物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

定美辰

（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

1 物聯(lián)網(wǎng)的含義

物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱是Internet of Things，也稱為Web of Things，其概念起源最早是由比爾·蓋茨在1995年的《未來(lái)之路》一書(shū)中提出的。1999年，美國(guó)召開(kāi)了關(guān)于移動(dòng)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議，此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的概念才逐步變得清晰。國(guó)際電信聯(lián)盟在2005年突尼斯舉行的信息世界峰會(huì)上頒布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)的概念正式提出。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上指的是通過(guò)信息傳感設(shè)備的應(yīng)用，如傳感器、全球定位系統(tǒng)等裝置與技術(shù)，對(duì)任何需要監(jiān)控連接的過(guò)程或者是物體實(shí)現(xiàn)聲、光、熱及電等信息的采集，并與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合形成一個(gè)非常巨大的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的目的就是能夠?qū)崿F(xiàn)人與物以及物與物的網(wǎng)絡(luò)鏈接，以方便人們的生活和工作。隨著21世紀(jì)的到來(lái)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用逐漸變得普遍，尤其是近年來(lái)智慧城市建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用日益普遍。

2 物聯(lián)網(wǎng)的特征及技術(shù)原理

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，且是以傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)為信息載體，使獨(dú)立存在的物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)不同，物聯(lián)網(wǎng)有自身鮮明的特征，其特征主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

首先，廣泛應(yīng)用了各種感知技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中部署了大量的傳感器，而每一個(gè)傳感器都是作為一個(gè)信息源來(lái)使用，不同類別的傳感器捕捉到的信息和格式都是不同的。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，并能按照一定周期循環(huán)采集，以不斷更新數(shù)據(jù)，滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)的需求[1]。

其次，互聯(lián)網(wǎng)是一種泛在網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，其最重要的核心還是互聯(lián)網(wǎng)，一般都是通過(guò)無(wú)線或者是有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確地傳遞出去，而且能在傳輸過(guò)程中保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，以滿足人類社會(huì)的各項(xiàng)需求。

最后，物聯(lián)網(wǎng)自身也具有智能處理的能力。傳感器多數(shù)情況下會(huì)和智能處理相互結(jié)合，然后利用云計(jì)算以及相關(guān)的識(shí)別等智能技術(shù)對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)充，傳感器獲得的海量信息經(jīng)過(guò)分析和加工提供給不同的用戶，以滿足用戶需求。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)原理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其實(shí)質(zhì)上就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種延伸和擴(kuò)展，是將用戶端延伸到任何物品和社會(huì)人，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通信和信息交換的目的。感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)[2]。

感知層主要是由各種各樣的傳感器以及網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，如溫度傳感器和濕度傳感器。感知層是用來(lái)識(shí)別物體和采集信息的重要場(chǎng)所。網(wǎng)絡(luò)層主要是由互聯(lián)網(wǎng)以及通信網(wǎng)組成的，相當(dāng)于人的大腦和中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)處理感知場(chǎng)所收集的數(shù)據(jù)，并通過(guò)自身實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。應(yīng)用層則是物聯(lián)網(wǎng)與用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)接的接口，其與相關(guān)需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用[4]。

3 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)助推智慧城市建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)的用途非常廣泛，遍布于人們生活和工作的各個(gè)領(lǐng)域，如交通、環(huán)保、政府工作以及公共安全等。具體地，就是把相應(yīng)的傳感器和裝備嵌入到相應(yīng)的鐵路、道路以及隧道等物體中，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)整合，實(shí)現(xiàn)人類物理系統(tǒng)的整合，通過(guò)計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的計(jì)算能力為人類提供更加便捷的智能化服務(wù)[3]。

