云計算及物聯網技術在智慧城市中的應用

黃日輝

摘 要：隨著科技的快速進步，促使物聯網和云計算技術被廣泛應用于各個領域。城市建設過程中，云計算技術和物聯網技術提供了一定幫助，為人們提供了人性化服務，讓智慧城市建設取得良好的效果。基于此，簡單介紹了智慧城市及技術的概念，分析了應用物聯網技術及云計算技術的重要價值，系統研究了智慧城市建設的各個領域中云計算技術與物聯網技術的應用。

關鍵詞：云計算技術;物聯網技術;智慧城市

引言：

隨著工業的發展，農村人口流向城市是社會發展難以逆轉的趨勢，城市化發展是國家發展的必經之路，這是工業發展、農業發展、機械化、現代化的必然。城市規模、人口、基礎建設的不斷擴張，傳統的城市管理模式已經無法滿足現代城市的發展需求，城市長短途交通、市政設施、城市安全建設、資源調配等方面逐漸暴露出問題，信息化、數字化、智能化已經成為城市建設的必然。云計算、大數據、物聯網等技術在計算機領域已經發展得相對成熟，在社會生活中的應用也在不斷嘗試，為我國城市智慧化建設提供了經驗，成為智慧城市建設的重要力量。

1智慧城市及技術介紹

1.1智慧城市及基本理論

智慧城市是一種新型、區域性城市建設發展概念，智慧城市的概念建立在計算機技術、互聯網技術的發展應用上，是信息化時代的產物。運用信息技術、網絡技術、通信技術進行城市核心運行數據的感測、分析是智慧城市的特點，也是整合城市關鍵信息、資源的關鍵，能夠對城市民生、環保、公共治安、服務體系、經濟活動等多個方面的發展做出智能回應[1]。從本質上來講，智慧城市是城市智慧式管理的結果，為人們的生產、生活營造了更加優質的環境，提升了城市建設的可持續性。

1.1.1生態智慧

所謂生態智慧，其基本的理論體現在以下幾個方面：1）在生態性思想智慧中分析，主要是通過地理、氣候以及人文等資源的融入，形成生態化的和諧發展理念;2）在智慧性生態理論分析中，通常需要引導人們規劃布局環境，從而達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，核心目標是將智慧生態城市規劃建設作為核心，通過智慧生態城市的規劃，滿足個人、人與人之間的外部利益，以保證環境的適應性[3]。而且，在公共利益理論分析中，著重強調了和諧共生的原則，其中的和諧主要是人與人、人與環境之間的和諧共處。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

結合智慧生態城市規劃建設的基本特點，在自律理論分析中，主要是指道德主體的自覺行為，將自律規律及智慧生態城市進行融合，可以維護城市的生態化發展，例如，在智慧生態城市建設中，能夠更好的限制城市人口，規范人們的生活方式，以實現城市規劃及發展的完善性，充分滿足人與自然的和諧發展需求。

1.2云計算

Amazon亞馬遜最早于2006年提出云計算的概念，初衷是為了讓企業處于暫時閑置狀態的IT設備及大量硬件資源，通過出租的形式轉化成可以創造價值的運算能力，將云計算服務推廣應用于中小企業中，為它們提供IT系統基礎架構。

1.2.1云計算的概念

從IT的角度來看，云計算就是一個IT平臺，體現了一種全新的業務管理模式，提供以互聯網為基礎的軟件服務，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，而是利用包含移動互聯網在內的網絡系統，通過電腦瀏覽器或手機APP客戶端，訪問存儲在外部機器上的軟件，完成所需要的工作[4]。這些用戶使用到的軟件由專人負責運轉與維護，用戶僅需利用互聯網進行連接和使用即可，而用戶生成的文件資料和數據信息，也將全部存儲在這些外部機器中，使用最廣泛的云計算應用實例就是電子郵件。

