工控摘要：智慧城市是現(xiàn)代信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種全新的城市形態(tài)，通過將各種感知技術(shù)、下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能與自動化技術(shù)聚合和集成應(yīng)用，使人與物智慧對話，進(jìn)而產(chǎn)生更加智能化、自動化、信息化的生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會管理方式。
　　
　　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(jì)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(yùn)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)。
　　
　　一、智慧城市的信息化關(guān)鍵能力
　　
　　智慧城市是以智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧人文、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧生活為特征的城市發(fā)展新模式，是信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn)，是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的綜合性集成，并通過感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中管理、海量信息的智能化處理，形成面向城市管理、控制與服務(wù)的應(yīng)用模式。智慧城市應(yīng)具備以下三個信息化關(guān)鍵能力：
　　
　?。?）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(yùn)行、服務(wù)中捕獲到人們生活、生產(chǎn)以及城市環(huán)境的多種信息元數(shù)據(jù)。
　　
　?。?）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(jìn)行分析、計(jì)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。
　　
　　（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)。
　　
　　二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用
　　
　　智慧城市的核心是以一種更智慧的方法利用更*的信息通信技術(shù)改變?nèi)伺c人，人與物以及物與物之間的交互方式，以實(shí)現(xiàn)“全面感知、可靠傳送、智能處理”的zui終目標(biāo)。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(shí)現(xiàn)信息的傳遞。應(yīng)用層在對信息計(jì)算和處理的基礎(chǔ)上實(shí)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(diǎn)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(jì)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。
　　
　?。?）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。
　　
　?。?）商業(yè)，如自動販賣機(jī)、POS終端等。
　　
　?。?）金融服務(wù)，如“金卡工程”、二代身份證等。
　　
　?。?）交通，如交通流量監(jiān)控、交通信號控制、電子收費(fèi)、定位導(dǎo)航、車輛狀況診斷等。
　　
　?。?）電力，如智能變電站、智能用電、配電自動化等。
　　
　?。?）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。
　　
　?。?）家居，如門禁、安防、電氣設(shè)備遠(yuǎn)程控制等。
　　
　?。?0）環(huán)境，如有害物質(zhì)監(jiān)測、氣候環(huán)境監(jiān)測等。
　　
　　目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展存在“信息孤島”現(xiàn)象，其在各個行業(yè)、各個小地域的應(yīng)用互相隔離，不能形成城市范圍的一體化協(xié)作平臺。究其原因除，社會經(jīng)濟(jì)層次上的困難外，主要是標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，缺乏統(tǒng)一的中間件接口，以及各部門、各行業(yè)應(yīng)用融合所帶來的海量信息存儲和計(jì)算的壓力，而云計(jì)算技術(shù)為后者提供了很好的解決方案。
　　
　　三、云計(jì)算技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用
　　
　　構(gòu)建智慧城市一體化智能控制服務(wù)平臺，需要處理對城市各方面的生活、生產(chǎn)活動以及環(huán)境的感知數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)和自動規(guī)劃等多種方法，從原始數(shù)據(jù)中挖掘相關(guān)信息，提煉出信息中蘊(yùn)涵的知識，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提供智能的城市管理、控制和服務(wù)。對海量信息的快速處理和智能挖掘需要巨大的存儲能力和計(jì)算能力，云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)分布式存儲和并行處理能力為實(shí)現(xiàn)人工智能提供了重要的途徑。
　　
　　云計(jì)算模式在顯著提高資源利用率的同時，降低了對用戶終端的要求。往往一個采用嵌入式芯片的終端就能承擔(dān)起用戶終端的功能，用戶可以通過簡單的終端來獲得服務(wù)器端強(qiáng)大的計(jì)算、存儲和應(yīng)用程序資源。因此，云端高性能計(jì)算的支持可以降低傳感器終端的復(fù)雜性，減少終端功耗，簡化終端計(jì)算系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，使復(fù)雜的協(xié)同、上下文感知、自適應(yīng)策略等功能放在云中實(shí)現(xiàn)，從而使終端的智能能夠得到顯著提高。
　　
　　四、智慧城市信息系統(tǒng)的總體框架
　　
　　智慧城市的總體框架包括物聯(lián)網(wǎng)感知和控制層，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、數(shù)字化平臺、管理中心和應(yīng)用五個層次。
　　
　　（1）普遍部署的物聯(lián)網(wǎng)感知終端對城市系統(tǒng)和環(huán)境進(jìn)行感知與采集，通過寬帶通信網(wǎng)絡(luò)對感知信息進(jìn)行傳送;
　　
　　（2）在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心對信息進(jìn)行匯聚、提取和處理;
　　
　?。?）在數(shù)字化平臺實(shí)現(xiàn)行業(yè)集成的應(yīng)用接口整合;
　　
　?。?）通過業(yè)務(wù)管理平臺實(shí)現(xiàn)用戶、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、安全、認(rèn)證、*和計(jì)費(fèi)等管理功能;
　　
　　（5）zui后實(shí)現(xiàn)各行業(yè)的應(yīng)用服務(wù)。另外，標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的完善和全局的統(tǒng)籌規(guī)范有利于保障整個信息系統(tǒng)的管理和控制，保證智慧城市的建設(shè)和運(yùn)營，使系統(tǒng)真正具有智能運(yùn)營、交付和服務(wù)能力。
　　
　　五、結(jié)語
　　
　　新型城鎮(zhèn)化趨勢下，投資與改革有望并進(jìn)。根據(jù)行為分析，就業(yè)和保增長使得國家高度重視智慧城市建設(shè)，政策和資金扶持力度或不斷加大，智慧城市對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器和智慧城市信息系統(tǒng)將從中受益。智慧城市中的各應(yīng)用系統(tǒng)，只有將所收集的數(shù)據(jù)充分地整合、共享起來，使數(shù)據(jù)獲得意義，變成有價值的信息，使我們獲得關(guān)于城市運(yùn)行的一個實(shí)時的全圖，城市的智慧性才能更高。智慧城市中要打破各行業(yè)、地區(qū)、部門之間存在的壁壘，充分做到資源整合、共享。