智慧城市中物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用

陳曉婷

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智慧城市中物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用

陳曉婷

中博信息技術(shù)研究院有限公司，江蘇 南京 210012

智慧城市的興起，能夠很大程度改變市民生活、工作和出行方式。據(jù)預(yù)測，智慧城市每年可為每位居民節(jié)省125小時(shí)，智慧城市建設(shè)在節(jié)省時(shí)間、提高工作效率、改善健康水平、提高生活質(zhì)量、提供安全環(huán)境等方面帶來了積極影響。智慧城市建設(shè)離不開物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的支持。分析了智慧城市的內(nèi)涵和特點(diǎn)，分析了建筑物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于智慧城市中的必要性，并探究了物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)在智慧城市中的具體應(yīng)用情況。

智慧城市；支撐技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

引言

智慧城市是新一代信息技術(shù)支撐、知識社會創(chuàng)新環(huán)境下的城市形態(tài)，需要綜合采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、新一代互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，通過綜合集成來實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶、互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用，形成以人為本的社會化智慧創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的城市形態(tài)。智慧城市能夠改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活方式，讓人們的生產(chǎn)生活更加智能化、便捷化、高效化，同時(shí)能夠滿足人們的個性化需求。筆者參考相關(guān)資料，圍繞智慧城市展開概述與分析。

1 智慧城市的內(nèi)涵

所謂“智慧城市”，就是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，例如互聯(lián)傳感器、計(jì)量器和路燈來采集并分析數(shù)據(jù)，進(jìn)而改進(jìn)公共基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)。在十三屆全國人大一次會議關(guān)于政府工作的報(bào)告中，李克強(qiáng)總理多處提到了數(shù)字經(jīng)濟(jì)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、信息化、智能制造、智慧城市等相關(guān)內(nèi)容：深入開展“互聯(lián)網(wǎng)+”行動，實(shí)行包容審慎監(jiān)管，推動大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用。世界各國不斷加大智慧城市投資建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧城市的發(fā)展帶來了新契機(jī)。新型智慧城市建設(shè)最大痛點(diǎn)是成熟數(shù)據(jù)采集不足、各自為政、智慧程度不高，離“滿足人民過上美好生活的新期待”還有差距，而破除痛點(diǎn)的關(guān)鍵就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)的深度結(jié)合[1]。

2 智慧城市的特點(diǎn)

（1）可實(shí)現(xiàn)感知和互聯(lián)。在智慧城市建設(shè)中，全面應(yīng)用了智能傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對城市各個區(qū)域全范圍監(jiān)控，再把監(jiān)控到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸給數(shù)據(jù)分析部門，從而及時(shí)掌握整個城市的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)制訂解決方案。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)把智能觀感器相互連接起來，并及時(shí)匯總到一個平臺上進(jìn)管理分析和存儲利用。

（2）基礎(chǔ)建設(shè)是重中之重。所謂智慧城市，就是把各項(xiàng)高精尖技術(shù)，如移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等匯總到一起構(gòu)建一個智能、智慧的生活空間。通過異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合，為智慧城市的建設(shè)提供基礎(chǔ)設(shè)施，從根本上促進(jìn)智慧城市的良性發(fā)展。

（3）鼓勵和創(chuàng)新。智慧城市是未來城市發(fā)展的主要趨勢，因此政府部門要積極鼓勵當(dāng)?shù)孛耖g企業(yè)創(chuàng)新，為城市社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展提供動力支持。

3 智慧城市發(fā)展中存在的問題

目前，硬件計(jì)算資源得不到高效利用是智慧城市發(fā)展面臨的首要難題。智慧城市信息化系統(tǒng)的運(yùn)行離不開硬件計(jì)算資源的利用。因此，建立健全的云計(jì)算系統(tǒng)是智慧城市發(fā)展的前提和基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，大量的數(shù)據(jù)信息需要更高效的分析及處理。若缺乏虛擬化資源的分配以及動態(tài)資源的管理，就不能完成龐大的信息管理及存儲。雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給人們提供了大量的數(shù)據(jù)信息，但這些信息的來源大都是控制器、傳感器以及計(jì)算終端。這些數(shù)據(jù)來源不能很好地融合在一起，缺乏統(tǒng)一的設(shè)備規(guī)劃方案和技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，還存在著數(shù)據(jù)格式不能轉(zhuǎn)化的問題。為了解決以上問題，建立了空間信息服務(wù)系統(tǒng)，在這一過程中最主要的問題就是設(shè)備的計(jì)算和維護(hù)節(jié)點(diǎn)、管理結(jié)構(gòu)都存在一些差異，還存在著設(shè)備儀器安裝的位置比較分散和管理困難的問題。因此，應(yīng)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息傳輸及處理體系，將數(shù)據(jù)信息與儀器設(shè)備進(jìn)行緊密的連接，通過數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)融合產(chǎn)生需要的信息，制定物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為了建設(shè)智慧城市，必須將數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及處理通過適當(dāng)?shù)姆绞胶图夹g(shù)加以實(shí)現(xiàn)，研究出高效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)[2]。

