智慧医疗的关键技术范文

导语：如何才能写好一篇智慧医疗的关键技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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（1.安徽中医药大学 医药信息工程学院，安徽 合肥 230012；2.安徽省中医药科学院 计算机中医应用研究所，安徽 合肥 230012；3.安徽中医药大学 神经病学研究所附属医院，安徽 合肥 230061）

摘 要：本文分析了智慧医院信息服务的主要内容，并从云计算的基本特征角度讨论了云计算与智慧医院的关系，最后对云计算在智慧医院信息服务中的应用方式及其对智慧医院信息服务的影响进行了探讨.

关键词 ：云计算；物联网；智慧医院；信息服务

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）04-0029-03

1 引言

智慧医院又叫感知医院或物联网医院，是以物联网技术为基础，以各种应用信息服务为载体而构建的集诊疗、管理和决策为一体的新型医院.智慧医院综合了信息化医院、智能医院、数字医院的优点，其服务和管理模式为医院创新发展提供了的新的思路，为居民医疗带来了全方位服务.当前，智慧医院已引起了学术界的广泛关注，文献[1]搭建了智慧医院体系架构，并分析了其与物联网基本体系架构的对应关系；文献[2]集信息集成、统一通信、大数据分析及移动终端管理等关键技术，提出了一种新型的智慧医院体系架构；文献[3]在文献[1]基础上，提出一种建设智慧医院平台的具体方案和方法；文献[4]在对智慧医院建设中的关键技术及内容分析的基础上，从逻辑结构、应用框架和基本网络环境建设等方面给出了智慧医院的具体应用方案.从中可以看出，目前对智慧医院的研究主要集中在架构方面，基本沿用传统的感知层、网络层和应用层三级架构，其中虽然对建设中的关键技术和内容进行了探讨，但都是泛泛介绍，并没有针对某一项关键技术在智慧医院的应用展开讨论和分析.

云计算是一项新技术，是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物[5-6].智慧医院平台开辟了在医疗行业应用云计算的新模式.通过云计算，极大提高了医院信息化的灵活性和扩展性.为此，本文主要就云计算这一关键技术在智慧医院的应用展开讨论和分析.

2 智慧医院信息服务的主要内容

智慧医院信息服务包含两个层次的内容，一是从医院角度，二是从社会化角度.具体如图1所示.

从单个医院角度而言，服务内容包括信息管理服务和决策分析服务两个方面.信息管理服务包括门诊管理服务、住院管理服务、医技管理服务、药品管理服务、物资管理服务等.决策分析服务包括疾病分析服务（各类疾病的发病年龄分布和地域分布），就诊分析服务（各时间段内的门诊和住院人次等），药品分析服务（每类药品的临床用量及利润）以及科室分析服务（各科室产生的诊疗费用）等.

从社会化角度而言，包括健康信息管理服务、远程诊断服务、远程监护服务、医保“一卡通”服务等，属于高层次的应用信息服务.其中健康信息管理服务是智慧医院社会化信息服务的关键内容，是其所有社会化信息服务的基础.为构建一个完整的个人电子健康信息管理平台，需将电子病历、电子医嘱、医技报告以及相关视频等各种诊疗信息进行整合.有了该平台，个人健康信息便能做到如档案一样可供随时查找和调阅，极大方便了患者今后的复诊、转诊以及自我保健，同时也为相关医疗机构的远程诊断和监护提供了材料和经验支持.

3 云计算与智慧医院信息服务的关系

智慧医院的数据量规模庞大，并且大多包含时间、地点等多种属性信息，所以存储结构较为复杂，故称医疗大数据.要实现智慧医院的社会化信息服务，必然要涉及到医疗大数据的存储、管理与分析[7]，而这些问题的解决，必然要涉及云计算技术，以便为智慧医院提供各种基于海量数据的信息服务.下面就从云计算的基本特征角度分析其与智慧医院信息服务的关系.

3.1 虚拟化

在云计算中，用户所请求的应用服务均来自虚拟的“云”，而不是有形实体，所有的应用服务在“云”端某处运行，用户无需了解具体细节，便可在任意位置通过各种终端来获取.将云计算技术应用在智慧医院中，用户仅需一台电脑或者手机等终端，便可在任何位置通过网络来获取相关服务，这样更多的人便能够低成本地享受到优质便捷的医疗信息服务.

3.2 资源整合

资源整合是云计算的重要特征，能将现有信息孤岛中的数据进行有效整合，实现“大数据”集中处理，以提供更强大的应用支撑能力.将云计算技术应用在智慧医院中，能够将原来医院管理信息系统HIS下相互独立的多个应用平台及信息孤岛中的大量数据，进行有效整合，以便更好地为公众提供医疗信息服务.

3.3 高可靠性和安全性

在云计算模式下，所有的应用信息服务分布在不同的服务器上，并通过在云端使用数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性[8].将云计算技术应用在智慧医院中，重要的医疗信息数据全部存储在云中，集中存放，降低了数据存放在医院服务器上丢失或者泄露的风险.

4 云计算在智慧医院信息服务中的应用方式

相比于其他领域的信息服务，数据安全是智慧医院信息服务实现过程中面临的极其重要的问题.某些数据如医院运营数据、核心医疗技术等属内部资料，不便公开，所以建立公用云和私有云结合模式.总体思路是各医院将涉密的数据（内部的日常事务、工资福利、收支运营、核心技术等不可公开信息）放在私有云上，仅供医院内部职工使用，而将可公开的信息和服务放在公用云上，为其他医疗机构共享，并对社会开放.对于患者、医保中心、药品生产商而言，公用云是使用智慧医院信息服务的窗口.患者可在公用云上查询个人诊疗信息，以及医院和医生的相关信息，为复诊和转诊带来便利；医保机构可在公用云上查询患者诊疗清单并核实相应费用，以便开展正常的医保报销等服务；药品生产商可通过公用云随时查询药品库存和支出等数据，以便及时补充库存，为医院和药房调配药品提供方便.

5 云计算对智慧医院信息服务的影响

5.1 节约信息化建设成本

云计算技术的本质特征就是使用多租户模式整合云服务提供商的计算、网络和存储资源，服务于多个用户[3].在这种模式下，所有的应用服务在云端自动生成，各医院采用租用或者订购的方式来使用，从而节约了大量的硬件设备成本以及将来的许多维护费用.

5.2 改变医疗信息服务模式

云计算技术深刻改变了目前的医疗信息服务模式，下面分别从个人和家庭、社区卫生服务站和基层医院、大型三甲医院三个角度进行分析.

（1）个人和家庭

通过手机、穿戴式传感器等无线终端，及时采集家庭成员的相关生理指标信息，并反馈至医疗机构的数据中心.一旦有异常，相关医疗机构立即进行提醒和警示，以便病患引起重视，尽早就医，并且根据实际需求设定用药提醒，督促病患按时按量服药.通过此种方法可对一些慢性病人长期进行监控.与此同时，用户还能向相关医疗机构进行在线健康咨询，并在网络宽带允许的条件下，通过视频接受远程医疗服务.

（2）社区卫生服务站和基层医院

通过由无线传感设备感知到的反馈数据，社区卫生服务站便可及时获取所辖社区内居民的详细健康信息，对需实施监控的病患特别关注，一有异常立即采取相关措施，对突发和严重病患者及时提供上门救助服务.对于常见病，社区卫生服务站和基层医院能处理尽量处理，无法处理才将病患转至高一级医院，有效缓解了大型三甲医院的就诊压力.

