基于云計算的物聯網構建的智慧城市建設策略研究

徐萌

【摘 要】物聯網和云計算是建設智慧城市的兩大基石，物聯網和云計算的技術水平和發展應用決定了智慧城市建設的廣度和深度，然而目前在政策支持、標準化建設、安全保障和人才培養等方面還存在不足，限制了物聯網和云計算發展，影響了智慧城市建設的進程。

【關鍵詞】物聯網；云計算；智慧城市；策略研究

1 基于云計算的物聯網構建的智慧城市

1.1 物聯網

物聯網是新一代信息網絡技術的高度集成和綜合運用，是信息化與新型工業化、城鎮化、農業現代化深度融合的產物。自2009年 “感知中國”提出以來，物聯網上升為國家戰略高度，技術和產業發展顯著，在芯片、通信協議、網絡管理等領域取得了一系列的創新成果。

1.2 云計算

云計算將計算從用戶終端集中到“云端”，這一基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式是傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。我國云計算基礎產品方面已取得顯著進展，云計算將成為構建國家級信息基礎設施、實現融合創新的關鍵技術和重點發展方向。

1.3 智慧城市

智慧城市作為一種新的城市發展模式，是基于物聯網、云計算、空間地理信息集成等新一代信息技術的應用，是促進城市在規劃、建設、管理和服務上智慧化發展的新理念和新模式，具有全面感知、互聯互通、資源共享以及智能協同等特點。

1.4 智慧城市與物聯網、云計算的關系

物聯網是智慧城市的重要組成部分，通過感知層、網絡層、應用層三層網絡構架體系，把無處不在的被植入城市設備和設施的智能化傳感器連接起來，形成物聯網，實現對物理城市的全面感知，實現“數字城市”與物聯網的融合，并給出控制信息，對各種應用需求，做出智能化響應和智能化決策支持。同時，智慧城市也離不開云計算技術的支持，云計算平臺可以成為智慧城市的“大腦”，對智慧城市物聯網絡所感知到的信息進行智能處理和分析，實現對海量數據的計算與存儲，轉移網絡終端需要進行數據存儲和處理的負擔。

基于云計算的物聯網構建的智慧城市，對信息資源進行高度整合、共享，通過把感知設備應用到城市的各種設施中形成龐大物聯網，并通過后臺的超級計算機實現物聯網的整合，實現前端物聯網數據的處理分析存儲等，從而體現智慧城市給城市管理和服務帶來的轉變，其應用幾乎涉及城市建設的方方面面，現階段應用基礎較好、覆蓋面廣、成熟度較高的領域有政務、交通、醫療、教育等，在安全生產、物流配送等領域也有很好的應用。系統架構包括云安全層、運營支撐體系、基礎設施層、云服務平臺及應用層，以及門戶層。

2 發展基于云計算的物聯網構建的智慧城市存在的主要問題

近年來，我國智慧城市建設取得了積極進展，但是也暴露出存在技術、標準、商業模式和網絡安全等方面的問題。

2.1 缺乏高端技術支撐

目前傳感器高端產品、元器件、超高頻電子標簽芯片等仍然依賴進口，國產產品在靈敏度、穩定性等技術方面存有較大差距；因為技術問題導致成本居高不下是物聯網難以盡快普及的主要原因。

2.2 缺乏統一的技術標準

沒有統一的HTML式的數據交換標準是物聯網發展的一大瓶頸，已嚴重制約了技術應用和產業的迅速發展。目前國內外在應用層和感知層已提出很多標準，如ONS/PML、NGTP標準協議等，但各標準尚未融合為統一標準。

2.3 缺乏成熟的商業模式

各行業應用物聯網需要不同的商業運作模式，很多非常好的物聯網應用項目因為沒有找到好的盈利模式而被迫流產，一些因為產生新的法律問題政府沒有及時破解難題而無法實施，如城市拼車軟件等。如何發揮云計算的作用，實現云計算的價值也都在試點起步階段。

2.4 缺乏安全監管和法律體系

物聯網的病毒攻擊、黑客入侵和非法訪問等安全問題將威脅到與健康、財產安全密切相關的重要信息；數據損失和泄漏是云計算應用中最嚴重的安全問題之一。目前除了在安全技術上尚較薄弱外，還缺乏一整套安全監管體系和法律保障。

3 發展基于物聯網和云計算的智慧城市的建議

3.1 推進物聯網和云計算技術創新

1）從完善物聯網感知層、網絡層、應用層三層網絡構架體系出發，堅持“強兩端、優中間”策略，逐步優化提升網絡層數據傳輸、存儲和分析能力，大力推動物聯網產業鏈縱向延伸和橫向擴展。

2）大力發展新型標識、傳感識別、網絡支撐設備制造業，支持低成本、高頻段、大容量、高可靠射頻傳感系統產品的研發、設計和制造，著力構建涵蓋芯片設計、電子標簽制造、讀寫器具生產與系統集成的完整產業鏈；支持微型化、網絡化、智能化感知終端設備開發；支持微納傳感器與執行器核心元器件設計、生產和測試；支持開發大容量數據存儲、高效率傳輸設備及數據壓縮、處理技術；加強對異構網絡之間互聯互通技術和設備的研究開發，支持云計算技術、模糊決策技術的研究，開發高效率決策分析模型；支持開發大容量數據交換和信息安全、測試中心。提升信息采集前端處理、信息挖掘和分析能力。

3）建設物聯網產業聯盟，通過建立地方、行業、企業、高校廣泛參與的集“產學研用”一體的產業聯盟， “以用促產”、“以用促研”，攻克產業關鍵技術瓶頸。

3.2 開展物聯網和云計算標準體系建設

1）根據物聯網技術與應用密切相關的特點，按照技術基礎標準和應用子集標準兩個層次，構建包括體技術標準、感知層技術標準、網絡層技術標準、服務支撐技術標準和應用子集類標準的標準體系框架，在統一的體系框架下，加快制訂物聯網基礎性和通用性技術標準。同時根據應用特定需求，開展物聯網行業標準體系建設，為物聯網行業應用標準提供技術支撐。

2）確定總體推進目標和階段任務，有重點有計劃分步推進，先期要將重點推進智能傳感器、超高頻RFID、嵌入式系統、協同信息處理和服務支持等基礎關鍵技術標準，以自主創新的核心技術帶動標準的突破和創新形成。