4 智慧城市支撐技術(shù)的應(yīng)用

4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。這使得物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)㈦娋W(wǎng)、鐵路、建筑、隧道等物體連接起來。正因如此，物聯(lián)網(wǎng)才能夠滿足智慧城市建設(shè)需要，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才成為智慧城市的支撐技術(shù)。當(dāng)然，要想使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)之中充分發(fā)揮作用，首先要了解智慧城市運(yùn)作流程，如接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備或者客戶端、共享服務(wù)項(xiàng)目及服務(wù)項(xiàng)目。從目前人們生活所需來看，人們生活中需要網(wǎng)絡(luò)支持的設(shè)備有智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、路由器等；共享服務(wù)項(xiàng)目有注冊服務(wù)、目錄服務(wù)、功能服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等；服務(wù)項(xiàng)目有智慧交通、智慧景區(qū)、智慧環(huán)保、智慧醫(yī)療、智慧教育等。在此基礎(chǔ)上按照采集、控制和安全防護(hù)的功能來規(guī)劃設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，以便通過傳感器采集數(shù)據(jù)和信息，發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，通過處理數(shù)據(jù)信息，按照預(yù)案或規(guī)則來遠(yuǎn)程控制物聯(lián)設(shè)施。以上論述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)部分中利用寬帶技術(shù)的一些使用方向，而對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中窄帶傳輸技術(shù)的相關(guān)使用情況如下：窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要運(yùn)作方式是利用聚焦于低功耗的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，覆蓋整個物聯(lián)網(wǎng)市場，是一種能夠在眾多領(lǐng)域中使用的新興技術(shù)。其設(shè)備的使用方法也比較簡單，并高耦合、終端成本較低、可即插即用、可靠性以及性能統(tǒng)一等優(yōu)勢。同時(shí)，窄帶傳輸技術(shù)主要工作環(huán)境是在低速率、深度覆蓋、低功耗、大數(shù)據(jù)連接的物聯(lián)網(wǎng)場景中應(yīng)用。該技術(shù)可充分滿足LPWA（Low Power Wide Area，低功耗廣域技術(shù)）市場的相關(guān)需求，促進(jìn)通信運(yùn)營商發(fā)展到全新的領(lǐng)域。

4.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)同樣基于互聯(lián)網(wǎng)，通過將計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，把強(qiáng)大的計(jì)算供能以及應(yīng)用服務(wù)像普通商品一樣提供給大眾，是一類新興的服務(wù)于商業(yè)的計(jì)算形式。云計(jì)算的核心技術(shù)在于編程模型、海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)及管理技術(shù)、虛擬化技術(shù)和云計(jì)算平臺管理技術(shù)，其典型代表有Google的云計(jì)算平臺和IBM“藍(lán)云”計(jì)算平臺。云計(jì)算技術(shù)解決了由于硬件原因?qū)е碌挠?jì)算機(jī)計(jì)算能力的絕對性，使用戶可以通過配置較低的計(jì)算機(jī)就可以具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，而智慧城市建設(shè)需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，要求以強(qiáng)大的計(jì)算能力作為系統(tǒng)支撐。面對采集到的動態(tài)海量數(shù)據(jù)信息，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的計(jì)算技術(shù)，就需要建設(shè)龐大的計(jì)算機(jī)組，對硬件配置要求很高，同時(shí)還增加了硬件維護(hù)的成本，云計(jì)算則解決了此難題，通過分散在不同地區(qū)的大量的服務(wù)器集群，實(shí)現(xiàn)對海量信息的計(jì)算[3]。

5 結(jié)語

智慧城市建設(shè)是未來城市化發(fā)展的必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)將成為智慧城市建設(shè)的有效助力，要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的有效運(yùn)用，還需要進(jìn)一步完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建城市高效網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，提升技術(shù)水平，促使物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

[1]宋志恒. 智慧城市移動應(yīng)用平臺建設(shè)方案探討[J]. 通訊世界，2016（10）：62-63.

[2]史璐. 智慧城市的原理及其在我國城市發(fā)展中的功能和意義[J]. 中國科技論壇，2011（5）：97-102.

[3]吳煒. 擁抱物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和移動互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代——中關(guān)村論壇新興信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)專場選粹[J]. 中關(guān)村，2011（1）：30-33.

Application of Internet of Things and Cloud Computing Technology in Smart Cities

Chen Xiaoting

ZhongBo Information Technology Research Institute Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210012

The rise of smart cities can greatly change the way people live, work and travel. It is predicted that smart cities can save 125 hours per person per year. Smart city construction has a positive impact on saving time, improving work efficiency, improving health, improving quality of life, and providing a safe environment. The construction of smart cities is inseparable from the support of the internet of Things and cloud computing technologies. The connotation and characteristics of smart city are analyzed. The necessity of building networking and cloud computing technology in smart city is analyzed, and the specific application of internet of Things and cloud computing technology in smart city is explored.

smart city; supporting technology; practical application

TP311.1

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