（3）大型三甲医院

当社区卫生服务站和基层医院将无法处理的病患转至大型三甲医院时，由于病人在基层医院的相关诊疗信息均在云端保存，需要时便可通过系统直接查询和调阅，避免了重复检查和化验，有效减轻了病人的经济开销，提高了三甲医院的工作效率.这样该区域内的所有医疗机构便能通过云端进行互联，单个医院的信息服务实现了集成，集成的医疗信息服务可在该区域内共享[9]，最终实现了协同服务.

6 结束语

智慧医院平台开辟了在医疗行业应用云计算的新模式.本文分析了智慧医院信息服务的主要内容，从云计算的基本特征角度讨论了云计算与智慧医院的关系，并对云计算在智慧医院信息服务中的应用方式及其对智慧医院信息服务的影响进行了探讨.智慧医院社会化信息服务是其建设的最高目标，必将推进基于健康档案的区域卫生信息平台建设等相关产业的发展[10].相信在中国新医改背景下，我国的医疗信息服务必将迎来一个高速发展的阶段.

参考文献：

（1）胡新丽.物联网框架下的智慧医疗体系架构模型构建——以武汉智慧医疗为例[J].电子政务，2013（12）：24-31.

（2）陆晋军，丁富强，郑荣.智慧医院体系架构及关键技术应用[J].中兴通讯技术，2014，20（4）：16-20.

（3）赵彦杰，唐颖淳，孙金成.基于云计算的智慧医院平台设计与实现[J].互联网天地，2014（4）：23-26.

（4）Lei Yu， Yang Lu， Xiao-Juan Zhu. Smart Hospital Based on Internet of Things [J]. Journal of Networks，2012，7（10）：1654-1661.

（5）陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[J].软件学报，2009，20（5）：1337-1348.

（6）Michael A， Armando F， Rean G， et al. Above the clouds： a berkeley view of cloud computing， http：//eecs.berkeley. edu/Pubs/TechRpts/2009/EECS-2009-28.html， February 10，2009.

（7）倪明选，张黔，谭浩宇，等.智慧医疗—从物联网到云计算[J].中国科学：信息科学，2013，43（4）：515-528.

（8）赵星，廖桂平，史晓慧，等.物联网与云计算环境下的农业信息服务模式构建[J].农机化研究，2012（4）：142-147.

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【关键词】智慧城市 对策研究 发展策略

一、引言

智慧城市就是把新一代IT技术运用到各行各业，把传感器嵌入和装备到各种各样的物体中，把互联网、通信网与装有传感器的各种设备物件普遍链接起来，形成史无前例的物联网及人类社会与物理系统的整合，再使用高性能计算机和云计算等先进技术整合巨量的数据和信息，进行深人分析和复杂计算，最终实现智慧的决策和行动并达到智慧状态，实现智慧电力、智慧交通、智慧环保、智慧给排水、智慧供应链、智慧银行、智慧教育、智慧医疗、智慧企业、智慧社区、智能家居等。简单来说，智慧地球就是互联网、物联网和云计算的有机结合及广泛应用。

智慧城市的结构主要包括感知层、网络层和应用层，分别对应以下三个特征：更透彻的感知，更广泛的互联互通，更深入的智能化，具备更透彻感知、更广泛互联互通、更深入智能化等特征的智慧城市，可以改变城市政府、公司和人际交互的方式，提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，使人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，创造新的发展模式和生活方式。

智慧城市是目前全球围绕城乡一体化发展、城市可持续发展、民生核心需求这类发展要素，将先进信息技术与先进的城市经营服务理念进行有效整合，通过对城市的地理、资源、环境、经济、社会等系统进行数字网络化的管理，对城市基础设施、基础环境、生产生活相关产业和设施的多方位数字化、信息化的实时处理与利用，为城市治理与运营提供更简洁、高效、灵活的决策支持与行动工具，为城市公共管理与服务提供更便捷、高效、灵活的创新运营与服务模式。

二、智慧城市发展面临的主要问题

智慧城市理念为城市未来发展描绘了一幅美好蓝图，而且国家已经在很多方面开展了相关的工作，特别是在交通和物流领域，但是智慧城市建设要顺利开展还面临着很多问题。

（一）技术和标准问题

作为智慧城市建设的关键技术―物联网技术缺乏统一的国家标准乃至国际标准。智慧城市是由以RFID技术和服务为主支撑起来的一个庞大信息系统，在RFID高频领域我国主要沿用国际标准，关键的超高频领域标准仍由国外组织控制，我们如果不创新研发出自己的相关标准，未来将要支付大量的专利费，这将大大增加智慧城市建设的技术和投资成本。我们知道，互联网的快速发展得益于优秀的标准化方案，如TCP/IP传输协议、路由器协议等，而物联网的传感、传输、感知应用等各个层面会有大量的技术出现，技术标准急需统一和协调。物联网大量终端的出现，势必带来频谱拥挤问题。大型企业、政府机构与国外机构进行项目合作，如何保障涉及国家安全信息、地方政府信息、企业商业秘密等不被泄漏和如何保障个人隐私信息，也是智慧城市建设面临的问题。

（二）企业及产业发展问题

企业技术研发水平薄弱。目前我国进入物联网领域的企业基本上都是中小型企业，企业资金实力相对薄弱，用于技术研发的资金很受限制，影响企业新技术、新产品开发及产业化；物联网产品、传感器标签等成本过高，限制了产品应用的推广。物联网的普及不仅需要相关技术的提高，更是牵涉到各个行业、各个产业，需要多方力量及资源的整合，这就需要国家的产业政策和立法走在前面，制定出适合物联网行业发展的政策体系和促进条例。

（三）人才匮乏问题

国外凭借其几十年的发展，在物联网领域积累了大量人才，而我国物联网及新一代信息技术的发展时间较短，积累的人才尤其是高精尖人才较少，技术创新人才较为匮乏，需要国家和企业加大对人才培养的力度。国内的大专院校在物联网专业方面的人才培养工作才刚起步，无法满足智慧城市建设对人才的需要。

三、智慧城市发展策略

“智慧城市”实现信息和实体的结合，势必产生巨大的应用前景，是现代城市发展的重要战略方向。我们应围绕城市可持续发展目标，策应智慧地球及科技发展的新趋势，以前瞻视野和战略思维，高度重视和推进智慧城市建设。

（一）加快构建智慧城市基础设施和城市基础设施智慧化改造

智慧城市之所以具备智慧特征，首先是智慧城市借助以RFID为主的传感器，它能够更全面地感知整个城市的动态信息，从而为城市智能化管理与决策提供基础。以往数字城市建设的主要工作是搭建信息传输通道和建设相应的管理信息系统，从而实现数字城市，但这种数字城市大多只是部门内部的数字化，各个部门之间的联系融合较为松散，造成资源使用效率低下以及信息资源的整合程度较低。利用物联网技术对城市现有物流体系、综合交通体系、电力体系、环保体系、城市供水排水体系、公共生活服务设施、城市平安应急体系等进行智慧化改造，促进城市基础设施智慧化及运行管理的智能化。

（二）加强技术研发和人才培养

智慧城市发展离不开物联网、云计算等技术的支撑和大量专业人才的投入。智慧城市及其相关产业的发展依赖于知识、技术和标准的创新，有效的技术创新系统对发展智慧城市具有非常重要的意义。智慧城市发展已经成为了大多数国家和地区未来发展的共识，因此将对我国经济社会发展产生重要的影响。集中区域及城市内高校、科研机构在电子信息及计算机方面研发与教育的资源，设立物联网相关专业和专门的物联网工程学院，以RFID芯片、智

