物联网技术在智慧城市建设中的应用

2023.06.07

邢蕾

摘要：文章对物联网技术在智慧城市建设中的应用进行了详细的分析，阐述了物联网的几大关键性技术，同时分别对智慧交通、智能电网、智慧物流、智慧医疗、智慧家居、智慧环保几个智慧城市的成熟应用模块进行了介绍。

关键词：物联网；智慧城市；RFID；云计算

随着信息技术的不断发展，城市信息化应用水平不断提升，智慧城市建设应运而生。以物联网、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术推动了智慧城市的逐步形成，那么物联网也就成为了智慧城市信息服务体系的核心技术。

1 物联网——智慧城市建设的核心技术

1.1 物联网的定义

关于物联网的定义众说纷纭，自1991年，美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念以来，到现在为止对物联网的定义有多种，还缺乏一个清晰的定义，但物联网的基本概念框架已经形成。目前，能够被普遍接受的说法是，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是继互联网之后世界信息产业发展的又一次浪潮，主要是运用激光扫描器、全球定位系统、射频识别（RFID）、红外感应器等信息设施进行传感，按照事先有的约定，将物与物相连在互联网上，进行信息交换和通信，通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中。

1.2 物联网的关键技术

1.2.1 Internet技术

物联网的英文名称是“Internet of things（IOT）”。顾名思义，物联网是物与物相连的互联网，从本质上说还是个网络，所以物联网的核心基础仍然是Internet技术，它是在Internet技术的基础上延伸和扩展的网络。

1.2.2 射频识别技术

RFID是一种传感器技术，非接触的自动识别技术，融合了无线射频技术和嵌入式技术，是物联网的信息采集层技术之一，在自动识别、物品物流管理方面有着广阔的应用前景。RFID分为Passive RFID、Active RFID和半Passive RFID三种。所有的RFID系统都包含附着在设备上的电子标签、与电子标签交互的读写器以及把读写器连接到中心数据库的后端系统这三个基本组件。

1.2.3 短距离无线通讯技术

物联网是把RFID标签里的数据通过无线传输技术发送到中心系统中，无线化是控制领域的发展趋势，尤其是工作于ISM频段的短距离无线通信得到了广泛的应用，各种短距离无线通信都有各自合适的使用范围，物联网用到的无线传输技术主要包括Wi-Fi技术、蓝牙技术、ZigBee技术、UWB（ultra Wideband）技术、移动Ad hoc网络技术及相应的NS2仿真技术等。

1. 2.4 无线传感网络技术

无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一，传感网络与RFID系统融合能更好的获得物体的位置、温度、移动性等状态。传感网络由一定数量的传感节点组成，传感器节点可以连续不断地进行数据采集、事件检测、事件标识、位置监测和节点控制，传感节点的这些特征和无线连接方式使得无线传感器网络的应用领域非常广阔，目前已经广泛应用于环境、医疗、交通、军事、工业、商业和航空等诸多领域。

1.2.5 嵌入式技术

物联网实际上是一种基于互联网的嵌入式系统，把物理对象相连，嵌入式系统与无线数据传输网络相结合，满足了局域网的协议要求以及网络拓扑结构、动态路由的数据传输要求，形成了真正的物联网，做一个形象的比喻，在物联网中传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。所以说如果没有嵌入式技术的支持，就不会有物联网的进一步扩展。

1.2.6 大数据处理技术

相比传统的互联网，在物联网中，对大数据技术具有更高的要求，物联网中的数据量更大、数据更加多样化、数据传输速率更高、数据真实性要求更高。可以得出，大数据处理技术是物联网中关键的必需技术。

1.2.7 云计算技术

云计算的基本形态就是将数据计算从本地转移到服务器端，本地只是进行数据的传输与执行，这与物联网的整体概念是完全相符的，物联网借助云计算技术的支持可以更好的提升数据的存储以及处理能力，从而使自身的技术得到进一步的完善。可以说物联网对云计算有着很强的依赖性，没有云计算技术，物联网就无法提供各种基于海量数据的服务。

