物联网技术在智慧城市建设中的应用

摘 要：近年来，城市人口和城市规模越来越大，这显著增加了城市管理的难度。与此同时，科技的快速进步也为城市管理提供了新的工具和平台。物联网技术在多个领域中都扮演着重要角色，将其应用到城市监控领域具有可行性和明朗的前景，能够促进城市的发展。所以，本文首先对物联网技术的内涵、特点及其与城市监控的关联性进行分析，并根据物联网技术在智慧城市建设中的应用提出自己的看法。

关键词：物联网；智慧城市；城市监控；智能化

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）03-0192-03

The Application of the Internet of Things Technology in the Construction of Intelligent City

JIANG Wei

（China Telecom Corporation Limited Shanghai Branch，Shanghai 200050，China）

Abstract：In recent years，the scale of urban population and city is bigger and bigger. This significantly increases the difficulty of urban management. Meanwhile，the rapid progress of science and technology has also provided new tools and platforms for urban management. The internet of things（IOT）technology plays an important role in many fields. It can be applied to the field of urban monitoring and has a bright future，which can promote the development of the city. Therefore，this paper first analyzes the connotation and characteristics of the Internet of things technology and its relevance to the urban monitoring，and puts forward his own views on the application of the Internet of things in the construction of intelligent cities.

Keywords：internet of things；smart city；city monitoring；intellectualization

0 引 言

2017年，上海市公安局静安分局视频高清监控系统正式通过专家组的验收并上线使用，区域内多达3000多个高清摄像头开始工作，守护全区。在该项目的规划中，光纤通信、无线通信、智能化应用技术和物联网技术得到了全面应用，并发挥了积极的作用。由此可见，以物联网技术为基础，融合多種技术手段，打造城市智慧监控系统具有可行性，这也是建设智慧城市、和谐城市和平安城市的必要途径。

1 物联网技术与智慧城市

1.1 物联网技术概述

物联网技术是运用互联网将定位系统、射频识别装备、感应器等设备连接在一起，能够识别、管理和控制网络中的人和物的复合系统。该系统中的人和物可以互相交流信息。近年来，随着科技的发展，物联网技术正在逐步改善我们的生活，移动互联网，万物相连，无论在哪里，我们都能无任何障碍地实时进行通信和交流。

1.2 物联网技术与城市监控

基于物联网技术建设智慧城市，已经成为现代化城市建设的必然趋势。通过物联网这个平台对城市中的资源进行覆盖与管理，能够有效提升城市的管理效率。

应用物联网技术搭建城市监控系统，一方面能够带来许多产业机会、市场机会，使相关企业主动开发社会安全、食品安全、生产安全等相关的物联网设备和产品，推动产业和市场发展；另一方面，应用物联网技术搭建城市监控系统，必然会推动新的产业调整，促使新的业务模式取代旧的服务体系，这对于城市整体水平的提升具有重要意义。当前，国内已经有很多城市将此作为城市建设的重要规划与目标。

2 城市监控中的物联网技术应用

在城市监控系统建设中，物联网技术的工作原理为：用物联网传感器技术、RFID技术检测监控中的人和物，实现信息采集；然后通过通信和网络融合技术进行信息传送，实现信息互通和共享，最后通过数据处理系统存储和分析信息，并作出管理决策。在这一过程中运用的技术，主要包括以下几种：

2.1 射频识别技术

射频识别技术（RFID）是利用射频技术通信原理实现非接触性数据采集的技术，也是物联网的核心技术。电子标签是RFID的核心。RFID首先通过射频信号识别网络中的人或物，然后读取电子标签的相关信息。该技术具有可靠性高、传输快、不受天气影响等优势，可为管理和控制提供有效的原始数据。

2.2 传感网络技术

传感网络技术又称WSN，是由分布在城市各个角落的大量传感器组成的网络系统，任何传感器节点都可根据相关协议将数据信息传递给监控者和检测者。这些传感器使用的技术包括嵌入式技术、传感器技术和无线通信技术等。这些传感器覆盖面广，消耗低，部署灵活，是实施城市监控的重要依托。

2.3 视频分析技术

视频分析技术是对物联网监控对象进行智能分析和识别，如分离视频中人和物的背景，对目标进行追踪等，还可根据分析结果来设置一定的报警规则，当监控目标再次出现或出现异常时会发出警报，进而达到控制目的。

3 基于物联网技术的智慧城市监控体系的组成

3.1 基于物联网的城市智能监控体系层次

基于物联网的城市智能监控体系应包括以下几个层次：

（1）前端感知层：即通过高清摄像机、传感器来采集数据，获取城市环境、安全等多方面信息，并进行预处理；

（2）网络传输层：即通过高效的IP网络对前端感知层获取的信息进行跨区域传送，实现资源的调度、联网、互通和管理；

（3）系统支撑层：即通过现代信息技术，以视频监控管理系统为依托，与各个横向系统进行数据、业务的交互与配合，实现对信息、资源的统一管理，达到反应及时、指挥统一的效果；