1.2.2云計算的結構

一般而言，云計算的體系結構包括硬件平臺、云平臺和云服務三個層次，除了在應用軟件層，還包含硬件、系統軟件等。硬件平臺即云計算的數據中心，包含了服務器、網絡設備和存儲設備等全部的硬件設施，具備可擴展性，用戶可以根據自己的需求動態使用硬件資源并支付相應的費用。云平臺是云服務運行的平臺，提供了如數據庫等服務的開發工具及基礎軟件，需具備Java運行庫、Web2.0應用運行庫等各類中間件，并能夠集成多個應用系統，管理數據模型和工作流模型，統一進行安全管理和存儲管理等。云服務指的是能夠在互聯網上使用統一的一種標準接口，訪問一個或多個軟件功能，用戶可通過互聯網隨時隨地的訪問和應用各類服務，管理業務數據[5]。

1.3物聯網

隨著RFID射頻識別技術、互聯網及云計算等技術的逐漸成熟，為物聯網的形成和發展奠定了基礎，在較大范圍內實現實時通信、數據分享等功能。在未來，物聯網將在無形中影響人類生活的方方面面，創造一個以技術為核心的智能世界。

1.3.1物聯網的概念

互聯網的飛速發展，為物聯網的產生奠定了基礎，在廣義范圍上實現實時通信和數據共享。物聯網通過給物體和產品安裝標簽，并將其充分接入互聯網系統，以實現追蹤產品運動軌跡、收集各類型數據、處理數據信息獲得更豐富信息知識的目的。物聯網系統不僅可以將人類與機器智能相連接，幫助我們理解事物之間的運動意義，辨識和預測各種因果關系;還能在無人工監督的情況下自動運行，甚至通過改變基礎算法，提升智能水平。在未來，物聯網必將影響人類生活的方方面面。

1.3.2物聯網技術架構

物聯網的技術架構可以分為感知層、網絡層和應用層。感知層由溫濕度傳感器、二維碼、RFID標簽及讀寫器、GPS、攝像頭等各種傳感器、傳感器網管和感知終端構成。感知層是物聯網用于識別物體和采集信息的根源。網絡層傳遞、處理從感知層獲取的信息數據，由各種互聯網、網絡管理系統、云計算平臺、有線或無線通信網等組成，通過這些互聯網、廣電網、通信網絡等實現數據的傳輸。應用層與行業需求密切結合，是將物聯網和用戶連接起來的接口，能夠實現物聯網的智能應用，包括應用基礎設施和各種物聯網，基于現有的手機、PC等終端進行應用。

2云計算及物聯網技術在智慧城市中的應用價值

建設智慧城市的目的是推動城市智能化發展，提高城市服務水平。智慧城市要積極使用云計算技術及物聯網技術，智慧城市建設必須落實實時數據共享，提供智能化管理，滿足各個區域的需求。科學技術快速發展，優化了物聯網和云計算技術的諸多方面，讓智慧城市建設得到了大力支持。云計算技術基于信息技術應用發展，給智慧城市建設提供信息技術，并采取虛擬化、程序化的方式，儲存數據信息，讓智慧城市獲得大量信息，提升數據處理能力。物聯網技術可完善城市服務體系，讓城市服務功能更加智能化。

3云計算、物聯網技術在智慧城市中的具體應用

3.1城市交通體系應用

交通是城市的基礎和關鍵，其建設質量和有效性十分重要，交通事故、交通擁堵、尾氣污染等問題都與城市交通體系建設水平有直接關系，因此，智慧城市的建設中，城市交通體系應當占有重要的地位。針對道路交通事故頻發、交通擁堵嚴重、緊急事件處理不及時等問題，在智慧城市交通體系中應用云計算、物聯網技術可以有效解決問題，借助科技的力量提高問題的預先發現、緊急處理效率，例如：部分地段擁堵，通過導航系統、路邊顯示屏提醒司機繞行;早晚高峰擁堵，通過監控車流量的方式來判斷高峰的到來，通過信號燈智能管控的方式進行車流量分流、疏導，減少信號燈等待時間;收費站口堵塞包括高速收費站口堵塞、停車場進出口堵塞等形式，大規模普及電子收費設備，與車主繳費賬戶相連接，提高車輛通過關卡的速度。又例如：交通事故的解決往往需要車主、路人報案，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只用于違章拍照，應用云計算、物聯網技術，提高違章攝像系統對交通事故的敏感性和自動報警質量，有效提高交通事故處理效率。

