云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用

黃日輝

摘 要：隨著科技的快速進(jìn)步，促使物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。城市建設(shè)過(guò)程中，云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了一定幫助，為人們提供了人性化服務(wù)，讓智慧城市建設(shè)取得良好的效果?；诖?，簡(jiǎn)單介紹了智慧城市及技術(shù)的概念，分析了應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)的重要價(jià)值，系統(tǒng)研究了智慧城市建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域中云計(jì)算技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智慧城市

引言：

隨著工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)村人口流向城市是社會(huì)發(fā)展難以逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，城市化發(fā)展是國(guó)家發(fā)展的必經(jīng)之路，這是工業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展、機(jī)械化、現(xiàn)代化的必然。城市規(guī)模、人口、基礎(chǔ)建設(shè)的不斷擴(kuò)張，傳統(tǒng)的城市管理模式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代城市的發(fā)展需求，城市長(zhǎng)短途交通、市政設(shè)施、城市安全建設(shè)、資源調(diào)配等方面逐漸暴露出問(wèn)題，信息化、數(shù)字化、智能化已經(jīng)成為城市建設(shè)的必然。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)成熟，在社會(huì)生活中的應(yīng)用也在不斷嘗試，為我國(guó)城市智慧化建設(shè)提供了經(jīng)驗(yàn)，成為智慧城市建設(shè)的重要力量。

1智慧城市及技術(shù)介紹

1.1智慧城市及基本理論

智慧城市是一種新型、區(qū)域性城市建設(shè)發(fā)展概念，智慧城市的概念建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用上，是信息化時(shí)代的產(chǎn)物。運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)行城市核心運(yùn)行數(shù)據(jù)的感測(cè)、分析是智慧城市的特點(diǎn)，也是整合城市關(guān)鍵信息、資源的關(guān)鍵，能夠?qū)Τ鞘忻裆h(huán)保、公共治安、服務(wù)體系、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等多個(gè)方面的發(fā)展做出智能回應(yīng)[1]。從本質(zhì)上來(lái)講，智慧城市是城市智慧式管理的結(jié)果，為人們的生產(chǎn)、生活營(yíng)造了更加優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，提升了城市建設(shè)的可持續(xù)性。

1.1.1生態(tài)智慧

所謂生態(tài)智慧，其基本的理論體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）在生態(tài)性思想智慧中分析，主要是通過(guò)地理、氣候以及人文等資源的融入，形成生態(tài)化的和諧發(fā)展理念;2）在智慧性生態(tài)理論分析中，通常需要引導(dǎo)人們規(guī)劃布局環(huán)境，從而達(dá)到人與自然和諧相處的目的[2]。

1.1.2公共利益

在公共利益理論分析中，核心目標(biāo)是將智慧生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)作為核心，通過(guò)智慧生態(tài)城市的規(guī)劃，滿足個(gè)人、人與人之間的外部利益，以保證環(huán)境的適應(yīng)性[3]。而且，在公共利益理論分析中，著重強(qiáng)調(diào)了和諧共生的原則，其中的和諧主要是人與人、人與環(huán)境之間的和諧共處。共生主要是指城市居民與自然的共生、不同文化的共生等。

1.1.3自律理論

結(jié)合智慧生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)的基本特點(diǎn)，在自律理論分析中，主要是指道德主體的自覺(jué)行為，將自律規(guī)律及智慧生態(tài)城市進(jìn)行融合，可以維護(hù)城市的生態(tài)化發(fā)展，例如，在智慧生態(tài)城市建設(shè)中，能夠更好的限制城市人口，規(guī)范人們的生活方式，以實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃及發(fā)展的完善性，充分滿足人與自然的和諧發(fā)展需求。

1.2云計(jì)算

Amazon亞馬遜最早于2006年提出云計(jì)算的概念，初衷是為了讓企業(yè)處于暫時(shí)閑置狀態(tài)的IT設(shè)備及大量硬件資源，通過(guò)出租的形式轉(zhuǎn)化成可以創(chuàng)造價(jià)值的運(yùn)算能力，將云計(jì)算服務(wù)推廣應(yīng)用于中小企業(yè)中，為它們提供IT系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)。

