2010年,智慧城市的概念开始在我国出现,在智慧城市系统大力推广和兴建的过程中,物联网技术是其最重要的发展基石。物联网技术的大力演进,将让许多智慧城市的美好设想成为现实。在智慧家居中,可控物件的相互联网,使得居民生活变得方便快捷更加人性化,物联网技术的拓展应用,将此概念升级到城市生活之中,包括通信、医疗、金融、教育、交通、治安等等。当一切与民众生活相关的社会版块互联互通、信息共享,城市管理模式大幅度升级,将成为现代城市延续发展的新型模式。
2016年“国际开放物联技术与标准峰会暨W3C万维物联网工作组会议”在京召开,科技部与工信部均表态,将积极推动物联网研发,同时物联网与智慧城市重点专项将在2017年正式启动实施。
一、物联网在智慧城市中的应用现状
我国智慧城市建设处于试点建设阶段,近两年涌现出了“智慧深圳”、“智慧南京”、“数字南昌”、“生态沈阳”等智慧城市建设优秀的城市。相较于其他国家来讲,中国对智慧城市完善的需求更加迫切,过去30年,我国经历了一个高速城镇化建设的阶段,城镇化率从1983年的21%左右提升至2015年的56.1%,成果惊人,国民生活质量大幅提升。但是如此高速的城镇化建设背后,也有着一些无可避免的负面效果,比如城市无法快速消化的交通拥挤问题、医疗现存资源无法承受的医患负担、地域性质的卫生保障滞后现状、不可控的人口大量流动、资源不均以及难以协调、城市管理难度大等问题,都成为城市发展的掣肘。如此,使得智慧城市的建设迫在眉睫,物联网技术的合理应用则成为有效化解这一“中国现状”的方式之一。
当然,就目前我国环境问题仍然十分严峻、交通负担沉重、治安系统并未减负等情况来看,智慧城市建设的任务仍在进行中,物联网技术发展较为迟缓的原因主要有以下几点:
1.由于很多物联网基建相关的领域规则非常不完善,仍然沿用国外组织的现有标准,缺乏适应本国国情的准则。比如关键且核心的超高频版块,在使用国外行标的同时,需要支付高昂的专利费用,大大增加了物联网技术推行发展的成本,不仅阻碍技术研究,同时限制了其核心发展。
2.现有市场环境的限制,大家普遍对于专利意识不够重视,没有大量的资金维护和构建专有技术保护环境。
3.物联网技术与智慧城市建设的融合涉及国家安全,覆盖到国家国民生活的方方面面,国家信息安全的问题得不到有力保障,则会将国民信息置于危险境地,目前国家智慧城市建设仍然需要很多国外机构的参与,因此信息安全问题也成为了有待考虑的一部分。
4.国内大型机关、企事业单位的科技研究方向并没有很重视在物联网层面,相反,积极进入该领域的多为中小型企业,由于资金和资源不足的限制,对于科研实力的培养相对薄弱,在维持现状的基础上,向更高层次进阶具有难度,企业的创新研发动力不足,发展受遏。
5.部门相对独立,市场结构割裂感严重,信息共享、数据利用缺乏,“孤岛”现象较为普遍甚至严重,短时间内很难改变,信息只限于特定部门使用,数据获取不通畅,从源头上阻碍了“物联网”发展。
仅在物联网技术层面上,存在如此严峻亟待解决的现状难题,在国家政府高度重视智慧城市建设的今天,加快建设自主知识产权、维护物联网技术发展环境,成为加快信息技术发展工程的工作重点。
二、物联网在智慧城市建设中的角色
信息技术的进阶、信息安全的应用是时代的召临,物联网技术的发展对智慧城市的未来建设有着深远的影响,其重要程度不容忽视。因此,研究和分解物联网在智慧城市建设中的角色和作用,探寻智慧城市发展合理、科学的建设方案就显得十分必要。
1.物联网技术是智慧城市发展的强大基石与后盾
物联网:“通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术”。在智慧城市发展过程中,物联网技术应用无处不在。
(1)射频识别(RFID)技术
现代物联网技术发展中十大核心技术之一的射频识别技术,简称RFID,是一种无需接触式的自动识别-信息获取技术,主要通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,在目标对象已设置的情况下,识别及获取过程不需要人工的干预。RFID技术的主要特点包括防电磁干扰、防水防尘、耐高温、识别有效距离大、使用寿命长、数据高度加密、存储容量大、自定义存储信息等众多优点。RFID技术在智慧城市中主要可以应用于电子移动支付、出入口系统、物流包裹跟踪和识别、产品防伪、运动计时、票证管理、防盗系统、停车场管理等,如图1。