（4）系统扩展层：作为建设智慧城市的重要组成部分，它通过自身在人防、物防、技防等方面的优势来强化城市安全，全力配合构建和谐社会和智慧城市。

3.2基于物联网的智能监控体系覆盖面

（1）食品安全监控系统。食品安全监控是确保食品生产安全、居民饮用水安全和食品相关产品安全的卫生监控。它还包括对动物检疫、动物疾病防治、动物产品传染物采集等方面的监控，可以从多个角度确保城市食品的安全和卫生；

（2）生产安全监控系统。在城市各行业生产中，对危险作业行业、煤矿、工伤、事故等方面的信息进行采集，并传输至集中中心进行处理和跟踪。

（3）工业危险源监控系统。根据所监控对象的不同特点，进行具体的分析和风险评估。主要包括以下几方面：

1）监控准备生产所需要的物料和设备存放过程中，可能造成的能量释放的危险因素，分析和评估风险。

2）监控生产过程中的危险。评估生产过程、生产工艺及装置系统的现有风险。

3）监控生产场所和厂房环境有可能引起的火灾、爆炸、泄漏等其它事故。

4）监控水、电气、消防设施等公共工程危险因素和参数。

（4）公共场所、重要机构监控系统。公共场所是指流动性大、群众高度聚集的场所，如车站、商务中心、集贸市场、码头、商场、超市、体育馆等。城市重要机构是指具有较强的社会敏感性，一旦出现事故就会引起巨大负面影响的机构，一般指政府机构、医疗机构、文物单位、教育机构等。对于这部分单位，可以利用物联网技术建立监控系统。

4 物联网和智慧城市在各场景的应用

我们可以清楚地感受到物联网在智慧城市发展各方面中的应用。涉及的领域包括：智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧家庭等方面，以下对其应用做详细地阐述：

4.1 智慧城市

主要包括以下几方面：

（1）建构城市物联网公共服务体系，构建具备开放式、共享式的公众物联网信息平台。物联网技术可以搭建为个人、企业及政府提供详细的城市运作及商业服务的物联网公共信息服务体系；

（2）建构智慧城市的高清视频监控系统。首先在城市主要道路、街道、小区、主要城市人口聚集地均安装高清视频摄像头，并在主要的公共设施位置进行标示，实现对城市各区域的精确监控和跟踪，确保公共安全，实现平安城市的目标；

（3）实现可追溯的食品安全应用。对食品的供、销、存各环节均进行物联网标签跟踪，实现对物资的全程溯源及追踪，以确保食品安全。

4.2 智慧医疗

利用云计算和大数据等技术对医疗信息进行大数据分析，从中挖掘有价值的信息，制定科学的治疗方案。打通HIS平台和公众物联网络。智慧医疗的概念不仅仅是每一个医院之间用于医疗数据的采集，它还包括物联网内医院之间信息的共享以及技术的交流合作。比如，病患在A醫院的检查报告可以远程被B医院的专家查阅，通过大数据分析可以提供类似的病患在全球的治疗情况。在物联网时代，智慧医疗可以通过物联网技术的应用推广来实现快速发展。

4.3 智慧交通

早在2009年，IBM已提出了智慧交通的理念。智慧交通是在传统交通的基础上融入物联网、云计算、大数据、移动互联等新技术。通过物联网和大数据实时分析，提供整个城市交通的各项运行情况。这当中运用了大量的数据模型等技术，为城市交通的有序平稳运行提供了支撑。比如对道路交通的车辆、轨道交通地铁的全程跟踪管理，解决了人工无法及时判断的问题，并提供自动调度和道路运能的资源配置，实时优化配置。除此之外，还为相关职能部门提供预防和检测功能，全面提升调度和处理应急事件的能力。

4.4 智慧家庭

家庭中的所有白色家电和黑色家电均可以实现万物相连，照明可以不再单调。通过预先设置场景方案，可以实现一键式控制灯光效果，做到人来灯亮，且可以根据设置提供不同的灯光亮度和组合效果。清晨醒来，窗帘会自动打开；晚上睡觉时，窗帘会自动关闭，所有这些动作无需到处找遥控器或按下墙壁控制按钮，只要拿着手机即可。还可用推窗器实现刮风、下雨自动关窗，让人出门无后顾之忧。小偷靠近自动关窗，实现智能防盗。当室内的可燃气体发生泄漏时，智能系统会自动将窗户打开，以防燃气泄露。当室内空气中有害气体超标时，智能系统会自动将窗户打开，使其通风，净化室内空气，使室内始终保持空气清新。

5 结 论

我们都希望生活不再单调无味，智慧城市是人类从物质追求到幸福追求演变过程中的创造。物联网更是改变了我们的生活方式，建设智慧城市，建造美丽家园，提升我们生活的幸福指数，这些都需要运用物联网技术等来满足城市居民的不同需求，促进信息化带动经济的发展。我国智慧城市的建设刚刚开始，许多领域还需要进行不断地探索和完善。

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作者简介：江伟（1975.09-），男，汉族，上海人，政企客户支撑工程师，学士。研究方向：通信信息技术和物联网应用。