您好, 访客   登录/注册

基于现代物联网技术的智慧城市体系研究与实现

来源:用户上传      作者:

  摘 要 随着物联网、互联网等现代科学技术的迅速发展,使物物相连成为可能。通过广泛的网络互连,大量信息、数据被快速收集和处理,为城市管理者科学决策提供了依据,促进了城市的智能化管理和发展。现代物联网技术在智慧城市的构建过程中处于不可或缺的重要地位,基于现代物联网技术的智慧城市是未来城市发展的趋向。文章从城市综合管理、交通、医疗、教育等方面,探讨现代物联网技术在智慧城市中的应用。
  关键词 智慧城市;物联网;体系结构
  中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2019)235-0130-03
  随着我国城镇化的不断深化,城市人口日益增多,传统城市难以满足人们的需求。在传统城市中,交通、医疗、教育等系统均是相对独立的系统,存在建设项目无统一规划、沟通渠道不畅的现象,造成一定的资源浪费。而基于现代物联网技术的智慧城市,可以借助物联网等信息技术将各系统联系起来,形成一个统一的整体,运用整体思维对各个系统进行建设,达到资源有效利用、城市协调发展的效果。智慧城市是现代化国家竞争力的标志之一,其带来了信息的高度融合,城市运行效率的极大提升,有利于资源的节约和环境的保护。物联网技术着眼于实现物物相连,在构建智慧城市的诸多科技手段中发挥了基础性的作用。研究基于现代物联网技术的智慧城市体系具有十分重要的现实意义。
  1 智慧城市理论
  智慧城市的构建是一个十分复杂的系统性工程,其架构可以分为3个部分:一是广泛的网络层和设施层。通过互联网、无线网络、物联网等构成广泛互联的网络体系,同时加强云平台、云数据、应用软件等基础设施层的建设。通过广泛的网络和坚实的设施层快速传递信息。二是分级分类的数据存储层。将收集海量信息进行分类存储,构建以服务于政府、企业和其它机构、市民为基础的一级大数据库。在一级大数据库下设政务协同办公、政务信息公开、社会综合治理等行业二级主题数据库和业务三级应用数据库。三级数据库之间建立紧密相连的信息共享体系。三是分级分类的业务平台层和统一的平台应用门户。建立与数据存储层相应的分级分类的三级业务平台层。研发专门的智慧城市操作系统,实现各级平台的信息共享[1]。
  通过网络收集到的数据,传输到数据库,经智能分析,提供到平台层,供不同层级人员应用并反馈。通过科学的架构,有效利用城市的各种资源,促使智慧城市可持续发展和智能化管理,使企业高效率的生产和经营 [2]。
  2 基于物联网的智慧城市
  2.1 物联网概念
  物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是在“互联网”技术基础上新的发展。物联网的实质即物物相连,是通过技术手段感知信息和数据,利用网络技术实现信息和数据的传输,经过分析和处理后,通过装置实现对物品的控制。结构决定功能,物联网具有以上功能由它的结构决定。物联网的结构可划分为感知层、网络层、应用层三层[3]。
  1)感知层。感知层是物联网的最基础的层面,它负责采集、获取信息,可以说没有感知层,后续层面就无从谈起。在感知层中,有几项关键技术:传感器技术可以将物理信息转变为数字信息;无线射频技术可以实现对物体的快速识别,等等。感知层的建设使物联网的信息具有实时性、准确性等特点,有利于后续层面对信息的分析处理。
  2)网络层。物联网从字面理解,即将物体与物体联系起来的网络,其关键就在于网络层。网络层基于互联网发展而来,并利用4G、WiFi等技术进行改进,使其由人人相连发展到物物相连。物联网中的网络层可以将数据进行安全可靠的远距离传输。例如,坐在办公室里,你通过网络获知家中的温度湿度等情况;在外地旅游,你可以通过手机检查家庭的安全状况。
  3)应用层。应用是一切技术发展的最终结果,也是其发展的目的。应用层对数据做出分析,并将有效数据提供给政府、企业和个人,达到政府智能管理城市、企业有效利用资源和个人方便生活等目的。应用层主要技术包括智能技术、云计算,这些技术可以有效地帮助我们分析数据,并且可以为人类提供更好的解决方案。物联网的三个层次间互相传递信息,感知是基础,网络是关键,应用是目的。对信息进行收集、传递、分析、处理,三个层次缺一不可,互相支持,实现对信息的有效快速处理。