能卡、读写器、RFID集成软件的研发和设计、北斗卫星定位应用为重点，通过高校、研究机构、企业之间产学研模式，借助国内外相关研究机构、大企业等在物联网产业方面的科研能力和实践经验，注重理论与实践的有机融合，培养大量具有扎实理论知识和实际操作能力的物联网专业技术人才。

（三）促进社会发展和城市管理智慧化

推进智慧技术在城市社会发展和社会保障领域的应用，坚持以人为本，改善民生，发展智慧教育、智慧医疗、智慧文化、智能社保、智能社区、智能家居等，倡导智慧化和低碳化生活方式，促进入的全面发展，构建和谐发展的现代城市。推进智慧技术在城市管理、社会治安、人口管理、政府服务、公共服务、社区服务等领域的广泛应用，促进城市各领域管理互联互通、及时响应和有序运行，实现城市管理智慧化、精细化和高效化。

（四）积极推进示范应用及带动

智慧城市及物联网技术能够被应用到区域及城市几乎所有的行业和产品，并催生过去无法实现的服务和形成各种各样的智慧系统，但智慧城市及物联网技术尚处在发展的起步阶段，智慧的发展道路还处在探索和完善之中。为更好地推进智慧城市建设，首先应在公共管理、民生服务、传统产业升级等领域启动一批社会和经济效益突出的智慧城市及物联网应用示范项目作为先导，如智慧交通、智慧电网、智慧安全、智慧医疗、智慧城管、智慧社区

等，集中资源建设一批先进的物联网基础设施，突破物联网核心技术和产业化应用关键技术，形成一批有影响力的物联网系统集成解决方案、标准和专利，培育一批具有核心竞争力的物联网龙头骨干企业，以此示范和辐射带动智慧城市建设。

（五）培育以物联网产业为重点的新兴产业集群

推进物联网技术研发创新及产业化，主要包括以物联网为代表的技术研发创新和技术产业化两方面。以突破物联网关键核心技术及产业化应用关键技术、培育具有较强自主创新能力的物联网企业为目标，强化政府的扶持和引导作用；以建设物联网创新园及中国物联网技术中心、云计算中心等为载体，重点加强对RFID技术、智能芯片技术、物联网组网技术、传感器技术、云计算技术、物联网行业标准、超宽带技术、3G技术、数据处理、身份识别、数字家庭等重点领域共性关键技术的攻关力度；培育包括物联网芯片与设备制造业、智能装备业、嵌入式智能设备制造业等设备制造业；大力发展物联网信息服务业、技术标准等物联网服务业，发展数据融合、数据处理、海量数据管理、数据挖掘等物联网核心技术服务及商用数据库建设与示范应用服务，构建物联网专利池。

四、结语

智慧城市理念的出现为城市转型升级及未来发展提供了一种全新的模式和路径，很多国家与城市不约而同地将智慧城市作为未来的发展模式。智慧城市发展不同于以往城市发展模式，它是建立在更先进、更全面、更综合、更高效、更便捷、更互通、更智能和更安全的现代技术之上，预示着城市文明新阶段的到来，同时催生一大批新兴产业和促进传统产业升级，营造更美好的城市生活，为城市未来发展注入前所未有的活力。

参考文献：

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第三届中国惠州云博会暨手机创新周开幕

随着手机屏幕的滑动，第三届中国惠州物联网・云计算技术应用博览会在惠州会展中心拉开帷幕。本届云博会为期三天，共有IBM、微软、华为、神州数码、浪潮集团、奇虎360等来自国内外410家知名电子信息企业参加展览。云博会由惠州市政府、省经济和信息化委、省科技厅联合举办，是业界和相关企业了解和掌握行业及产业最新技术和资讯的良好平台。据会务方介绍，本届展会以”智慧创造未来”为主题，通过举办主题展览、中国手机创新周、高峰论坛、专业论坛、新品会、项目对接会、高端技术人才对接会等系列活动，全方位展示国内外物联网、云计算、大数据、4G应用等高端电子信息产业领域最新产品及技术服务，有效构建了业界交流、研讨、合作的平台。

11月4日

借助物联网，杭州首推家庭医生落地

11月4日，杭州首推的“医养护一体化签约服务”开始实施。杭州市的社区居民和该社区医院的全科医生签约，接受医生为其提供健康管理，这种服务被业界称为“家庭医生”模式。签约服务人数与签约医务人员配比原则上为1000∶1～1 500∶1。据了解，该“家庭医生”模式是具有杭州市户籍的参保居民，自愿在所在社区的医保定点社区卫生服务机构选一名全科医生，签订一定期限的服务协议后，社区医生将为其提供健康管理、社区医疗和双向转诊、家庭病床、健康评估等个性化医养护一体化服务。 “家庭医生”试点阶段，将以辖区内的老年人、慢性病患者为主要服务对象。

11月5日

徐州市用物联网技术实时传输抽检样品信息

为保证抽样工作质量，徐州市质检中心在抽检分离、现场拍照的基础上试行全过程视频监控、应用二维码、现场打印抽样单等举措，避免违规抽样、随意抽样、自由抽样，堵住抽样“随意性”空间，减少人为主观因素影响，并在抽样车辆安装GPS定位系统和视频监控，实时掌握抽样人员及车辆的位置、样品抽取、保管、运输过程及状况，确保抽样程序规范。在样品管理环节，市质检中心借助二维码、物联网，对样品的接收识别、流转、储存、处置等各个环节实施严格管理和有效控制，实现样品可控、可管、可追溯以及保密和安全。比如对于比较重要的检验样品和备样，借助物联网技术，利用RFID系统，实时进行传输并自动且持续地对贴签样品进行识别、追踪，确保样品不会超出其应该所在的范围。

11月6日

嘉定加快智慧城市建设 13个项目获“政府红包”

根据《关于进一步规范嘉定区“智慧城市”专项资金使用管理的实施意见（试行）》（嘉科合〔2014〕1号）的相关要求，嘉定区“智慧城市”建设推进领导小组办公室针对2014年度嘉定区智慧城市示范项目和智慧社区建设试点开展评审工作，并对2013年获得上海市信息化发展专项的项目进行配套。经综合评定，共计13个项目获得“智慧城市”专项资金的支持。其中，农家苑葡萄智能大棚管控项目、智慧社区远程医疗服务系统、社区智能互动服务平台、新能源汽车公共数据中心在城市智能交通中的应用示范、电动汽车停车引导和智能停车位系统、青客白领公寓智能社区和公交车油耗管理系统共7个项目被评定为2014年度嘉定区智慧城市示范项目，将首获“政府红包”。

11月7日

承德市将建全国首个物联网创新技术示范城镇

日前，中国首个物联网创新技术示范城镇项目在滦平县巴克什营镇正式启动。据悉，这个名为“长城河谷”的项目初期城镇规划面积约5.5平方公里，计划一期工程投资额50亿元，施工周期3～5年。该项目建成后，预计年销售收入10亿元，新增就业岗位1万个。“长城河谷”项目作为一个新型城镇建设的概念，把物联网技术创新概念引入城镇管理，涵盖智慧政务、智慧产业、智慧民生、智慧基础设施、智慧环境五大方面，涉及现代社会生活的方方面面，从而实现政务、经济、民生资源的整合、互通。“长城河谷”项目选址于滦平县巴克什营镇巴克什营村，由北京一家公司承建。

