物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)智慧城市

    目前大規(guī)模城市化已經(jīng)成為現(xiàn)在城市發(fā)展的趨勢，那么如何在大規(guī)模城市化中確保食品、藥品、以及人的安全，構(gòu)建安全有效的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò);如何滿足人們在教育、衛(wèi)生、醫(yī)療方面的需求，科學(xué)有效的規(guī)劃城市基礎(chǔ)設(shè)施;如何推動(dòng)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，推進(jìn)節(jié)能減排工作的進(jìn)行;如何快速應(yīng)對城市當(dāng)中的突發(fā)事件等等，這一系列的問題成為當(dāng)今大規(guī)模城市化中亟需解決的問題。傳統(tǒng)的技術(shù)和管理方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代這個(gè)社會(huì)的要求，這時(shí)新一代的只能技術(shù)和信心技術(shù)走入我們的實(shí)現(xiàn)，讓我們對城市結(jié)構(gòu)、城市功能、城市定位有了全新的認(rèn)識(shí)。“智慧城市”這一概念便是在這樣的一個(gè)背景下產(chǎn)生的。建設(shè)智慧城市已經(jīng)成為現(xiàn)在城市建設(shè)的必要的內(nèi)容。

    一、智慧城市建設(shè)

    智慧城市是指城市向著更深層次的信息化發(fā)展，利用先進(jìn)的信息技術(shù)構(gòu)建城市的基礎(chǔ)設(shè)施，讓城市管理變的更加簡單、有效。為城市生活的居民提供一個(gè)人和人、人和物、人和社會(huì)和諧共處的良好環(huán)境。讓城市具有智能協(xié)同、資源共享、互聯(lián)互通、全面感知的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)對城市智慧化服務(wù)和管理。最近幾年，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等等新技術(shù)的興起，智慧城市的實(shí)踐研究也在不斷的進(jìn)步。如何利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等等技術(shù)解決現(xiàn)在大規(guī)模城市化中的問題，全面提升城市在民生、政務(wù)、產(chǎn)業(yè)方面的水平，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的一個(gè)重要課題。

    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)中扮演著重要的角色，它將具有移動(dòng)終端、RFID、傳感器等等智慧化模塊的末端設(shè)施，通過短距離通信、有線長距離或者無線和設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。滿足智慧城市對城市資源的智能化管理。利用互聯(lián)網(wǎng)將城市設(shè)施中無處不在的智慧化傳感器有效的連接起來，從而實(shí)現(xiàn)對城市全面感知，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和“數(shù)字城市”的融合。對教育、城市服務(wù)、公共安全、生態(tài)環(huán)境、政務(wù)、民生等等各方面的需求做出智能化的決策支持，讓智慧城市真正做到“智慧化”。

    除此之外智慧城市還需要云計(jì)算技術(shù)的支持，它可以認(rèn)為是智慧城市的“大腦”。所謂云計(jì)算以互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式為基礎(chǔ)，讓智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)自身的需求，從由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源詞中獲取與之相適應(yīng)的軟件服務(wù)、存儲(chǔ)空間以及計(jì)算能力，提高對系統(tǒng)資源的利用效率。所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)都是智慧城市建設(shè)中重要的組成部分。

    二、基于云計(jì)算的智慧城市架構(gòu)

    智慧城市是由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和數(shù)字城市相互融合而產(chǎn)生，智慧城市發(fā)展的目標(biāo)就是形成一個(gè)系統(tǒng)的、龐大的物聯(lián)網(wǎng)，將感知設(shè)備應(yīng)用到城市的每個(gè)角落，并通過后臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)完成對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧城市給城市的服務(wù)和管理帶來的巨大改變，如下圖1所示，智慧城市架構(gòu)可以分為4個(gè)部分，分別是智慧英曾、應(yīng)用支撐平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。

    其中感知層通過具有RFID、攝像頭、傳感器等模塊的設(shè)施收集信息，并將這些設(shè)施收集的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。