(2)云计算
云计算是实现物联网的关键技术,影响着物联网的整体性能,关系着物联网的可靠性和稳定性。物联网与云计算都是基于互联网的现代科技,互联网成为它们相互连接的一个纽带。互联网通过传感网络向物质有型世界的延伸,就是物联网技术,大力发展物联网的最终目标就是通过网络对有型世界进行更加高效、智能化的管理。这一重大使命,也决定了它必然要由一个大规模的计算系统作为支撑。云技术,作为一个对海量数据进行分析、整合、处理并运用的计算系统,成为物联网技术发展中的必要平台,因此云计算技术是物联网涵盖的技术范围之一。随着信息技术工程的扩大,物联网技术的发展演进,海量信息的大爆炸即将到来,基于传统硬件架构服务器将很难满足数据管理和处理要求的现状,将云技术结合到物联网的传输层与应用层,云技术与物联网的强强联合,将会在很大程度上提高运行效率。
2.物联网技术是智慧城市发展的能源管控专家
除了在技术上给予基础构建的帮助外,物联网技术在能源、人力的节约上也颇有助力,能够有效降低智慧城市管理+城市信息控制处理的成本。正如我们很早就在全球范围内倡导的“低碳生活”理念,平安城市、智能交通、智慧医疗、智慧教育、智慧旅游等都是能够大量节约人力物力和财力成本的生活方式。
智慧城市发展的重点之一---智能交通,是将物联网技术有效地整合并运用于整个城市交通管理,就像智能家庭一样,机动车、非机动车、行人生物信息都连接在物联网中,它们通过收集、储存和分享有效信息来提高交通环境效率。当整个城市的交通相关设备全都在线,这些信息汇集在一起,智慧交通利用这些大数据来了解城市交通模式及现状,以便提高城市交通效率,从而建立一种大范围、全方位、即时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通系统的建立可以有效地利用现有的交通设施资,减轻交通负担和城市环境污染,在一定程度上保障交通安全、提高运转效率。智能交通系统主要应用于车辆管控系统、出入口系统、旅行信息系统等。
3.物联网技术是智慧城市的全新金融源
从长远角度看,物联网技术可以列为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三大能够改变未来人类生活的元素。很多人认为,物联网除了可以改善居民生活、节约成本以外,还可以大大的提高经济效益。通过人与人之间的信息交互,资源共享效率加快,社会中不同“版块”间的沟通成本可以忽略不计,被节约下来的大量人力、时间、物资可以大量积累并应用到更多造福人类社会生活的项目之中。
例如目前大热的电子移动终端---手机,其移动支付将在未来几年里成为我国国民生活最赖以使用的生活方式之一,通过手机移动支付所带动的产业将不计其数。其隐藏的商业价值、潜在动能无法估量,仅就2015年来看,无线传感器产业的年产值高达200多亿。据可靠数据分析,2019年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到 24.6%,规模将突破 3,700 亿元。由此可见,物联网技术在智慧城市建设中的经济推动效应也是潜力满满,如图2。
据报道,2020年我国将实现5G商用,速度更快、体验更多元的5G网络时代的到来,标志着信息型城市是人类社会发展的必然。物联网技术在智慧城市发展中的至关作用不言而喻,我国处在大力发展物联网、智慧城市建设的进程之中,通往新时代的道路必然充满荆棘,剔旧换新注定要忍痛割裂一些固有顽疾,为了更好利用物联网,助力智慧型社会建设,需要政府及有关部门的重视和政策的强力推动,当然,技术本身的不断进阶和演进也是必要部分。相信在人类共同的努力下,有型物体与人、虚拟与现实的深度融合指日可待,从智慧行业、智慧城市到智慧国家、智慧世界,越来越开阔和广袤的天地,正等着我们去发掘、探索。
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