11月10日

大数据下的山东物联网联盟近期成立

近日由未来物联网官方牵头出资成立的山东物联网联盟正式成立，官方平台地址为：，联盟企业计划在山东招募数百家物联网相关企业加入，共同协助国家大力推进物联网高科技技术应用及发展，为山东物联网企业发展做出贡献。山东物联网联盟成立初期，为扩大联盟发展协助国家政策积极响应，现阶段凡是省内还未参加的物联网企业均可免费加入，为推动企业产品快速推广，各企业可联系未来物联网官方各自生产的优质物联网产品，审核通过后由山东物联网联盟官方平台统一推广。山东物联网联盟将积极与企业之间互动，合力合拍，搞好大服务，优化大环境，促进大发展，将山东物联网企业发展推上新的台阶。

11月11日

中国搜索与辽源合建智慧城市 实现城市智慧化

中国搜索与吉林省辽源市政府达成战略合作意向，发挥各自优势，加速推进智慧城市建设，为推动我国信息化建设、新型城镇化建设、维护信息安全和提升智慧城市应用服务水平做出努力，探索全新的发展模式。今后，中国搜索、华联电子商务集团与辽源市还将打造若干智慧社区，将各类便民、利民的服务内容通过网络和智能终端引入社区和家庭，提供包括购物、家政、送餐、缴费、医护、维修、代办等一系列服务，真正解决智慧社区服务最后一公里的问题，进而实现整个城市的智慧化。

11月12日

双11阿里巴巴交易总额571亿

11月11日13时31分，天猫双十一交易额突破362亿元，毫无悬念的打破了去年双十一由天猫创造的世界最大购物日成交记录。接下来的每一个节点，1111购物狂欢节都在不断刷新记录。最终阿里巴巴公布双十一全天交易总额为571亿元，其中无线端贡献了42.6%。

虽然外界就预测今年双十一成交额将再次刷新，但当天消费者的下手速度之快仍突破想象：活动开场3分钟突破10亿，比去年快了3分多钟;14分钟02秒，突破50亿;38分钟28秒之后，交易额冲到了100亿元。商家也不断刷新成交：手机、服饰、家具、电器类商家领衔， 42家店铺成交超过5 000万元，其中小米官方旗舰店支付金额更是突破10亿元，成为首个销售额破10亿的商家。

11月14日

重邮携手华为研发物联网关键技术

重庆邮电大学日前与华为签署全面合作协议，拟在物联网等通信与信息领域联合开展关键技术研究。重邮有关负责人介绍，近年来，该校在人才培养、就业和科研等方面，一直与华为保持着紧密的产学研合作关系。根据此次签署的协议，华为将投入一定研发费用，在通信与信息领域与重邮联合开展关键技术研究、实验和测试。此外，双方还将通过举办技术沙龙、专家专题报告会、编程大赛等活动，推进校园网、实验室等各种信息化项目建设的合作，以提升重邮科研及信息化水平。另外，还将设立华为奖学金为莘莘学子提供经济上的援助。

11月18日

深港澳智慧城市联盟在深成立

18日，深港澳智慧城市联盟在深圳会展中心举行揭牌仪式。深圳市人大常委会副主任、市科协主席蒋宇扬被推选为理事长。同日，现场还举办了“智慧城市、绿色生态”为主题的深港澳信息科技论坛。中国科学院院士、中国智慧城市产业联盟理事长姚健铨，深圳市副市长陈彪、香港特区政府工业贸易署署长麦靖宇等深港澳的政府部门和各地企业家代表共同出席了揭牌仪式和论坛活动。副市长陈彪在致辞中表示，深港澳是珠三角地区区域合作的核心和先锋，深港澳信息科技论坛对于推动信息产业的发展、加快智慧城市的建设具有重要意义。

11月19日

台东县建构数字城市 获选全球21大智慧城市

国际组织智能城市论坛（Intelligent Community Forum，ICF）公布“年度全球21大智慧城市”（The Smart21 Communities of the Year）入选名单，台东县首次参选就从300多个全球城市中脱颖而出，跻身成为全球21大智慧城市之列。紧接ICF后，台东县又在2014年台湾省智慧城市创新应用奖也获得“智慧政府”及“智能医疗”2个主题奖项，在国际及省内智慧城市推动均获殊荣。台东县长黄健庭表示，县政府克服各种限制，积极规划以数字科技弥补落差，聚焦医疗、教育、观光、营销等方向，以“智慧政府”、“智慧观光与营销”、“智能农业”、“智慧交通”与“智能教育”为主题愿景，提出“推动智慧城市示范计划”，发展智慧城市历程深获国际肯定。

11月24日

烟台粮油市场物联网开通 市民可在家“逛”粮油店

日前，总投资200余万元的烟台粮油市场物联网开通，目前共有近60家粮油经销门店加入该平台，今后，烟台市民在家中就可与粮油专营店“面对面”选购商品。登陆烟台市粮油批发市场网站，点击进入“网上商城”，优质大米、精品面粉、五谷杂粮、健康粮油等商品可在线购买，市民除了可以看到商品图片、价格等信息，还可以和粮油商家进行视频通话，选定的商品将免费送至家门。“因为粮油行业有自己的特性，要保证食品安全，市民在网上选购商品后，会在3天之内送至家中，我们通过GPS系统监控货物运输，保证到货的商品就是市民选购的原件产品，为防止市民不在家的情况，我们在芝罘区、莱山区布置了24家放心粮油店，可作为暂时存放地，待市民有时间再去领取。”相关人士表示。

11月30日

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作为中国第三大城市，广州市有着得天独厚的地缘区位优势、商贸优势，以及人文优势。改革开放以来，广州市经济社会发展迅猛，迫切需要通过信息化手段提高城市运行效率，创新社会管理服务，促进产业转型升级，实现绿色、智能、可持续发展。为此，广州市第十次党代会提出了构建智慧城市“树型”框架要求，建设智慧广州新设施、推进智慧广州新应用、发展智慧广州新产业、发展智慧广州新技术、创造智慧广州新生活“五个新”的工作任务。广州市科技和信息化局副局长吴奇泽在接受《中国经济和信息化》（CEI）记者专访时表示：“智慧城市建设已经上升至引领城市发展的核心战略。”

CEI：在智慧城市建设方面，广州有哪些优势和基础？

吴奇泽：广州拥有毗邻中国港澳的独特地缘区位优势，更有“千年商都”形成的商贸优势，以及敢为人先、海纳百川的人文优势。目前，广州进入工业化中后期和城市化成熟阶段，经济发展将从依靠要素投入为主向创新驱动转变，基于数据和知识的信息经济将成为城市的主导产业，迫切需要通过信息化手段提高城市运行效率，创新社会管理服务，促进产业转型升级，实现绿色、智能、可持续发展。此外，信息化基础设施国内领先。广州市是中国国家电信网、互联网三大枢纽之一，互联网国际出口带宽占全国58%，互联网普及率72.9%，达到发达国家和地区水平。此外，广州信息化应用水平高。广州信息化综合发展指数达到0.946，跨入全球中高水平城市行列。

