物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用研究

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引言

隨著科技與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新一代信息技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而與此同時城市基礎(chǔ)設(shè)施的效率化、系統(tǒng)化管理開始成為我國城市發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，這就促使新一代信息技術(shù)與我國城市發(fā)展實現(xiàn)結(jié)合，而物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用就是其中的典型代表。

1 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的核心可劃分為三個邏輯層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的五官，它首先通過射頻識別（RFID，radio frequency identification）、傳感器等設(shè)備采集前端數(shù)據(jù)，然后通過藍(lán)牙、Wi-Fi、Zig Bee等短距離傳輸技術(shù)傳遞數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)將感知層獲取到的數(shù)據(jù)安全可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，主要以移動通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等為主。應(yīng)用層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最頂層，需要完成數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用，同時與行業(yè)需求相結(jié)合，實現(xiàn)智能化管理。近年來，網(wǎng)絡(luò)中的信息量呈現(xiàn)爆炸式增長，云計算憑借其配置靈活、資源利用率高的優(yōu)勢受到了廣泛的關(guān)注，云計算平臺作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲和分析平臺，也成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)還有另外一種劃分，即“海-網(wǎng)-云”結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，所有終端設(shè)備歸為了一層，由于數(shù)量巨大，因此被形象地稱為“?！薄?shù)據(jù)傳輸通道被稱為“網(wǎng)”，它是各種異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱。計算處理中心被稱為“云”，用戶能夠根據(jù)實際情況切換資源，高效地從云計算中心得到數(shù)據(jù)和處理結(jié)果[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用實例

（1）物流監(jiān)控。物流領(lǐng)域是最早應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)。初始，物流只是運輸一些簡單的貨物，但隨著時代的進(jìn)步，傳統(tǒng)的物流方式已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。經(jīng)過多年的實踐，物聯(lián)網(wǎng)建立起了可靠的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了計算機與物流之間的有效通信，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①貨物倉儲。能夠?qū)崟r監(jiān)控貨物的進(jìn)出情況，完成收貨入庫、盤點調(diào)撥、揀貨出庫以及整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢、備份、統(tǒng)計、報表生產(chǎn)及報表管理等任務(wù)，而不再需要人工進(jìn)行貨物掃描和數(shù)據(jù)錄入，提高貨物的進(jìn)出效率，降低與物流相關(guān)的管理成本。②運輸監(jiān)測。通過規(guī)劃運輸路線優(yōu)化物流路徑，降低運輸成本；通過物流車輛管理系統(tǒng)對運輸?shù)呢涇囈约柏浳镞M(jìn)行全程定位跟蹤，并實時監(jiān)測貨物的溫濕度狀態(tài)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(huán)境監(jiān)控。近年來，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在我國得到了普遍應(yīng)用。其工作原理是：安裝于各點位的監(jiān)測傳感器分別對環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行采集，并通過加密通信網(wǎng)絡(luò)（GPRS等無線網(wǎng)絡(luò)）傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)控服務(wù)器，再由服務(wù)器完成數(shù)據(jù)的整理和分析，一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)（如超標(biāo)）及時預(yù)警，做好預(yù)防和控制工作[2]。

3 物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展方向

（1）標(biāo)準(zhǔn)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的條件，也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。盡管目前發(fā)布的大部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中體現(xiàn)出了較高的應(yīng)用價值，但隨著物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建和完善，這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將可能不再適用，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一個漸進(jìn)發(fā)展成熟的過程。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)、國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)和因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)等已在多種層面開展了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。我們認(rèn)為，科學(xué)合理的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將會最大限度地減少物聯(lián)網(wǎng)的安全隱患，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，加快后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。值得關(guān)注的是在2018年，由中國主導(dǎo)的物聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)ISO/IEC 30141正式發(fā)布，這標(biāo)志著中國成為國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)力量。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，可以預(yù)見，未來十年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在國家和國家、行業(yè)和行業(yè)、企業(yè)和企業(yè)的激烈競爭后將逐步在全球范圍內(nèi)形成一套完備的體系。

（2）智能化。資料顯示，到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基數(shù)預(yù)計將達(dá)到754億臺，較2017年的200億臺左右，復(fù)合增長率達(dá)17%。海量設(shè)備的接入將在網(wǎng)絡(luò)中形成海量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的計算方式無法滿足數(shù)據(jù)處理需求，而人工智能(AI, artificial intelligence)能夠模擬、延伸和擴(kuò)展人腦的工作方式，通過學(xué)習(xí)不斷改善自身知識結(jié)構(gòu)，加速數(shù)據(jù)處理過程，使物聯(lián)網(wǎng)更聰明、更高效，甚至可以在幾乎沒有人為干預(yù)的情況下做出明智的決定[3]。AI與物聯(lián)網(wǎng)的融合是加速科技發(fā)展的催化劑，將為智慧城市發(fā)展帶來顛覆式變革。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的新一代信息技術(shù)?；ヂ?lián)網(wǎng)“聯(lián)”的是人，而物聯(lián)網(wǎng)“聯(lián)”的是物，是互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展和延伸，它通過各種感知設(shè)備實時采集信息，按照約定的協(xié)議，把任何物品和互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以實現(xiàn)通信和信息交換，進(jìn)而實現(xiàn)智能化識別、定位和管理等功能。IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提供了豐富的地址資源，允許更多的設(shè)備接入，為物聯(lián)網(wǎng)提供了有力的保障。因此，物聯(lián)網(wǎng)具有十分廣闊的前景，而將其應(yīng)用于智慧城市的建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)物流、環(huán)境、醫(yī)療、家居等各個方面的智能化管理，有著必然的發(fā)展趨勢。