    數(shù)據(jù)中心平臺(tái)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、決策能力、管理能力，并包含了涉及各個(gè)行業(yè)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫，能夠?yàn)樾@、環(huán)保、交通、政務(wù)等一系列智慧應(yīng)用提供數(shù)據(jù)信息上的支持。傳感器終端將收集的大量信息傳輸數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心通過傳入信息的整合分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧城市應(yīng)用的智能化。在傳統(tǒng)的城市架構(gòu)中，其具有的硬件服務(wù)器已經(jīng)無法滿足對大量數(shù)據(jù)的管理和處理，在物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層和應(yīng)用層中應(yīng)用云計(jì)算，讓云計(jì)算為智慧城市服務(wù)，很好的解決了大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)問題。同時(shí)在一定程度上大大提高了智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行效率。智慧城市的建設(shè)的目的是為了實(shí)現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)信息的共享和高度整合，而云計(jì)算的特點(diǎn)就很好的符合智慧城市建設(shè)。因此以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)的智慧城市架構(gòu)如下圖2所示。

    該系統(tǒng)主要有云安全層、智慧城市運(yùn)營支撐體系、基礎(chǔ)設(shè)施層、云服務(wù)平臺(tái)及應(yīng)用層、門戶層組成。

    1.云安全層云安全層涉及智慧城市的方方方面，確保智慧城市中應(yīng)用系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行。

    2.智慧城市運(yùn)營支撐體系該體系是針對智慧城市應(yīng)用的新特性建立的，保證了智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)正常的運(yùn)行。

    3.基礎(chǔ)設(shè)施層智慧城市是基礎(chǔ)設(shè)施層的底層，云計(jì)算基本架構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)施層，其中包括兩個(gè)部分，一個(gè)是基礎(chǔ)資源，另一個(gè)是只能接入，其中基礎(chǔ)資源是建立各個(gè)行業(yè)準(zhǔn)也數(shù)據(jù)庫，各個(gè)智慧城市應(yīng)用結(jié)合自身的需求進(jìn)行存取，在一定程度上提高的資源的利用率，實(shí)現(xiàn)了資源的高低協(xié)同和共享。智能接入包括基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，保證智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)的接入。

    4.云服務(wù)平臺(tái)和應(yīng)用層智慧城市的中間層是一個(gè)云服務(wù)平臺(tái)。主要針對智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)而設(shè)置的，在這個(gè)服務(wù)平臺(tái)上不但可以實(shí)現(xiàn)城市資源信息的共享和管理，還可以發(fā)布一些智慧城市應(yīng)用，除此之外，依靠其強(qiáng)大的信息整合能力，還可以為用戶提供科學(xué)合理的決策。智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)主要表現(xiàn)在三大領(lǐng)域，分別是智慧產(chǎn)業(yè)、智慧民生、智慧政府。通過智能化、精細(xì)化的智慧城市應(yīng)用，滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)π畔⒒岢龅母鞣N需求。

    5.門戶層門戶層是向用戶、企業(yè)以及政府展示各種智慧城市應(yīng)用成果，同時(shí)這一層還為城市居民感受智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)提供了一個(gè)平臺(tái)，在這里城市居民可以享受到各種智慧化的城市應(yīng)用。

    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的拓展和延伸，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)變的更加互聯(lián)互通，在智慧城市建設(shè)中扮演著重要的角色，但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)終端存儲(chǔ)和計(jì)算能力都無法滿足需求，云計(jì)算技術(shù)強(qiáng)大存儲(chǔ)、計(jì)算、信息整合能力，正好解決了這一問題，不僅實(shí)現(xiàn)了對大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和儲(chǔ)存，同時(shí)還具有一定的安全性。因此智慧城市的建設(shè)也需要云計(jì)算技術(shù)作為支撐。通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，讓智慧城市真正“智慧化”。

    三、結(jié)束語

    智慧城市已經(jīng)成為全球城市發(fā)展的一種趨勢，為了保證智慧城市的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城市資源的智能化管理，就需要需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐，使得原本無法實(shí)現(xiàn)得城市服務(wù)和管理得以實(shí)現(xiàn)，讓城市真正“智慧化”。