CEI：广州是如何规划“智慧广州”的？有哪些亮点？

吴奇泽：广州智慧城市建设将以中国智慧城市建设先行示范市为目标，以建设智慧广州新设施、推进智慧广州新应用、发展智慧广州新产业、发展智慧广州新技术、创造智慧广州新生活为主要任务，形成设智慧城市“树型”框架和运行体系。广州智慧城市建设的突出特点表现在以下几个方面：一是突出将信息基础设施放在优先地位，以光千到户、新一代宽带无线通信网和三网融合为重点，着力打造国际化、枢纽型的现代信息基础设施，为智慧广州提供支撑；二是突出以产业转型为重点，着力突破一批关键核心技术，前瞻性发展创新驱动的智慧型经济；三是突出以人为本、以应用为本，通过试点示范为牵引，探索智慧城市服务民众、服务城市转型的有效模式，推动城市管理转型；四是突出智慧城市建设的体制机制创新，着力解决制约智慧城市发展的深层次问题，建立一套适应智慧城市发展的体制机制。

CEI：目前广州在智慧城市建设方面已开展了哪些工程，进展如何？

吴奇泽：目前，推进的智慧应用主要有以下几个内容：智能交通方面，城市轨道列车在途监测与安全预警关键技术列入科技部863计划；手机“行讯通”为市民提供路况信息、实时公交、停车服务、的士查询、出行规划等信息服务；在全国大城市公安机关中首创推出手机“警民通”，提供全市路况地图、交通信息、交通违法查询、出入境办理等智能化服务。

电子政务方面，2012年12月，广州市网上办事大厅正式开通， 571项政务实现网上办理，行政许可网上办理率达90%。目前广州基本实现政府网上办公，建成了覆盖市、区、街、社区的电子政务网络。

城市综合管理方面，已建成全市统一的社会治安视频监控业务专网以及26.8万个视频监控点，投资近1亿元自主研发全市社会治安视频监控管理平台。

智慧医疗方面，统一全市医疗机构诊疗卡，推进建立全市医疗机构的集约式预约诊疗服务等应用，全市共建立居民电子健康档案超过1000万份。

智慧社区方面，初步建成华新智慧社区等试点，越秀社区管理网格化系统、番禺智慧社区电子巡更等投入试运行。市民网页方面，至2012年12月底累计开户量236万，可提供交通违章、社会保险、公积金、水费、电费、燃气费、移动话费、电信话费等8大类民生信息订阅服务，提供571项网上办事事项。

社会保障市民卡方面，广州市获批为国家金融IC卡多应用试点，2012年新增市民卡申领人数341万，累计达550万，开通社保、民政、交通、金融等10个领域应用。

CEI：在实现“智慧广州”目标过程中，广州遇到了哪些难题，如何解决？

吴奇泽：针对移动通信基站选址难问题，我们将把移动通信基站建设纳入城市规划，制定移动通信基站建设规范，推进移动通信基站共建共享。针对目前信息化主管部门统筹协调职能不足、政府信息化顶层规划设计协同难度大的现状，我们将探索推行首席信息官（CIO）制度，建立双重管理或集中派驻的政府首席信息官的运作机制，以提高信息资源整合和协同能力。针对信息化应用未能充分利用本地的自主创新成果和技术，应用与产业联动不足问题，我们将采取试点首购和产业链联动，通过智慧城市示范应用带动我市具有自主知识产权的智慧城市核心技术产业化。针对智慧城市的资金保障问题，一方面我们将通过市财政投资信息化经费、科技经费、战略性新兴产业资金等多种途径对智慧城市的重点项目给予支持；另一方面，我们将进一步健全科技金融体系，引导社会资本共同参与智慧城市建设。如：制订广州科技风司改革方案，推动设立天使投资引导基金和创业投资基金，完善科技贷款风险补偿机制，实施科技型企业上市路线图，推进科技金融体系与科技计划联动、与科技企业孵化平台对接。

CEI：广州如何达到“智慧广州”的要求，有个什么样的蓝图？人们的生活将发生哪些变化？

吴奇泽：“智慧广州”建设注重以人为本，立足便民高效，能让市民实时感受触手可及的便捷、实时协调的高效、和谐健康的绿色和可感可视的安全。

首先，通过智慧城市建设，市民可以随时随地享受到高速便捷、低价优质的网络服务。至2015年，广州互联网普及率达到80%以上，企业平均接入带宽达到100Mb/s，家庭平均接入带宽达到30Mb/s，无线局域网接入点突破30万个，90%以上的市民将通过网络享受工作、生活、学习等服务，市民信息素质明显提高。

其次，市民可以足不出户参与和办理公共事务。市民可通过政府门户网站、网络问政平台、社会保障卡、市民网页等载体，以及电话热线、自助终端、移动终端和数字电视终端等渠道参与公共事务。

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关键词：智慧教育；体系架构；关键支撑技术

1.智慧教育研究现状

就国外智慧教育的一些研究来看，比较注重智慧教育解决问题的方案研究，纯粹的学术层面研究才刚刚开始。智慧教育是借助于物联网及云计算等信息技术对教育系统的各项信息化工作进行统筹规划和协调发展，目的是转变教育观念，从教育内容、方法及实践上进行信息化技术的广泛应用，强化教育的服务只能，构建以网络化、数字化、智慧化及个性化的教育体系，提高教育的整体水平。国内学者尹恩德总结了智慧教育的技术架构，他认为智慧教育实际上就是教育信息化的高级阶段，是教育行业智能化的表现，其特点是集成化、自由化和体验化。葛红认为要根据区域的差异进行智慧教育云构建，尤其是在构建的方法、技术及策略方面进行研究，以便实现教育管理、学校应用及社会教育信息化的目标，最终促进教育资源信息的开放和共享。

2.智慧教育体系构建与关键支撑技术

（1）智慧教育体系构建内容。智慧教育构建主要包括智慧教学、智慧学习、智慧教育管理、智慧教育评价体系、智慧科研及服盏龋最终实现教育资源和信息的共享，有效地促进教师、教育工作者、家长、学生及社会公众对教育资源的分享和利用。教育智慧体系构建的核心内容是一个中心、两类环境、三个内容库、四种技术、五类用户、六种业务。如图所示。

智慧教育体系的构建不是孤立存在的，它和智慧城市的构建有密切的联系，包括城市的智慧医疗、智慧交通、智慧城关、智慧物流及智慧能源等。智慧教育体系的构建是为了促进教育的可持续、健康有序的发展，因此除了关键支撑技术的支持，还需要相应的建设保障机制和应用推进机制。

（2）智慧教育体系构建的关键支撑技术。智慧教育的关键支撑技术是物联网、云计算、大数据及无线通信技术，利用这些信息化技术将教育信息智能化，达到数字教育的高级发展阶段，提升教育体系的智慧化水平，实现信息技术和教育管理及实践的高度融合。物联网是借助于互联网形成的连接各类信息传感设备，实时采集各类所需信息的网络体系，智慧教育体系的构建要借助于物联网进行教育资源信息的收集和储存。大数据是核心技术是IT技术，包含海量的多样化的交易数据、交互数据及传感数据，其目的是实现信息的共享和可视。云计算是第三次IT技术改革，借助于计算机和网络技术实现海量数据的处理和信息服务的需求目标。无线通信技术是将通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同。

（3）智慧教育体系构建中存在的问题。智慧教育的研究还在进行，这个过程中也存在一些问题需要解决，例如像智慧教育建设的环境问题，如何有效提高学校、社区、家庭及公共区域教育环境的智慧性，实现教育环境的共融和联通。其次，智慧教育产业标准的制定需要国家制定规范化的标准才能更好地得以落实。另外，像智慧教育业务的开展，尤其是学校是教育教学环节实施的重心，那么如何实现教学、管理及评价环节的智慧化还需要进一步进行探讨。最重要的是智慧教育资源的开发和管理，以及智慧师资队伍的建设都是智慧教育体系构建中必须解决好的问题。

智慧教育体系的构建有效地推动了我国教育的发展，并且逐步改善了由于地区差异造成的教育资源不均衡的局面，有效地改进了教育资源分配不公平的现象。

参考文献：

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【关键词】智慧城市；大数据；数据挖掘；数据分析

【Abstract】With the development of urbanization and spatial distribution， wisdom city construction has become the hot issues in current study， large data is the cornerstone of wisdom city construction， is a key of city construction， management decision. We introduce the large data play in the role of wisdom City， lay the foundation for further study on Application of big data technology， provides the reference for the building wisdom city digital platform.