目前，物聯(lián)網(wǎng)在交通方面有著很重要的應(yīng)用前景。智慧交通是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過(guò)在公路、橋梁以及車(chē)輛進(jìn)行感知設(shè)備的裝載，并利用全球定位系統(tǒng)以及高速計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的導(dǎo)航、控制?，F(xiàn)階段，一些城市已經(jīng)開(kāi)始對(duì)智慧交通進(jìn)行應(yīng)用。智慧交通最理想化的表象就是通過(guò)沒(méi)有信號(hào)燈，沒(méi)有道路擁堵，最大限度地減少交通事故的產(chǎn)生。例如，一個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了智慧交通，當(dāng)緊急情況發(fā)生時(shí)，車(chē)主可以按動(dòng)車(chē)上安裝的緊急按鈕通過(guò)無(wú)線通信接通客服中心，客服中心可以通過(guò)相關(guān)GPS定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，將救援車(chē)安排到位。同時(shí)，救援過(guò)程中客服人員不僅能夠?qū)崿F(xiàn)與車(chē)主在線、實(shí)時(shí)交流，而且能夠調(diào)度相關(guān)救助資源，最大限度地減少緊急情況的損失。此外，智能導(dǎo)航系統(tǒng)能夠根據(jù)司機(jī)的實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交通信息提供，包括推薦最短、最優(yōu)路徑。對(duì)于出租車(chē)行業(yè)，智能導(dǎo)航系統(tǒng)可以為出租車(chē)司機(jī)提供搭載乘客的最優(yōu)化路線，在一定程度上方便出租車(chē)司機(jī)的工作環(huán)境，提升出租車(chē)司機(jī)的工作效率。現(xiàn)階段，使用快車(chē)、滴滴出行的人們?cè)絹?lái)越多，如果能夠?qū)崿F(xiàn)智能導(dǎo)航系統(tǒng)和緊急救援系統(tǒng)的完美結(jié)合和應(yīng)用，不僅可以減小意外發(fā)生的概率，而且可以在一定程度上強(qiáng)化社會(huì)治安環(huán)境，為人們的出行提供更加安全、有保障的服務(wù)。

此外，智慧交通還可以實(shí)現(xiàn)車(chē)位占用狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)整個(gè)停車(chē)場(chǎng)的使用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，引導(dǎo)汽車(chē)迅速找到空閑車(chē)位。更加智能化的動(dòng)態(tài)顯示可以對(duì)整個(gè)停車(chē)場(chǎng)的使用頻率和時(shí)段占有率進(jìn)行智能化分析，為人們的出行提供更加人性化的服務(wù)，輔助車(chē)輛停靠管理安排工作。

作為“十三五”開(kāi)局之年，“智慧城市”在2016年第一次被寫(xiě)進(jìn)了我國(guó)政府工作報(bào)告，然后與之相關(guān)的相關(guān)政策文件也逐漸增多。國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在多次會(huì)議中也提及智慧城市。智慧城市的典型是銀川，已被我國(guó)列為“國(guó)家信息消費(fèi)示范城市”，全球電信管理論壇更是把銀川作為全球智慧城市峰會(huì)的永久會(huì)址[5]。

對(duì)于技術(shù)層面，智能城市是城市信息化發(fā)展的一個(gè)先進(jìn)階段，是信息技術(shù)和城市管理深入一體化的一個(gè)必要階段。選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，保障信息高速、安全傳輸，是智慧城市建設(shè)的必要條件。采用世界領(lǐng)先的IPv6Mesh物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，是目前全球應(yīng)用最廣泛，符合開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的戶外物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，具有成熟、可擴(kuò)展、高可靠性及快速自愈能力的優(yōu)勢(shì)，最大通信速率為1.2 Mb/s，是ZigBee技術(shù)的4倍以上[6]。

4 結(jié) 論

隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，智慧城市已然成為現(xiàn)代城市發(fā)展的主要方向與趨勢(shì)。智慧城市的建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中，各種現(xiàn)代化信息及通信技術(shù)手段都會(huì)得以廣泛應(yīng)用，包括物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)將智慧城市的各個(gè)部分與海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效對(duì)接，是智慧城市必不可缺的重要通信技術(shù)。當(dāng)前，智慧城市建設(shè)已成為我國(guó)解決城市發(fā)展難題、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的潮流。隨著新型城鎮(zhèn)化與兩化融合的推進(jìn)，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)、工業(yè)4.0、PPP融資模式及政府購(gòu)買(mǎi)服務(wù)等新機(jī)會(huì)、新模式、新理念的出現(xiàn)，我國(guó)智慧城市建設(shè)即將進(jìn)入黃金發(fā)展期，需加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用。