信息進行整合和共享，云計算所具備的特點與智慧城市建設相符，所以智慧城市架構需要以云計算和物聯網技術為基礎。在在整個系統中，包含了智慧城市運營支撐體系、云服務平臺、門戶層、基礎設施層以及云安全層等等。其中云安全層與智慧城市的各個方面都有著密切的關系，確保其中的應用系統能夠順利的運行。智慧城市運營支撐體系主要是針對智慧城市應用的特性而建立的，確保應用系統的穩定運行。基礎設備層是智慧城市的最底層，是云計算的基本架構，其中包含了基礎資源和智能接入，基礎資源包含了行業數據庫，智慧城市可根據自身的實際需求來進行存取，從而進一步提升資源利用效率，讓資源能夠達到更好的協同共享。智能接入包括了通訊網絡和感知設備，確保智慧城市應用能夠順利的完成接入過程。云服務平臺和應用層屬于智慧城市中的中間層，具體是針對智慧城市應用系統來進行設置的，除了能夠促進城市資源共享之外，也能夠將一些應用發布在其中，另外通過強大的信息整合能力能夠為用戶帶來更好的決策。智慧城市應用系統最具體表現在智慧民生、智慧產業和智慧城府這幾個領域，通過智慧城市應用所具備的智能化特點來滿足各領域的信息化需求。門戶層主要是將智慧城市所獲得的成果展示給用戶和企業，且這一層也能夠幫助用戶深入地去感受智慧城市，通過門戶層平臺來讓人們享受到智慧城市應用。

物聯網技術實際上是對網絡技術的一種延伸，通過物聯網技術使得網絡進一步實現了互通互聯，這在智慧城市中占據著十分重要的地位，通常網絡終端儲存和計算能力不符合要求，而云計算所具備的計算整合能力能夠有效解決這一問題，除了能夠對大量數據進行儲存計算之外，也有著很強的安全性。所以智慧城市離不開云計算這一技術的支持，通過云計算和物聯網技術的應用使得智慧城市更加的智能化。目前來看智慧城市已經逐漸成為了一種城市發展趨勢，為了確保智慧城市能夠得到更加順利的發展，就必須對城市資源進行智能化管理，想要實現這一點，就需要重視對云計算技術、物聯網技術以及互聯網技術的應用，這樣才能夠真正實現智能化的城市服務管理，讓城市得到真正的智慧化發展。

4 物聯網技術與云計算技術在智慧城市中的應用

4.1 在物流監管中的應用

物流是城市經濟活動的重要組成部分，但物流事故會對城市發展造成不同程度的損失，尤其是許多化學品在物流運輸的過程中存在較大的安全隱患，會給城市安全管理工作產生嚴重影響。近年來也發生了多起因物流運輸不當導致危險化學品泄露、爆炸的事故，造成了嚴重的經濟、生命財產損失，給城市發展造成了嚴重的負面影響，導致城市形象遭到破壞。合理應用物聯網與云計算技術，可以對危險化學品的物流運輸進行有效監管，進一步提高物流運輸的安全性，充分發揮物聯網與云計算技術對智慧城市建設的推動性作用。在智慧城市綜合管理實踐過程中可以電子標識危險化學品運輸車輛，及時備案運輸車輛與運輸物品的信息，針對物流供應鏈進行監管的過程中，可以采用物聯網-射頻識別技術，對車載GPS進行全天候監控，利用GSM無線通信功能實時獲取車輛位置、狀態等信息，并通過語音、短信等通道下達調度指令，使用GIS技術快速獲取車輛的移動位置，并實現對車輛的有效調度和管理。當前，網絡貨運已經成為智慧城市的重要發展途徑，網絡貨運實現了貨運和貨車的配對效率，且讓物流運輸全過程更加健全，物聯網實現了上中下游企業、公安、交通、消防、安監等各系統之間的資源共享和資源聯動，讓整體城市需要的貨物得到有效調運，且減少了因為城市內部運輸企業物流協調所產生的成本[2]。