【Key words】Wisdom City； Big data； Data mining； Data analysis

0 引言

大数据时代的到来打破了数据的垄断，信息源的扩大化和丰富化是大数据时代的重要特点。在未来，大数据将遍布城市各个角落，不管是人们的衣食住行，还是城市的运营管理，都将在大数据支撑下走向“智慧化”，而大数据将为智慧城市提供“智慧引擎”。

1 大数据的含义以及特征

大数据又被称为巨量数据，指的是所涉及的数据规模巨大，以至于无法在合理时间内通过人工截取、管理、处理并成为人类所能解读的信息[1]。这些数据来自方方面面，比如传感器采集的气候信息、数字照片和视频、购物交易记录、手机信号等。

大数据具有四个特征：

（1）数据量大，大数据的起始计量单位至少是P、E或Z。

（2）数据类型繁多，包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等，因而对数据的处理能力提出了更高的要求。

（3）价值密度相对较低，信息海量但是要完成数据的价值“提纯”难度较大。

（4）巨大的数据价值，包括商业价值、社会价值、科研价值等。

2 大数据与智慧城市建设

近年来，国内外掀起了智慧城市建设的热潮，仅我国明确提出创建智慧城市行动计划及发展战略的城市已有200多个。大数据为智慧城市建设提供了新的技术、路径、要求和机遇。

2.1 大数据是智慧城市建设的关键技术

智慧城市相对于数字城市概念，最大的区别在于对感知层获取的数据进行大数据处理，从而获得支撑和保障智慧城市顺利运营的多元信息。

要实现对数字信息的智慧处理，前提是引入大数据处理技术，从而来整合分析跨地域、跨行业、跨部门的海量数据的处理，将特定的信息应用于特定的行业和特定的解决方案中。

智慧城市的应用过程实际上就是对数据采集、分析、存储和利用的过程[2]，大数据是智慧城市各个领域都能够实现“智慧化”的关键性支撑技术。

2.2 大数据在智慧城市中有广泛的应用领域

大数据在智慧城市中的落脚点是为智慧城市的各个领域提供强大的决策支持，大数据就像血液一样遍布智慧交通、智慧医疗、智慧生活等智慧城市各个应用系统，科学治理城市。

在智慧交通系统中，通过对道路、车辆、天气、行人等大量交通信息的实时挖掘，能有效缓解交通拥堵，并快速响应突发状况，为城市交通的良性运转提供科学的决策依据。

在智慧安防系统中，通过平安城市、智能交通管理、环境保护、危化品运输监控、食品安全监控等大数据的挖掘，可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件，提高应急处理能力和安全防范能力等。

在智慧城管系统中，通过对不同时间段、不同区域、不同部门获得的大量监测数据进行实时采集、实时处理及深度挖掘，实现对城市管理实时监控与长期管理优化。

2.3 大数据对智慧城市建设提出了新的要求

大数据为智慧城市建设提供了新的技术和手段，同时也为智慧城市建设提出了新的要求。

一是，要更加注重信息共享。我国智慧城市建设的一个瓶颈在于“信息孤岛”效应[3]，各政府部门间不愿公开、分享数据，无法产生数据的深度价值和综合价值。在大数据时代，智慧城市建设应大力推进大数据基础平台和基础网络建设，积极推进信息资源数据交换和共享体系建设，使大数据真正产生“大智慧”。

二是，要更加注重信息安全。大数据时代，数据资产化成为趋势，企业内部运行数据和客户资料成为宝贵的数据资产，而且很多智慧城市应用系统涉及公民财产安全甚至国家安全，数据价值很高，因此信息安全问题成为大数据时代智慧城市建设重要难题。

三是，要更加注重大数据产业的发展。智慧城市必然催生大数据运营行业的快速发展，包括大数据的采集、储存、分析、挖掘等相关技术并且市场潜力十分巨大。未来三年我国智慧城市大数据应用市场年均将翻番。因此，在智慧城市建设过程中，要高度重视、积极培育围绕大数据运营管理的相关产业和龙头企业。

3 智慧城市与大数据实践经验

从国家政策来看，中国“863计划”智慧城市项目总体技术体系架构在科技部863计划“智慧城市（一期）”项目的支持下，提出了“六横两纵”的智慧城市技术框架。“六横”层层递进，最下层的是城市的感知层，再是传输层，再上面依次分别是处理层、支撑服务层、应用服务层，最上面是智慧应用层，贯穿全局的是安全保障体系以及标准与评测。而要真正实现智慧城市，必须引入大数据技术，主要包含以下三大方面的需求。

3.1 大数据融合技术

我国智慧城市建设面临的重大挑战之一，是城市系统之间由于标准问题无法有效集成，形成信息孤岛。因此，在大数据融合技术领域，一方面要加强大数据标准建设，另一方面要加强海量异构数据建模与融合、海量异构数据列存储与索引等关键技术研发[4]，给予底层数据集成的信息共享提供标准和技术保障。

3.2 大数据处理技术

大规模数据在智慧城市系统流动过程中，出于传输效率、数据质量与安全等因素的考虑，需要对大规模数据进行预处理。大数据处理技术往往需要与基于云计算的并行分布式技术相结合，这也是目前国际产业界普遍采用的技术方案。

3.3 大数据分析和挖掘技术

相比于大数据融合和处理技术，大数据分析与挖掘技术更为复杂，是国际学术界和产业界面临的极具挑战性的技术难题。

4 大数据时代推进智慧城市建设的几点建议

4.1 强化对大数据的研究

引导科研院所和相关企业成立大数据技术创新联盟，进一步加强对大数据发展前沿技术和信息的持续跟踪研究。积极开展以社会需求为导向的大数据科学研究，建立大数据分析平台，努力推出具有自主知识产权的大数据分析设备、软件和服务，加速大数据理论、技术和应用的创新。

4.2 优化大数据形成机制

加强政府部门在管理和服务过程中对数据的主动采集，在构建人口、法人、自然资源与空间地理、宏观经济等基础数据库，经济社会重点领域的信息资源综合数据库和专业数据库的基础上，建立政府大数据库。鼓励制造业企业和商业机构加强对生产经营活动中的数据采集，形成覆盖生产过程和商业各环节各流程的数据库。推进无线识别技术、传感器、无线网络、传感网络等新技术的广泛应用，提高数据采集的智能化水平。强化对大数据建设工作的组织协调，打破地区和部门数据壁垒，实现数据资源联合共建、广泛共享。