  2.2 物联网技术在智慧城市中的应用
  如果将智慧城市比作一个人体,那么各个系统可以充当人四肢和器官,物联网则可以充当神经系统的角色。在物联网的指挥下,各个系统对城市中的各类信息作出及时反应和处理。
  1)城市综合管理。物联网技术为城市决策者在管理中提供大量的信息。在物联网建设过程中,传感器系统、视频监控系统等与物联网共建,使信息及时的收集和传输。物联网技术促使城市管理标准化、精细化、动态化,使城市管理者及时发现问题、并进行快速分析和处理。
  2)农业发展。传统农业粗放经营、植物生长受自然环境影响大。运用物联网技术对植物的生长状况进行实时监控,对植物生长环境进行实时调节,使温度、湿度始终达到适合植物生长的范围之内,促进现代农业优质高效发展。
  3)城市交通。物联网技术发展有利于城市交通体系的发展。通过物联网技术对城市路况的监控,市民可以准确得到路况信息。例如某路段堵车、某路口发生交通事故,安装在此地点的传感器及时将有关信息传递到网络上,行人由此来优化自己的路线、及時避开堵车路段。同时,交通管理部门对道路突发情况作出迅速反应,及时对拥堵路段进行疏导。
  通过物联网的传感器等技术手段,实时将空车位信息传递给拟进入车位的车辆,实现找车位引导功能。通过无线射频等技术,实时将车辆停放信息传导至网络,用户通过手机等终端设备查找车辆停放信息,实现智能寻车功能。   无人驾驶汽车技术主要依据物联网的传感器等技术手段来实现的。无人驾驶汽车通过终端主控模块的传感器设施、监控设备获知周边的车辆等路况信息,通过网络上传到监控中心,监控中心通过数据库测算出最优行驶方案,反馈给汽车主控模块,指挥汽车的运行。通过该技术达到节约油料、优化出行、减少事故的良好效果。
  综上,物联网技术具有管理、疏导城市交通,方便人们出行的作用。
  4)城市医疗。物联网对医疗体系建设有巨大的促进作用。市民可以利用物联网等技术在家中咨询病情,并处理一些简单疾病。有关部门可以利用物联网技术建立起医疗管控体系,打击售卖假药行为,建立统一的医疗器械标准,对医疗人员进行网络管理。物联网还要以通过信息技术手段实现远程挂号和远程医疗,在一定程序上缓解看病难等问题。
  5)学校教育。在物联网为基础的智慧城市中,通过物联网可以实现远程授课,构建网络学习平台系统。家庭作业在网络上布置和完成,教师通过物联网对学生课后作业进行实时监控,有效督促学生完成课后作业,从而促进学生学习成绩的提升。教育部门可以构建网络图书馆和学习平台系统,整合教育资源,方便教师和同学查阅资料,进行网上学习。
  3 基于物联网的智慧城市缺陷及解决方案
  物联网高速发展为人类带来许多便利,其高速发展还应解决以下几个问题。
  第一,物联网是一个由高新技术组成的复杂系统,在这个系统中的每个个体都具有高科技的特点,并且个体数量较多,这也导致在构建物联网的过程中会付出巨大的成本,昂贵的建造价格会使绝大多数城市望而却步。
  第二,在当前技术条件下,物联网的安全体系并非万无一失,黑客技术的泛滥使得物联网安全系统面临系统风险。
  第三,当前物联网技术主要依赖无线网络是4G网络,4G网络在传输速度仍不够快、传输时间延迟制约着物联网技术发展[4]。
  针对这些问题,笔者认为要加强技术更新,在现有运行平台上进行技术改进,推广5G技术;加强局域性物联网平台的建设,并尽量使用无线连接技术。构建专门的智慧城市操作系统,加强网络与信息安全体系建设,建立防火墙机制和黑白名单机制。随着物联网技术的进步和广泛应用,智慧城市必將走向创新化、信息化、可持续发展之路。
  参考文献
  [1]刘艳锐,索瑞霞.中国智慧城市发展的内在动力与建设思路[J].现代管理科学,2018(1):118-120.
  [2]王景.基于物联网和大数据的新型智慧城市应用研究[J].科技与创新,2018(10):153-154.
  [3]李豫芹,刘信,摆小军.关于物联网技术在智慧城市建设中的应用研究[J].科学与信息化,2018(9):50.
  [4]郭睿.智慧城市构建的关键技术及总体架构设计研究[J].科学创新导报,2018(13):171-172.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14925276.htm

服务推荐