2 物联网技术在智慧城市建设中的应用

智慧城市是一个庞大复杂的工程，不同的城市需要制定符合各自特征的总体规划，每个城市的资源、发展状况不同，要充分考虑各个领域之间的关系，全面建设一个智慧城市技术体系。物联网技术是创建智慧城市的关键技术，智慧城市的兴起正是源于物联网技术的突破性进展。物联网技术的应用体现在智慧城市建设的方方面面，目前智慧城市建设正处在一个快速发展、全面提升的阶段，据世界银行测算，一个百万人口以上的智慧城市的建成，在投入不变的前提下，实施智慧化管理和服务将能增加城市的发展红利2.5-3倍，为了抢占智慧城市的至高点，世界各国掀起了智慧城市建设的热潮，截至2013年明，国家住建部也分两批公布了193个智慧城市试点城市，目前上海、深圳、南京、宁波、广州、沈阳、武汉、西安等二十多个城市的智慧城市建设已经驶入快车道。根据我国智慧城市的发展现状，本文选取比较成熟的建设领域进行阐述。

2.1 智慧交通

智慧交通系统以国家智能交通系统体系框架为指导，通过监控、监测、交通流量分布优化等技术，完善公安、城管、公路等监控体系和信息网络系统，建立以交通诱导、应急指挥、智能出行、出租车和公交车管理等系统为重点的、统一的智能化城市交通综合管理和服务系统，实现交通信息的充分共享。在交通信息资源整合的基础之上，基于全面的数据，建立分析模型，提高交通行业辅助决策能力，全面提升监控力度和智能化管理水平，并对各类交通信息进行综合处理和发布，在确保交通运输安全、畅通的前提下，提高公众服务水平。

2.2 智能电网

智能电网通过对整个电力供应体系的自动化来提高电网的可靠性及效率，传感器技术、信息技术与先进的设备技术、先进的控制方法相结合，实现了在可靠性、安全性、经济性、高效性、环境友好等方面的目标要求。智能电网的建设，让生活更便捷，可以实现对智能家电的实时控制和远程控制，还可以为互联网等提供接入服务。在节能与环境方面，智能电网可以提高能源利用效率，实现节能减排。智能电网的建设强有力的推动智慧城市的发展。

2.3 智慧物流

智慧物流是通过RFID、传感器、移动通讯技术等让配送货物自动化、信息化和网络化。智慧物流更重视将物联网、传感网、互联网整合起来，通过动态科学的管理，实现物流自动化、可视化、可控化、智能化。智慧物流的发展可以降低物流成本，加速物流产业的发展。随着物联网的发展，将企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统智能的融合，智慧物流将融入企业的各个环节之中，形成智慧企业。

2.4 智慧医疗

智慧医疗由智慧医院系统、区域卫生系统、家庭健康系统三部分组成，物联网技术在智慧医疗的各个领域都有关键性的应用，它包括药品领域、远程监护和家庭护理、医疗信息化、医院急救、以及医疗设备和医疗垃圾的监控、血液管理、传染控制等多个方面。

2.5 智慧家居

智慧家居是利用物联网技术将家中的各种设备连接在一起，根据用户的不同需要进行组合，采用模块化结构，提供家电控制模块、照明控制模块、室内外遥控模块、防盗报警模块、环境监测模块、暖通控制模块、红外转发以及可编程定时控制等多种功能模块。

2.6 智慧环保

智慧环保是借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象中，通过传感手段实时监测水、大气、噪音、废弃物、化学品、辐射等各类关键环境要素的状态，并将监测数据实时传递和共享，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。

3 结语

通过本文的分析，可以看出物联网技术是智慧城市建设中必不可少的因素，它的发展和应用使城市的基础设施得以智能化的管理。那么未来的智慧城市的进化必须与高级物联网相关，它可以将一个智慧城市转变为一个开放式的创新平台，我国近两年一直在全力推进智慧城市的建设，不久的将来必将进入一个智慧中国时代。