1.2.1云計(jì)算的概念

從IT的角度來(lái)看，云計(jì)算就是一個(gè)IT平臺(tái)，體現(xiàn)了一種全新的業(yè)務(wù)管理模式，提供以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的軟件服務(wù)，其最重要、最核心的理念是用戶不需要使用自己電腦里的軟件，而是利用包含移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)電腦瀏覽器或手機(jī)APP客戶端，訪問(wèn)存儲(chǔ)在外部機(jī)器上的軟件，完成所需要的工作[4]。這些用戶使用到的軟件由專人負(fù)責(zé)運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)，用戶僅需利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接和使用即可，而用戶生成的文件資料和數(shù)據(jù)信息，也將全部存儲(chǔ)在這些外部機(jī)器中，使用最廣泛的云計(jì)算應(yīng)用實(shí)例就是電子郵件。

1.2.2云計(jì)算的結(jié)構(gòu)

一般而言，云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)包括硬件平臺(tái)、云平臺(tái)和云服務(wù)三個(gè)層次，除了在應(yīng)用軟件層，還包含硬件、系統(tǒng)軟件等。硬件平臺(tái)即云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，包含了服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等全部的硬件設(shè)施，具備可擴(kuò)展性，用戶可以根據(jù)自己的需求動(dòng)態(tài)使用硬件資源并支付相應(yīng)的費(fèi)用。云平臺(tái)是云服務(wù)運(yùn)行的平臺(tái)，提供了如數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)的開(kāi)發(fā)工具及基礎(chǔ)軟件，需具備Java運(yùn)行庫(kù)、Web2.0應(yīng)用運(yùn)行庫(kù)等各類中間件，并能夠集成多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，管理數(shù)據(jù)模型和工作流模型，統(tǒng)一進(jìn)行安全管理和存儲(chǔ)管理等。云服務(wù)指的是能夠在互聯(lián)網(wǎng)上使用統(tǒng)一的一種標(biāo)準(zhǔn)接口，訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)軟件功能，用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地的訪問(wèn)和應(yīng)用各類服務(wù)，管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[5]。

1.3物聯(lián)網(wǎng)

隨著RFID射頻識(shí)別技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算等技術(shù)的逐漸成熟，為物聯(lián)網(wǎng)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信、數(shù)據(jù)分享等功能。在未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)將在無(wú)形中影響人類生活的方方面面，創(chuàng)造一個(gè)以技術(shù)為核心的智能世界。

1.3.1物聯(lián)網(wǎng)的概念

互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，在廣義范圍上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)共享。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)給物體和產(chǎn)品安裝標(biāo)簽，并將其充分接入互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)追蹤產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)軌跡、收集各類型數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)信息獲得更豐富信息知識(shí)的目的。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅可以將人類與機(jī)器智能相連接，幫助我們理解事物之間的運(yùn)動(dòng)意義，辨識(shí)和預(yù)測(cè)各種因果關(guān)系;還能在無(wú)人工監(jiān)督的情況下自動(dòng)運(yùn)行，甚至通過(guò)改變基礎(chǔ)算法，提升智能水平。在未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)必將影響人類生活的方方面面。

1.3.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由溫濕度傳感器、二維碼、RFID標(biāo)簽及讀寫(xiě)器、GPS、攝像頭等各種傳感器、傳感器網(wǎng)管和感知終端構(gòu)成。感知層是物聯(lián)網(wǎng)用于識(shí)別物體和采集信息的根源。網(wǎng)絡(luò)層傳遞、處理從感知層獲取的信息數(shù)據(jù)，由各種互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)、有線或無(wú)線通信網(wǎng)等組成，通過(guò)這些互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。應(yīng)用層與行業(yè)需求密切結(jié)合，是將物聯(lián)網(wǎng)和用戶連接起來(lái)的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施和各種物聯(lián)網(wǎng)，基于現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端進(jìn)行應(yīng)用。

