智慧城市構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)分析

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1、智慧城市構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)分析摘要：本文基于筆者從事智慧城市的相關(guān)研究，以智慧城市信息系統(tǒng)架構(gòu)為研究對象，論文首先分析智慧城市的概念和關(guān)鍵能力，提出由物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)支撐的智慧城市信息系統(tǒng)的總體框架，進而探討智慧城市信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌詈缶徒ㄔO(shè)智慧城市給出技術(shù)發(fā)展和政策環(huán)境等方面的建議。關(guān)鍵詞：智慧城市信息系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)云計算中圖分類號：TP3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0016-021城市信息化的發(fā)展趨勢信息化時代瞬息萬變，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)方興未艾，其增長速度超出人們的想像?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用從只能讀取內(nèi)容的Web1.0時代發(fā)展

2、到人們可以參與共享內(nèi)容的Web2.0時代，再到現(xiàn)在已悄然邁進的智能化的Web83.0時代；管理信息化應(yīng)用從關(guān)注組織內(nèi)部事務(wù)處理到關(guān)注組織內(nèi)部工作流程，又在向組織內(nèi)外協(xié)同處理的訴求發(fā)展。人們的信息化生活、生產(chǎn)活動逐漸從封閉、單一走向開放、智能，正邁向協(xié)同處理、信息智能的時代。城市作為人們生活和生產(chǎn)的載體，將無可避免地與信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢相結(jié)合，從而衍生出具備智能的城市級信息系統(tǒng)。智慧城市信息系統(tǒng)作為信息產(chǎn)業(yè)新技術(shù)融合的產(chǎn)物，將控制和協(xié)同城市居民的生活和生產(chǎn)活動，使之更加便捷、高效、安全、和諧?？梢詫⒊鞘斜茸饕粋€有機的生物體，而將其信息系統(tǒng)比作生物體的神經(jīng)系統(tǒng)。高等生物的神

3、經(jīng)末梢感受體內(nèi)、體外環(huán)境的信息，通過周圍神經(jīng)傳遞到中樞神經(jīng)進行整合加工，再經(jīng)周圍神經(jīng)控制、協(xié)調(diào)生物體內(nèi)部各系統(tǒng)的功能以及生物體和外部環(huán)境的平衡。物聯(lián)網(wǎng)感知和控制終端是智慧城市的神經(jīng)末梢，寬帶通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成周圍神經(jīng)系統(tǒng)，而云計算數(shù)據(jù)中心作為城市智慧的大腦，三者共同構(gòu)成智慧城市信息系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)城市這個龐大的生物體各系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，以及城市和自然環(huán)境的平衡。城市將愈發(fā)依賴于這種高度互聯(lián)、高度協(xié)同的智慧的信息系統(tǒng)。2智慧城市的概念和關(guān)鍵能力智慧城市應(yīng)具備以下三個信息化關(guān)鍵能力。2.1信息的全面感知能力城市中布有大量的感知終端，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)，在運行、服務(wù)中捕獲到人們生活、生產(chǎn)以及城

4、市環(huán)境的多種信息元數(shù)據(jù)。2.2海量的數(shù)據(jù)處理能力具備海量的跨部門、跨行業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲能力，能夠?qū)Ａ慨悩?gòu)數(shù)據(jù)進行高效分析、計算和處理的能力，并且能夠構(gòu)建基于數(shù)據(jù)分析和知識管理的智能應(yīng)用能力。82.3智能的管理服務(wù)能力在形成支撐智慧城市的行業(yè)智能應(yīng)用的基礎(chǔ)上，建立面向服務(wù)的智慧城市綜合應(yīng)用的統(tǒng)一公共管理平臺，為居民生活和各行業(yè)生產(chǎn)提供普適的、智能的應(yīng)用與服務(wù)。3物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)智慧城市信息系統(tǒng)是一個面向城市管理、控制與服務(wù)的體系，它統(tǒng)一集中各行業(yè)數(shù)據(jù)與信息資源，為跨部門、跨行業(yè)建立協(xié)同處理和智能控制平臺。對智慧城市關(guān)鍵能力的分析可以看到，物聯(lián)網(wǎng)和云計算能夠為構(gòu)建智慧城市

5、信息系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，它們在寬帶通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的支撐下構(gòu)成智慧城市信息系統(tǒng)的信息感知端和信息處理端。一方面，物聯(lián)網(wǎng)滲透入各行業(yè)，提供全面的城市感知和控制網(wǎng)絡(luò)。另一方面，云計算數(shù)據(jù)中心提供面向各個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的集成，面向用戶和終端提供整體的智慧城市應(yīng)用服務(wù)平臺。兩者之間由普遍覆蓋的寬帶通信網(wǎng)絡(luò)在平臺與終端之間提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支撐。云計算構(gòu)架在寬帶通信網(wǎng)之上，物聯(lián)網(wǎng)將主要依賴寬帶通信網(wǎng)來實現(xiàn)有效延伸，通過云計算模式可以支撐具有業(yè)務(wù)一致性的物聯(lián)網(wǎng)集約運營。3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用8物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)衍生，它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進行感知、識別

6、，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué)決策的目的。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層對物理世界感知、識別并控制。網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)信息的傳遞。應(yīng)用層在對信息計算和處理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)在各行業(yè)的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感與RFID融合技術(shù)、識別與環(huán)境感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點及網(wǎng)關(guān)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信與頻管技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入與組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)軟件與算法、物聯(lián)網(wǎng)交互與控制、物聯(lián)網(wǎng)計算與服務(wù)等。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用滲透智慧城市的方方面面，可以為智慧城市信息系統(tǒng)的感知和控制提供全面支持。這些應(yīng)用概括

7、起來有：（1）工業(yè)，如生產(chǎn)過程控制、供應(yīng)鏈管理、能耗控制等。（2）農(nóng)業(yè)，如農(nóng)作物精細(xì)灌溉、生長環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)產(chǎn)品流通追溯等。（3）商業(yè)，如自動販賣機、POS終端等。（4）金融服務(wù)，如“金卡工程”、二代身份證等。（5）交通，如交通流量監(jiān)控、交通信號控制、電子收費、定位導(dǎo)航、車輛狀況診斷等。（6）電力，如智能變電站、智能用電、配電自動化等。（7）醫(yī)療衛(wèi)生，如遠(yuǎn)程診斷、醫(yī)療廢物監(jiān)控等。（8）教育，如圖書信息推送、遠(yuǎn)程教育等。（9）家居，如門禁、安防、電氣設(shè)備遠(yuǎn)程控制等。（10）環(huán)境，如有害物質(zhì)監(jiān)測、氣候環(huán)境監(jiān)測等。83.2云計算技術(shù)在