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3.2醫療服務體系應用

醫療行業是重要的民生行業，是智慧城市建設、發展中不可忽視的行業之一，目前，我國大部分城市在醫療體系智能化方面做得還不夠，能在線預約門診僅僅只是個開始，實現醫院內部信息、數據與醫療服務的一體化是基本，借助云計算、物聯網技術實現醫療體系與其他相關體系的一體化是智慧城市建設的重要一步。目前，醫療體系能夠掌握的只是病人的過往病歷，病人的日常鍛煉、體檢，病后恢復信息，都還沒有完成搭建，導致身體檢查、體育鍛煉等領域沒有能為我國的醫療體系發展提供應有的支持，市民的身體健康得不到全面保證，疾病預防工作沒有做到位。智慧城市的建設要重視醫療與相關領域的結合，將與醫療有關的體系數據匯總在同一個信息池中，使醫生能夠順利調取病人的所需數據，提高醫患之間的交流效率;使市民能夠從大數據、云計算角度獲取健康數據，主動尋求檢查或參與身體鍛煉，構建全方位醫療體系，把預防工作質量提高上來，改變醫院人滿為患的現狀。

3.3物流服務體系應用

物流是商業活動的重要輔助力量，市民日常生活中感受到的快遞僅是物流服務體系的末端，物流服務體系是城市建設中重要的一部分，也是最早應用到物聯網技術的一部分，根據實踐結果可知，物聯網技術的應用有效提高了物流體系的工作質量和效率，提高了物流服務的安全，為市民的生活質量提高提供了不可忽視的幫助。物流服務質量的提高不僅能夠提高市民生活質量，還改變了年輕一代的生活習慣，他們習慣于東西缺了再買，而不是買很多生活物品存在家里，這提高了金錢的流動量和頻率，避免了金錢和貨物的積壓，間接輔助了社會經濟的發展。物聯網技術中包含射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、紅外線技術、GPS技術等數種，能夠輔助物流工作人員進行郵件識別、運輸車輛位置、整體環境指數、包裹目的地等工作，提高物流工作質量和效率，降低工作人員壓力，為智慧城市建設和發展提供物資供應。

3.4基礎設施體系應用

基礎設施是城市建設和發展的基礎，包括給排水網、供電網絡、供氣管道、綠化區域、內河堤壩、公共交通線路制定等許多部分的內容，對市民正常生活、城市范圍內企業正常生產有著重要的作用。例如：排水管網設計不合理會導致強降雨時間內出現嚴重的城市內澇，影響市民正常出行，影響企業正常運行，導致城市部分停擺。云計算、物聯網技術在基礎設施建設、運維中發揮了重要作用，例如：借助GPS技術、地理信息系統、遙感技術等信息技術，搭配云計算技術，可以提高城市公共交通線路制定成果的質量和效率，避免出現某一區域多個線路公交搶市場，而臨近區域公交線路超載嚴重的現象，提高城市建設的智慧程度，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量，保護城市的大氣環境。

3.5工業領域服務體系應用

我國工業水平大幅度提升，利用物聯網技術及云計算技術，有效提高工業技術發展水平，形成智能化生產。自動化技術的使用，讓工業設備實現智能化發展，工業生產效率大幅提高。經過一段時間的使用，工業生產形成智能化工業體系，工業水平快速提高。如今我國工業領域著重建設技術型工業，借助云計算技術和物聯網技術，形成新時代技術型工業，打破工業生產和管理舊局面，獲得廣闊的發展空間。信息化技術的使用要著重加強信息安全防護水平，保護工業生產信息安全，維護工業生產和發展計劃，保障工業領域快速發展。

結束語：

智慧城市是城市發展的主流方向，隨著科學技術的不斷發展，智慧城市的成型已經成為必然，線上支付、刷臉支付、共享單車、門診手機預約、沃爾瑪自助掃碼等技術設備的出現都推動著我們的城市向著智慧城市一步步邁進。在建設智慧城市的過程中，必須要完成對城市資源的有效整合，提高城市管理的質量，保證服務體系的順利運行，在此過程中，云計算、物聯網等計算機技術發揮著重要作用，是支撐、促進我國城市發展的重要力量。

參考文獻：

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