文化物質的積累长笋、科學技術的進步都是伴隨著城市而逐漸演變的斩憾,而城市大發(fā)展的動力慢慢變成智慧的成果,就是大眾人民可以不間斷的享受創(chuàng)新技術帶來的服務與產品枷此,目前智慧城市的建設已經得到了國家的重視和各個政府的大力的推動淳习,越來越多的智慧城市將呈現在民眾的面前,所謂智慧城市是指根據科學合理的城市發(fā)展理念臣锣,根據最新一代的信息技術钮庆,在泛在互聯(lián)網和信息全面感知的基礎上,實現人蔬设、物垒某、城市功能系統(tǒng)之間無縫連接與協(xié)同聯(lián)動的智能自感知、自優(yōu)化次瓣,從而對民生慈琼、環(huán)保、公共安全憾擒、城市功能芋沽、商務活動等多種城市需求做出智能的響應,形成具備可持續(xù)內生動力的安全点待、便捷阔蛉、高校、綠色的城市形態(tài)癞埠。智慧城市實現的是城市系統(tǒng)的優(yōu)化升級状原,使城市各系統(tǒng)根完善、更智能苗踪、更協(xié)調颠区、更發(fā)達,使城市中的人和物更智慧通铲、更和諧毕莱,使城市中的人生活更幸福。
1颅夺、智慧城市三大技術基礎
智慧城市的建設需要技術創(chuàng)新朋截、民眾意識、政府管理等各方面共同作用吧黄,而其中技術創(chuàng)新是建設智慧城市的基石部服。“信息”是智慧的核心订薛,因此“信息技術”是支撐智慧城市的核心技術。
1.1通信技術廣泛化讓智慧城市擁有了神經系統(tǒng)
一個人要將看見的胎融、聽見的窑赂、觸摸到的各種信息傳遞到大腦,需要有遍布全身的神經系統(tǒng)美怪。對于智慧城市來說圃活,擁有這樣的神經系統(tǒng),是實現智慧的最根本要求蒸咏。泛在的通信網絡就像城市的神經系統(tǒng)归鲸,只有有了它,信息才有可能通達悬坎。
1.2互聯(lián)網技術的普及黑寻,讓智慧的能力貼近普通民眾
在有互聯(lián)網技術以前,信息處理只是聚集在少數專用機房里的大型計算機設備的事情汞小,和普通的民眾關系不大。雖然信息可以傳遞赠懊,但信息傳遞的范圍有很大限制蛛挚,遠不能到達城市的末梢∏羝螅互聯(lián)網技術從根本上改變了人類獲取和處理信息的方式丈咐,使得任何一個普通民眾都能夠隨意獲取和產生信息,智慧的能力只有真正貼近了普通民眾龙宏,智慧的城市才有可能實現棵逊。
1.3嵌入式技術的發(fā)展,讓智慧的能力擴展到物
從技術層面來看银酗,“智慧城市”是以網絡信息為基礎的城市信息體系辆影,其智慧能力的差別來自于對信息獲取能力的差別,智慧的城市不僅需要更多的人能夠隨時獲取和產生信息黍特,城市里的各項基礎設施也需要能夠進行信息的自動采集蛙讥、動態(tài)監(jiān)管。從技術角度來看灭衷,就是各種各樣的設備需要具備獨立運算和聯(lián)網的能力次慢,嵌入式技術的發(fā)展使得這些成為可能,因此嵌入式技術是智慧城市的技術基礎之一翔曲,它使得智慧的能力從人擴展到物品迫像。
2、智慧城市的應用局限性與技術瓶頸
2.1智慧城市應用局限性
目前的智慧城市應用大多是一些處理數據采集和數據傳輸的簡單場景误即,簡單數據采集和數據傳輸模式雖然有一定的領域薇兆,但碰到一些復雜的領域就無法應對了牌君。在我們的現實世界中,還有很多復雜的情況纺闷,需要不同類型節(jié)點協(xié)同進行智能計算的應用領域榜寸。而且這些簡單的數據采集和數據傳輸只能簡單的局限于對數據的安全性、實時性和可靠性的要求均不高的領域需复,萬一出現數據被盜用怠竞、篡改等情況,也不會造成很嚴重的后果拓郑。但對于一些數據錯誤哨遭、丟失、延時节霸,將會造成重大損失的領域骑跳,如:醫(yī)療手術控制、火車交通控制怒医、大型機械設備運轉控制等炉抒,由于拘束的限制,這樣的領域物聯(lián)網都還沒有觸及稚叹。
目前智慧城市典型應用中焰薄,設備一般在較為適宜的環(huán)境下工作,而現實環(huán)境中則會有相當一部分的應用要求設備工作在相當惡劣的環(huán)境下進行操作扒袖,甚至有些特殊行業(yè)的設備可能面臨極端高溫和低溫塞茅、瞬間溫度劇變等極端惡劣環(huán)境,而目前我們的傳感器技術尚無法達到這點季率。我國目前智慧城市應用已初見規(guī)模野瘦,但是最多也不過數千個節(jié)點共同工作,還遠遠沒有達到數萬飒泻、數十萬鞭光、數百萬海量節(jié)點規(guī)模,伴隨著節(jié)點規(guī)模的增加泞遗,節(jié)點衰猛、網絡的接入能力和數據處理能力要求將呈指數級增加,故對節(jié)點組網速度刹孔、節(jié)點管理忧绊、協(xié)議高效性、數據并發(fā)等技術特點提出了全新的要求缓贤。
2.2智慧城市技術瓶頸
以上分析的智慧城市應用存在的局限性基列,很大程度上都是由于技術瓶頸所引起的。解決技術瓶頸、才能打破局限军笑,擴展需求雨株,將使智慧城市具有更加廣闊的發(fā)展空間。目前我們主要存在四方面的技術瓶頸擅暴。
