基于現代物聯網技術的智慧城市體系研究與實現

房涵棠

摘 要 隨著物聯網、互聯網等現代科學技術的迅速發展，使物物相連成為可能。通過廣泛的網絡互連，大量信息、數據被快速收集和處理，為城市管理者科學決策提供了依據，促進了城市的智能化管理和發展。現代物聯網技術在智慧城市的構建過程中處于不可或缺的重要地位，基于現代物聯網技術的智慧城市是未來城市發展的趨向。文章從城市綜合管理、交通、醫療、教育等方面，探討現代物聯網技術在智慧城市中的應用。

關鍵詞 智慧城市；物聯網；體系結構

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）235-0130-03

隨著我國城鎮化的不斷深化，城市人口日益增多，傳統城市難以滿足人們的需求。在傳統城市中，交通、醫療、教育等系統均是相對獨立的系統，存在建設項目無統一規劃、溝通渠道不暢的現象，造成一定的資源浪費。而基于現代物聯網技術的智慧城市，可以借助物聯網等信息技術將各系統聯系起來，形成一個統一的整體，運用整體思維對各個系統進行建設，達到資源有效利用、城市協調發展的效果。智慧城市是現代化國家競爭力的標志之一，其帶來了信息的高度融合，城市運行效率的極大提升，有利于資源的節約和環境的保護。物聯網技術著眼于實現物物相連，在構建智慧城市的諸多科技手段中發揮了基礎性的作用。研究基于現代物聯網技術的智慧城市體系具有十分重要的現實意義。

1 智慧城市理論

智慧城市的構建是一個十分復雜的系統性工程，其架構可以分為3個部分：一是廣泛的網絡層和設施層。通過互聯網、無線網絡、物聯網等構成廣泛互聯的網絡體系，同時加強云平臺、云數據、應用軟件等基礎設施層的建設。通過廣泛的網絡和堅實的設施層快速傳遞信息。二是分級分類的數據存儲層。將收集海量信息進行分類存儲，構建以服務于政府、企業和其它機構、市民為基礎的一級大數據庫。在一級大數據庫下設政務協同辦公、政務信息公開、社會綜合治理等行業二級主題數據庫和業務三級應用數據庫。三級數據庫之間建立緊密相連的信息共享體系。三是分級分類的業務平臺層和統一的平臺應用門戶。建立與數據存儲層相應的分級分類的三級業務平臺層。研發專門的智慧城市操作系統，實現各級平臺的信息共享[1]。

通過網絡收集到的數據，傳輸到數據庫，經智能分析，提供到平臺層，供不同層級人員應用并反饋。通過科學的架構，有效利用城市的各種資源，促使智慧城市可持續發展和智能化管理，使企業高效率的生產和經營 [2]。

2 基于物聯網的智慧城市

2.1 物聯網概念

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，是在“互聯網”技術基礎上新的發展。物聯網的實質即物物相連，是通過技術手段感知信息和數據，利用網絡技術實現信息和數據的傳輸，經過分析和處理后，通過裝置實現對物品的控制。結構決定功能，物聯網具有以上功能由它的結構決定。物聯網的結構可劃分為感知層、網絡層、應用層三層[3]。

1）感知層。感知層是物聯網的最基礎的層面，它負責采集、獲取信息，可以說沒有感知層，后續層面就無從談起。在感知層中，有幾項關鍵技術：傳感器技術可以將物理信息轉變為數字信息；無線射頻技術可以實現對物體的快速識別，等等。感知層的建設使物聯網的信息具有實時性、準確性等特點，有利于后續層面對信息的分析處理。

2）網絡層。物聯網從字面理解，即將物體與物體聯系起來的網絡，其關鍵就在于網絡層。網絡層基于互聯網發展而來，并利用4G、WiFi等技術進行改進，使其由人人相連發展到物物相連。物聯網中的網絡層可以將數據進行安全可靠的遠距離傳輸。例如，坐在辦公室里，你通過網絡獲知家中的溫度濕度等情況；在外地旅游，你可以通過手機檢查家庭的安全狀況。

3）應用層。應用是一切技術發展的最終結果，也是其發展的目的。應用層對數據做出分析，并將有效數據提供給政府、企業和個人，達到政府智能管理城市、企業有效利用資源和個人方便生活等目的。應用層主要技術包括智能技術、云計算，這些技術可以有效地幫助我們分析數據，并且可以為人類提供更好的解決方案。物聯網的三個層次間互相傳遞信息，感知是基礎，網絡是關鍵，應用是目的。對信息進行收集、傳遞、分析、處理，三個層次缺一不可，互相支持，實現對信息的有效快速處理。