2云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用價(jià)值

建設(shè)智慧城市的目的是推動(dòng)城市智能化發(fā)展，提高城市服務(wù)水平。智慧城市要積極使用云計(jì)算技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧城市建設(shè)必須落實(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享，提供智能化管理，滿足各個(gè)區(qū)域的需求?？茖W(xué)技術(shù)快速發(fā)展，優(yōu)化了物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的諸多方面，讓智慧城市建設(shè)得到了大力支持。云計(jì)算技術(shù)基于信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，給智慧城市建設(shè)提供信息技術(shù)，并采取虛擬化、程序化的方式，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息，讓智慧城市獲得大量信息，提升數(shù)據(jù)處理能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可完善城市服務(wù)體系，讓城市服務(wù)功能更加智能化。

3云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的具體應(yīng)用

3.1城市交通體系應(yīng)用

交通是城市的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其建設(shè)質(zhì)量和有效性十分重要，交通事故、交通擁堵、尾氣污染等問(wèn)題都與城市交通體系建設(shè)水平有直接關(guān)系，因此，智慧城市的建設(shè)中，城市交通體系應(yīng)當(dāng)占有重要的地位。針對(duì)道路交通事故頻發(fā)、交通擁堵嚴(yán)重、緊急事件處理不及時(shí)等問(wèn)題，在智慧城市交通體系中應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效解決問(wèn)題，借助科技的力量提高問(wèn)題的預(yù)先發(fā)現(xiàn)、緊急處理效率，例如：部分地段擁堵，通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)、路邊顯示屏提醒司機(jī)繞行;早晚高峰擁堵，通過(guò)監(jiān)控車流量的方式來(lái)判斷高峰的到來(lái)，通過(guò)信號(hào)燈智能管控的方式進(jìn)行車流量分流、疏導(dǎo)，減少信號(hào)燈等待時(shí)間;收費(fèi)站口堵塞包括高速收費(fèi)站口堵塞、停車場(chǎng)進(jìn)出口堵塞等形式，大規(guī)模普及電子收費(fèi)設(shè)備，與車主繳費(fèi)賬戶相連接，提高車輛通過(guò)關(guān)卡的速度。又例如：交通事故的解決往往需要車主、路人報(bào)案，這樣的解決模式影響了交通事故的處理效率，我們的交通違章攝像鏡頭不應(yīng)只用于違章拍照，應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高違章攝像系統(tǒng)對(duì)交通事故的敏感性和自動(dòng)報(bào)警質(zhì)量，有效提高交通事故處理效率。

（接446頁(yè)）

（轉(zhuǎn)447頁(yè)）

3.2醫(yī)療服務(wù)體系應(yīng)用

醫(yī)療行業(yè)是重要的民生行業(yè)，是智慧城市建設(shè)、發(fā)展中不可忽視的行業(yè)之一，目前，我國(guó)大部分城市在醫(yī)療體系智能化方面做得還不夠，能在線預(yù)約門(mén)診僅僅只是個(gè)開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部信息、數(shù)據(jù)與醫(yī)療服務(wù)的一體化是基本，借助云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療體系與其他相關(guān)體系的一體化是智慧城市建設(shè)的重要一步。目前，醫(yī)療體系能夠掌握的只是病人的過(guò)往病歷，病人的日常鍛煉、體檢，病后恢復(fù)信息，都還沒(méi)有完成搭建，導(dǎo)致身體檢查、體育鍛煉等領(lǐng)域沒(méi)有能為我國(guó)的醫(yī)療體系發(fā)展提供應(yīng)有的支持，市民的身體健康得不到全面保證，疾病預(yù)防工作沒(méi)有做到位。智慧城市的建設(shè)要重視醫(yī)療與相關(guān)領(lǐng)域的結(jié)合，將與醫(yī)療有關(guān)的體系數(shù)據(jù)匯總在同一個(gè)信息池中，使醫(yī)生能夠順利調(diào)取病人的所需數(shù)據(jù)，提高醫(yī)患之間的交流效率;使市民能夠從大數(shù)據(jù)、云計(jì)算角度獲取健康數(shù)據(jù)，主動(dòng)尋求檢查或參與身體鍛煉，構(gòu)建全方位醫(yī)療體系，把預(yù)防工作質(zhì)量提高上來(lái)，改變醫(yī)院人滿為患的現(xiàn)狀。