4.3 加快大数据产业发展

出台大数据产业发展与应用规划纲要，规划建设大数据产业基地，出台专项政策，成立产业发展基金，搭建研发创新平台，吸引电信运营商、知名大数据企业以及互联网领军企业落户。积极培育本地大数据企业，进一步培养和引进大数据专业人才、领军人才、应用型人才，重点发展数据获取、存储、集成、挖掘、管理、融合、安全、可视化、建模等技术以及大数据一体机、新型架构计算机、大数据获取工具、大数据管理产品、大数据分析软件等硬件装备和软件产品。

4.4 推进大数据普及应用

从推进大数据商业化应用、推动政务大数据应用两方面入手，大力促进大数据普及应用。在政务方面，重点选取医疗卫生、食品安全、港口物流、智慧交通、公共安全、科技服务等具有大数据基础的领域，建设大数据公共服务平台，强化大数据在智慧城市建设应用系统中的应用。

在商业方面，实施典型应用示范工程，支持和鼓励行业协会、中介组织开发深度加工的行业应用数据库，建立行业应用和商业服务大数据公共服务平台，提供数据挖掘分析和商业智能等大数据应用服务。推动大数据在生产过程中的应用，鼓励有条件的企业运用大数据开展个性化制造，创新生产管理模式，提高企业竞争力。

4.5 加强大数据规范管理

研究大数据产业相关的政策法规，提出数据资源权益、隐私保护等方面的法规细则建议，制定大数据相关标准，并提出技术解决手段，在保护数据资源的同时，促进数据资源合理有序地开发利用。在人才、财税、科技金融等方面出台有利于数据人才和数据产业发展的政策，逐步建立有利于大数据研究与发展的制度法规体系。重视大数据及其信息安全体系建设，加大对大数据信息安全形势的宣传力度，明确大数据的重点保障对象，加强对敏感和要害数据的监管，加快面向大数据的信息安全技术的研究，培养大数据安全的专业人才，建立并完善大数据信息安全体系。

5 结束语

智慧城市是城镇化进程的下一个阶段，是城市信息化的新高度，是现代城市发展的远景。无线城市、数字城市、平安城市、感知城市是智慧城市的必要条件。诚信城市、绿色城市、健康城市、人文城市是智慧城市应有之意，智慧城市产生大数据，大数据反过来支撑智慧城市。智慧城市与大数据技术相结合一定会有璀璨的明天。

【参考文献】

[1]李小龙.基于MapReduce的电子商务个性化推荐研究[D].北京：北京交通大学，2014.

[2]王静远.以数据为中心的智慧城市研究综述[J].计算机研究与发展，2014，51（2）：239-260.

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[关键词]智慧城市；途径；方法

中图分类号：TU12 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0182-02

我国已经结束了以乡村型社会为主体的时代，城镇化率已经从1978年的17.92%提升到2012年的52.57%，开始进入以城市型社会为主体的新的城市时代，中国城镇化已处于一个重要的战略转型期。因此，建设智慧城市已成为发展的一个重要趋势。智慧城市，作为信息化与城镇化融合发展的结晶，正成为当代城市发展的崭新模式，将推进信息消费带动战略的全面实施。

1.智慧城市的概念与内涵

1.1概念

智慧城市是以推进实体基础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为基础；以推进物联网、云计算、新一代移动通信、宽带接入、下一代互联网等新一代信息通信技术在城市经济社会发展各领域的充分运用、深度融合为主线；以最大限度地开发、整合、融合、共享和利用各类城市信息资源为核心；以为居民、企业和社会提供及时、高效、智能的信息服务为手段；以全面提升城市规划发展能力、提高城市公共设施水平、增强城市公共服务能力、激发城市新兴业态活力、提升政府执政为民能力为宗旨。

1.2内涵

它本质上是传统的信息化包括电子政务与城市经济社会发展深度融合、深化发展的结果，是信息化发展进入深水区后城市创新发展的新境界。智慧城市建设有利于促进城市基础设施更加智能、公共服务更加便捷、社会管理更加精细、生态环境更加宜居、产业体系更加优化，有利于形成城市可持续发展的长效机制，有利于全面提升城市发展质量和水平，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。

2.智慧城市建设的内容

2.1智慧交通

城市机动车保有量的迅速增加，导致交通拥挤、交通事故救援、交通管理、环境污染、能源短缺等交通问题日益突显。智慧交通就是充分利用信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术、控制技术、计算机技术及交通工程等多项高新技术的集成及应用，使人、车、路密切配合达到和谐统一，发挥协同效应，极大地提高交通运输效率、保障交通安全、改善交通运输环境和提高能源利用效率。

2.2智慧市政管理

一个城市的基础设施和资源是城市运行的基本要素，如水、电、气、各种管线、道路、照明设施等。而市政管理就是对各种基础设施和资源进行引导、治理、经营和服务。而智慧市政管理，就是要利用信息技术，通过泛在的感知网络，通过城市网格系统、地理信息系统与数字城管系统，实现市政资源的共享与协同管理，提高市民生活品质，提升政府服务水平。

2.3智慧医疗

提高医疗服务效率，提升医疗服务水平成亟待解决的问题，而智慧医疗系统的建立能够大大缓解这个问题。智慧医疗系统是基于现代网络技术和资源利用最优化兴起的医疗信息综合平台。它通过建立顾客端档案，实现顾客、医务人员、医机构、医疗设备之间的互动。顾客可通过任一移动终端设备，随时随地查看自己的病例档案，查询医院的优势、优惠活动、专家资料、预约专家等。

3.加强智慧城市建设的途径

3.1做好战略部署

3.1.1做好顶层设计

将“智慧城市”建设上升到战略层面，结合未来城市的发展，结合本地的实际情况，科学制定发展规划，着重解决总体架构、技术路线、资源整合等问题。

3.1.2明确发展目标

以保障和改善民生为出发点和落脚点，以产业的转型升级为根本目的，以创新社会管理服务为主要任务，努力实现“人民幸福生活、城市科学管理、企业创新发展、社会和谐运行”的发展目标。

3.1.3加快工作推进

抓住智慧城市战略机遇期，加快推动“智慧天津”建设。在总体框架下，编制重点任务实施方案，落实责任分工，按照市级、区（县）、部门及行业三个层次组织开展，分类推进。

3.2明确发展重点

3.2.1推进无线与宽带，打造智慧基础

构建高速宽带泛在安全的新一代综合信息网络；加快宽带城市、无线城市建设；促进三网融合和信息共享，推动三网融合取得实质性进展；加快推进政府云、公共云、行业云的数据中心建设，构建智能化的新型城市基础设施。

3.2.2鼓励创新与发展，引领智慧产业

打造以“六云”（云感知、云计算、云存储、云安全、云方案、云灾备）产业为代表的信息产业，以现代物流和电子商务为代表的智慧服务业，以智能制造为代表的智慧工业，以设施农业和精准农业为代表的智慧农业，培育新的经济增长点，实现经济结构优化升级。

3.2.3聚焦民生与民需，推进智慧服务

以市民需求为中心整合公共服务。加快实施智能医疗、智能教育、智能家庭、智能社区、智能安防等一系列智慧应用，推进信息服务均等化。使城市服务更加及时便捷，将城市信息化发展成果惠及大众。