4.2 在公共服務體系中的應用

智慧城市建設以提高城市品質、優化城市治理為目的，以頂層設計為基礎對城市治理進行有效指導，采用數字化建設的方式打破傳統的城市建設模式，構建新的城市格局，在有效降低城市管理成本的同時，促進城市管理效率提升，保證既可以提高城市管理成本，還可以提高城市的形象與品質。城市基礎設施主要為智慧城市提供公共服務，使得公共關系系統中的各項數據信息之間的交互變得更加流暢，管理人員可以更加方便地獲取所需信息，便于為城市居民提供無微不至的公共服務，切實提高智慧城市綜合管理的效率。同時，在建設智慧城市的過程中，憑借數據的開放共享特性，還可以進一步提高城市的經濟發展水平，促進智慧城市綜合管理升級[3]。

4.3 在交通系統中的應用

在現代化城市不斷發展的過程中，交通城市是支撐城市建設的基礎，因此，建設智慧城市必須要有發達的交通系統支持，充分解決好交通運輸問題，確保交通體系能滿足現有的社會需求，才能夠保障后續工作的穩定開展。在建設智慧城市的過程中，通過有效應用物聯網與云計算技術的方式，針對交通問題可以實時進行數據采集和智能化處理，可以進一步緩解城市交通部門的工作壓力，對提高城市交通便利程度起到一定的促進作用。比如，利用物聯網技術，可以隨時獲取不同地區車輛的數據信息，并在云計算技術的支持下，對各地區的交通情況進行密切、動態的分析與預測，便于動態化管理措施的落實。另一方面，也可以為城市交通管理部門提供更加準確的數據信息，便于實現對城市交通的智能化管理，切實減少交通堵塞的現象，進一步保證城市道路的暢通，并有效降低發生交通事故的概率，通過這種方式進一步支持智慧城市建設。技術在交通運輸體系中的應用能讓交通網絡更具“智能化”[4]。

4.4 在醫療服務中的應用

作為一項重要民生工程的醫療衛生事業也是建設智慧城市所要關注的重要行業之一。現階段，由于各項主客觀（軟硬件）因素的限制，我國的醫療服務智能化體系還尚未發展成熟，亟待進行改革創新。因此，在智慧城市建設過程中要有機結合醫療體系以及其他相關體系，全面整理、匯總與分析醫療行業的相關信息數據，幫助醫療從業人員能及時、順利地查閱所需要的數據信息，切實提升醫患交流的成效。

5 物聯網和云計算技術在智慧城市發展中的應用策略

5.1 不斷更新新技術，提升技術水平

在實際的管理過程中，應當以過硬的技術為保障，加強整體城市規劃發展的前沿性設計，根據科學技術的變革方向優化發展，制定合理科學的智慧城市建設規劃。智慧城市的發展不僅僅是靠技術的發展這樣簡單，還需要各個技術之間的融合互補，切實促進城市建設的數據化、互聯網化、智慧化。加強人才引進，鼓勵高新技術人才和智慧城市應用人才的引進，積極提升智慧城市專業化人才的隊伍規模，讓城市建設有充足的人才支持[5]。

5.2 打造具有地域特色的新城市

智慧城市的發展要有獨特性和地域性，要有自己的特色，而不能盲目跟風，要結合當地實際情況，突出區位優勢和歷史文化特色，建設有地域特色和文化傳承的新城市。要實現為人民服務理念的優化，在建設中體現建設的惠民價值，切實為群眾提供更舒適、便捷的服務，要以提升本地居民滿足感的目標進行智慧城市建設，優化整體的智慧城市建設水平。

6 結語

總而言之，除了以上應用之外，大數據和云計算技術還有很多的應用側重點，而基于此，積極發揮技術的優勢，充分認識到技術的進步是智慧城市建設最大的利好條件，才能促進整體智慧城市的有序發展。在實際的智慧城市建設過程中，要充分抓住各種技術發展的優勢，實現智慧城市整體化管理，切實發揮技術的效能，穩定社會發展、優化信息化發展效能、加強云計算等技術的開發和利用，切實促進智慧城市的可持續發展。

參考文獻：

[1] 蘇華江.大數據和云計算技術在智慧城市建設中的應用[J].數字通信世界，2021（09）：192-193.

[2] 鐘華.云計算及物聯網技術在智慧城市中的應用研究[J].中國新通信，2020，22（06）：114.

[3] 陳常暉.云計算及物聯網技術在智慧城市中的應用研究[J].電子世界，2018（22）：110-111.

[4] 王春蓮.智慧城市中物聯網及云計算技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（13）：8-9.

[5] 史銀妹.淺議云計算及物聯網技術在智慧城市中的應用[J].數碼世界，2017（12）：583.