3.3物流服務(wù)體系應(yīng)用

物流是商業(yè)活動(dòng)的重要輔助力量，市民日常生活中感受到的快遞僅是物流服務(wù)體系的末端，物流服務(wù)體系是城市建設(shè)中重要的一部分，也是最早應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一部分，根據(jù)實(shí)踐結(jié)果可知，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有效提高了物流體系的工作質(zhì)量和效率，提高了物流服務(wù)的安全，為市民的生活質(zhì)量提高提供了不可忽視的幫助。物流服務(wù)質(zhì)量的提高不僅能夠提高市民生活質(zhì)量，還改變了年輕一代的生活習(xí)慣，他們習(xí)慣于東西缺了再買，而不是買很多生活物品存在家里，這提高了金錢(qián)的流動(dòng)量和頻率，避免了金錢(qián)和貨物的積壓，間接輔助了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中包含射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、紅外線技術(shù)、GPS技術(shù)等數(shù)種，能夠輔助物流工作人員進(jìn)行郵件識(shí)別、運(yùn)輸車輛位置、整體環(huán)境指數(shù)、包裹目的地等工作，提高物流工作質(zhì)量和效率，降低工作人員壓力，為智慧城市建設(shè)和發(fā)展提供物資供應(yīng)。

3.4基礎(chǔ)設(shè)施體系應(yīng)用

基礎(chǔ)設(shè)施是城市建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)，包括給排水網(wǎng)、供電網(wǎng)絡(luò)、供氣管道、綠化區(qū)域、內(nèi)河堤壩、公共交通線路制定等許多部分的內(nèi)容，對(duì)市民正常生活、城市范圍內(nèi)企業(yè)正常生產(chǎn)有著重要的作用。例如：排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)降雨時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，影響市民正常出行，影響企業(yè)正常運(yùn)行，導(dǎo)致城市部分停擺。云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)維中發(fā)揮了重要作用，例如：借助GPS技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)等信息技術(shù)，搭配云計(jì)算技術(shù)，可以提高城市公共交通線路制定成果的質(zhì)量和效率，避免出現(xiàn)某一區(qū)域多個(gè)線路公交搶市場(chǎng)，而臨近區(qū)域公交線路超載嚴(yán)重的現(xiàn)象，提高城市建設(shè)的智慧程度，便利市民出行，擠壓私家車的生存空間，間接降低城市的私家車數(shù)量，保護(hù)城市的大氣環(huán)境。

3.5工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)體系應(yīng)用

我國(guó)工業(yè)水平大幅度提升，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)，有效提高工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平，形成智能化生產(chǎn)。自動(dòng)化技術(shù)的使用，讓工業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)效率大幅提高。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，工業(yè)生產(chǎn)形成智能化工業(yè)體系，工業(yè)水平快速提高。如今我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域著重建設(shè)技術(shù)型工業(yè)，借助云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成新時(shí)代技術(shù)型工業(yè)，打破工業(yè)生產(chǎn)和管理舊局面，獲得廣闊的發(fā)展空間。信息化技術(shù)的使用要著重加強(qiáng)信息安全防護(hù)水平，保護(hù)工業(yè)生產(chǎn)信息安全，維護(hù)工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展計(jì)劃，保障工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：

智慧城市是城市發(fā)展的主流方向，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧城市的成型已經(jīng)成為必然，線上支付、刷臉支付、共享單車、門(mén)診手機(jī)預(yù)約、沃爾瑪自助掃碼等技術(shù)設(shè)備的出現(xiàn)都推動(dòng)著我們的城市向著智慧城市一步步邁進(jìn)。在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中，必須要完成對(duì)城市資源的有效整合，提高城市管理的質(zhì)量，保證服務(wù)體系的順利運(yùn)行，在此過(guò)程中，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)揮著重要作用，是支撐、促進(jìn)我國(guó)城市發(fā)展的重要力量。

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