2.2 物聯網技術在智慧城市中的應用

如果將智慧城市比作一個人體，那么各個系統可以充當人四肢和器官，物聯網則可以充當神經系統的角色。在物聯網的指揮下，各個系統對城市中的各類信息作出及時反應和處理。

1）城市綜合管理。物聯網技術為城市決策者在管理中提供大量的信息。在物聯網建設過程中，傳感器系統、視頻監控系統等與物聯網共建，使信息及時的收集和傳輸。物聯網技術促使城市管理標準化、精細化、動態化，使城市管理者及時發現問題、并進行快速分析和處理。

2）農業發展。傳統農業粗放經營、植物生長受自然環境影響大。運用物聯網技術對植物的生長狀況進行實時監控，對植物生長環境進行實時調節，使溫度、濕度始終達到適合植物生長的范圍之內，促進現代農業優質高效發展。

3）城市交通。物聯網技術發展有利于城市交通體系的發展。通過物聯網技術對城市路況的監控，市民可以準確得到路況信息。例如某路段堵車、某路口發生交通事故，安裝在此地點的傳感器及時將有關信息傳遞到網絡上，行人由此來優化自己的路線、及時避開堵車路段。同時，交通管理部門對道路突發情況作出迅速反應，及時對擁堵路段進行疏導。

通過物聯網的傳感器等技術手段，實時將空車位信息傳遞給擬進入車位的車輛，實現找車位引導功能。通過無線射頻等技術，實時將車輛停放信息傳導至網絡，用戶通過手機等終端設備查找車輛停放信息，實現智能尋車功能。

無人駕駛汽車技術主要依據物聯網的傳感器等技術手段來實現的。無人駕駛汽車通過終端主控模塊的傳感器設施、監控設備獲知周邊的車輛等路況信息，通過網絡上傳到監控中心，監控中心通過數據庫測算出最優行駛方案，反饋給汽車主控模塊，指揮汽車的運行。通過該技術達到節約油料、優化出行、減少事故的良好效果。

綜上，物聯網技術具有管理、疏導城市交通，方便人們出行的作用。

4）城市醫療。物聯網對醫療體系建設有巨大的促進作用。市民可以利用物聯網等技術在家中咨詢病情，并處理一些簡單疾病。有關部門可以利用物聯網技術建立起醫療管控體系，打擊售賣假藥行為，建立統一的醫療器械標準，對醫療人員進行網絡管理。物聯網還要以通過信息技術手段實現遠程掛號和遠程醫療，在一定程序上緩解看病難等問題。

5）學校教育。在物聯網為基礎的智慧城市中，通過物聯網可以實現遠程授課，構建網絡學習平臺系統。家庭作業在網絡上布置和完成，教師通過物聯網對學生課后作業進行實時監控，有效督促學生完成課后作業，從而促進學生學習成績的提升。教育部門可以構建網絡圖書館和學習平臺系統，整合教育資源，方便教師和同學查閱資料，進行網上學習。

3 基于物聯網的智慧城市缺陷及解決方案

物聯網高速發展為人類帶來許多便利，其高速發展還應解決以下幾個問題。

第一，物聯網是一個由高新技術組成的復雜系統，在這個系統中的每個個體都具有高科技的特點，并且個體數量較多，這也導致在構建物聯網的過程中會付出巨大的成本，昂貴的建造價格會使絕大多數城市望而卻步。

第二，在當前技術條件下，物聯網的安全體系并非萬無一失，黑客技術的泛濫使得物聯網安全系統面臨系統風險。

第三，當前物聯網技術主要依賴無線網絡是4G網絡，4G網絡在傳輸速度仍不夠快、傳輸時間延遲制約著物聯網技術發展[4]。

針對這些問題，筆者認為要加強技術更新，在現有運行平臺上進行技術改進，推廣5G技術；加強局域性物聯網平臺的建設，并盡量使用無線連接技術。構建專門的智慧城市操作系統，加強網絡與信息安全體系建設，建立防火墻機制和黑白名單機制。隨著物聯網技術的進步和廣泛應用，智慧城市必將走向創新化、信息化、可持續發展之路。

參考文獻

[1]劉艷銳，索瑞霞.中國智慧城市發展的內在動力與建設思路[J].現代管理科學，2018（1）：118-120.

[2]王景.基于物聯網和大數據的新型智慧城市應用研究[J].科技與創新，2018（10）：153-154.

[3]李豫芹，劉信，擺小軍.關于物聯網技術在智慧城市建設中的應用研究[J].科學與信息化，2018（9）：50.

[4]郭睿.智慧城市構建的關鍵技術及總體架構設計研究[J].科學創新導報，2018（13）：171-172.