其一贫迫,傳感器技術瓶頸。如何推出更小项栈、更強手欣、更便宜的傳感器。智慧城市發(fā)展首要是大量布置各種傳感器映检,使這些傳感器與物品緊密地結合在一起癞樊,成為物品的一部分,因此傳感器不僅要微型化凛澎,而且這樣微型化的節(jié)點不但要擁有相當的處理能力霹肝,還需要能耗低,然而這樣小型高性能的傳感器目前只能用于尖端的領域塑煎,尚無法大規(guī)模應用沫换。
其二,通信網絡技術瓶頸最铁。如何做到既大容量又高性能苗沧。智慧城市中很多的應用都將是無人干預的自動操作,其與人的通信行為有很大的不同炭晒。從規(guī)模上來看,可能要面對上千萬甥角、乃至上億的海量節(jié)點网严,規(guī)模將遠超過原有的通信規(guī)模。
其三嗤无,平臺處理技術的瓶頸震束。如何做好海量感知信息的處理和管理。如何及時處理海量感知信息咸婿,是智慧城市發(fā)展面臨的另一個技術瓶頸姚转,隨著智慧城市建設的深化,需要綜合運用云計算等技術推進平臺處理技術不斷發(fā)展棒嚼,解決海量數據的存儲们敢、歸類、處理啃掠、檢索需求才能打破這種局限慷训。
其四,安全性技術瓶頸。如何應對更為復雜的物聯(lián)網安全問題蝉橘。目前階段苔眼,信息的安全問題其實并未引起足夠的重視,其實安全問題是智慧城市發(fā)展中要解決的關鍵問題之一润邑,它將直接決定智慧城市的發(fā)展前景稽星。
3、創(chuàng)新技術推動城市化進程
3.1大力推動感知技術的發(fā)展
智慧城市首先需要通過感知世界來獲取信息哄谆,感知技術的發(fā)展是智慧城市發(fā)展的前提褥民,感知技術其實包含了兩種不同的技術:傳感器和無線傳感網。感知技術需要不斷向著高性能烙常、低能耗轴捎、微型化、低成本方向發(fā)展蚕脏,才能為實現各種智慧城市應用提供豐富的想象空間侦副,擴大智慧城市應用的范圍。傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件驼鞭。
無線傳感網(WSN)是由部署在一定區(qū)域內的大量傳感器節(jié)點組成的秦驯,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網絡系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知挣棕、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息译隘,并發(fā)送給觀察者。無線傳感網核心技術主要集中于網絡拓撲控制技術洛心、多跳可靠數據交互技術固耘、信道資源調度技術、物理層技術词身、協(xié)同計算與處理技術厅目、分布式信息感知技術等。無線傳感網以其智能化农灯、低功耗修诈、自組織的特性提供了全新的智能化通信、控制手段品扯,是目前大范圍投沃、低成本獲得傳感信息最有效的解決辦法。其中無線傳感網關鍵技術包括:射頻識別技術(RFID)捻钢、IEEE802.15.4绞艘、Zigbee/ZigbeePro技術、Z-Wave技術稻续、Wireless-HART技術鸡捉、藍牙技術乏茶、NFC技術。
3.2推動網絡能力增強
在當前智慧城市的初級階段甚岩,物聯(lián)網應用數量尚不大的情況下贱按,現有網絡基本可以滿足物智慧城市的通信要求,但各種問題已經開始逐步顯現;隨著智慧城市發(fā)展的深化涡相,物聯(lián)網業(yè)務數量擴大哲泊,網絡必將產生巨大壓力,甚至也可能進一步影響到現有的人與人的正常通信催蝗。因此需要對通信網絡的適應性進行研究切威,在現有網絡的基礎上,研究和開發(fā)適應和滿足智慧城市通信特征的網絡能力改進丙号,以及與之相適應的通信網絡運維體系先朦,主要的研究內容包括以下幾個方面:網絡層業(yè)務特性管理、網絡資源分配機制犬缨、網絡性能優(yōu)化機制喳魏、靈活的QoS體系、靈活的網絡安全能力怀薛、移動性管理機制刺彩。其中IPv6技術與云計算機技術就是其中的主要技術,IPv6是InternetProtocolVersion6的縮寫枝恋,它是IETF(InternetEngineeri-ngTaskForce创倔,互聯(lián)網工程任務組)設計的用于替代現行版本IP協(xié)議IPv4的下一代IP協(xié)議。
它具有更大的地址空間焚碌,IPv6中IP地址的長度為128位却值,并加入了對地址自動配置的支持;IPv6的地址分配遵循聚類的原則,對IP包結構進行了簡化散氧,提升了路由轉發(fā)效率;增強了對組播及流控的支持私闭,增加了對網絡層的數據加密,并對IP報文進行校驗某现,增強了網絡的安全性;可以較好地滿足物聯(lián)網海量節(jié)點、高安全性等應用特點的需求颊嘱,是物聯(lián)網網絡技術的發(fā)展方向宋睦。云計算將網絡上分布的計算、存儲腊拍、服務構件琐侣、網絡軟件等資源集中起來,基于資源虛擬化的方式呆淑,為用戶提供方便快捷的服務汇径,它可以實現計算與存儲的分布式與并行處理。云計算的主要特征主要有這幾個方面:以高度可擴展的彈性方式交付服務;利用因特網技術和方法來開發(fā)和交付服務;資源虛擬化及資源的自動管理與配置;可實現海量數據的分布式并行處理;低成本并對用戶透明。