3.3创造发展环境

3.3.1创新体制机制

成立市信息化工作领导小组和市信息化专家咨询委员会，统筹全市智慧城市建设。建立联席会议制度，形成各司其职、密切配合、高效统一的协调推进机制，保障各项工作开展。

3.3.2完善政策法规

研究制定促进本市信息化发展的地方性法规，加快制定个人信息保护、信息资源共享与开发利用、工程项目建设、信息安全等方面的标准规范，积极创造良好的政策环境。

3.3.3统筹资金投入

落实重点项目建设和运维资金保障，解决部门间的资金交叉和重复使用问题，提高财政资金的使用效益。同时，创新运营模式，吸引集聚民资、外资等社会资本参与智慧城市建设。

4.智慧城市建设的方法

4.1突出规划设计

强化系统谋划战略、规划、计划、方案等顶层设计工作是一个城市在创建智慧城市中首先需要解决的问题。它将直接关系到建设起点、建设目标、建设内容和建设路径。应通过认真的调研分析城市信息化基础、建设智慧城市所具备的条件、存在的主要问题，综合考虑自身发展地位、地区优势制定发展战略、长期规划、年度计划、建设方案。

4.2突出资源整合

强化统筹协调一方面新技术创新应用引发部门间分工不断演进，造成资源和利益的重新配置；另一方面，信息技术为部门间协调配合、资源共享提供了可能和手段。绝大多数智慧城市应用项目都要不同部门密切合作，建设成果通常也是各部门共享共用，因而对部门间的分工合作，业务协同要求较高。智慧城市建设要按照“一体化、联动性”的要求，对项目进行分类分层次，强化统筹协调、条块结合，形成既鼓励区县错位发展形成特色，又确保资源充分整合、协调有序推进智慧城市建设的良好局面。

4.3突出技术创新

强化智慧应用信息技术的创新发展和广泛应用是当前推动智慧城市建设的主要力量，因此，在智慧城市建设起步阶段应将技术创新和产业化应用放在突出的位置。要着力攻克推动智慧城市建设的核心关键技术，加快科技创新与核心技术产业化，促进系统化智慧应用市场开发，以应用来带动智慧产业发展，推动信息技术应用与市场机制有机结合。

5.结语

智慧城市的建设时城市化发展的一个必然结果，在我国的城市发展中建设智慧城市具有重要的意义。在智慧城市的建设中，要切实提高信息安全意识和管理水平，在建设过程中的各个阶段实行全流程管理，既要做到城市信息的保护，又要保证城市发展空间的整体提升。

参考文献

[1]郭慧鹏.智慧城市试点开启国家发展新动力[J].中国电信业，2013（04）：68-70.

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关键词：智能家居；智慧门；安防；健康检测

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0262-02

1 背景

近年来，随着全球范围内信息技术创新不断加快，信息领域新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，人们对家居环境提出了更高的要求。在中国，由于人口众多，城市住宅也多选择密集型的住宅小区方式，因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化，也就是所谓的智能小区。欧美由于独体别墅的居住模式流行，因此住宅多散布城镇周边，没有一个很集中的规模，当然也就没有类似国内的小区这一级，住宅多与市镇相关系统直接相连。因此欧美的智能家居多独立安装，自成体系。而国内习惯上将它当作智能小区的一个子系统考虑，这种做法在前一阶段是可行的，而且是实用的。但智能家居最终会独立出来成为一个自成体系和系统，作为住宅的主人完全可以自由选择智能家居系统，即使是小区配套来统一安装，也应该可以根据需要自由选择相应产品和功能、可以要求升级、甚至用户对整个设计不感兴趣，也可以独立安装一套。为了满足不同用户的需求，各种各样的智能家居方案不断被提出。

门，人们进出的必经通道，其种类、款式多种多样，就普通住户的门而言，由从前简单的木门，到现在的钢化门（防盗门），不管哪种门，防盗一直是人们关注的重点。与原来的木门相比，现在的防盗门大多数安装猫眼、门铃以及指纹解锁或密码解锁等功能，给住户提供了很大的方便，也比较安全。然而随着人类生活水平的提高，人类对健康的渴求也越来越强烈，健康将成为新世纪人类追求的时尚。对于身体的健康状况，不是等到出现问题再去治疗，应在日常生活中时刻关注自己身体的健康情况。与此同时国家对科技节能的大力提倡，本文在现有研究成果的基础上，进一步研究了借助经常进出的门（智慧门），时刻记录家庭成员的身体状况（体温、体重、血压等数据），对这些日积月累的大数据进行进一步的处理，让这些数据来说话，切实有效的告诉我们每个人的身体状况。智慧门上的控制系统和家电电源管理系统互联，实现对家电的功耗管理。

2 智慧门系统所实现功能

作为家居智能化的“第一道门”，在智能家居控制系统中，作为重要的子系统进行研究、开发和创新，具有重要的应用价值。智慧门除了具有传统门本身的功能外，还包括三大功能，一是搭载健康监测系统，二是增加安防系统，三是家居能耗控制功能，其功能模块图如图1所示。

2.1 安全系统

随着科技的发展，人们居住环境不断升级，人们越来越重视自己的个人健康和财产安全，对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求；同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，要保障小区的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统，智慧门系统首先解决门的功能，在传统门的基础上，本文增加了指纹识别技术对门锁的开关的设计，增加门锁防撬的功能设计，这样我们在安防上的可靠性也就大大加强了。

2.2 健康监测系统

智慧门的健康监测系统，本文对现有门把手进行改造设计，在门把手上安装生命体征记录的传感器（如指夹式光电脉搏、血氧传感器），并将生命体征数据记录；在门口放置体重计记录体重数据。这样我们每天的身体状况数据（体温、体重、血压等数据）被记录下来，在这个日积月累的大数据里，进行数据提炼，用数据说话，切实有效的提示我们个人的身体状况。

2.3 家电互联系统

智慧门的控制系统在人员出门时，启动特定按钮，门自动上锁，与家居控制系统进行互连，对需要关闭电源的电器进行再次扫描，确保断电；进门时，根据亮度、温度，自动开灯或者电器，节约环保。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便逃生。同时发出警声并将警情传递给小区保卫处。

3 关键技术及解决方案

基于智能家居的智慧门系统，从门的功能上，我们按照出门和进门两种形式来划分。

3.1 出门功能 ：

1）检测、记录身体状况；

2）自动巡检关闭灯光，切断电源（节能），布防；

3.2 进门功能 ：

1）自动识别指纹开锁；

2）再次检查记录身体状态；

3）根据亮度、温度，开门后自动开灯或者电器（设置合适的条件）；

关键技术主要体现在两个方面，第一，数据的分析与处理。虽然目前人体生命特称检测设备均已成型，本系统集各种设备功能于一体并对获取数据进行分析，特征提取，根据一段时期数据的分析处理来判断家庭成员的健康状况，并给出判断的指标体系；第二，自动开门系统的实现。

在发生警情和指纹识别正确时，智慧门会自动打开，但如何排除误警和虚警时自动开门是该项目要研究的另一个关键问题。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便用户逃生。但为了保证用户的绝对安全，除了提高各种探测器的检测精度外，还增加有用户与系统的交互功能，当参数在一些临界值时，可以通过用户的确认操作决定是否开启门锁。

4 结束语

智慧门系统以家居智能化、安全化、节能化为设计理念，可以给用户提供一个安全、舒适的生活环境，可以使住户的身体健康状况时刻被关注。智慧门可以使住户的居家安全得到保障，可以使住户的居家能耗控制更便捷，更加节能环保。智慧门将为住户带来一个全新的感受，更人性化的服务于住户。

参考文献：

[1] 张福生. 物联网： 开启全新生活的智能时代[M].太原： 山西人民出版社， 2010.

[2] 钟建国. 基于internet的智能家居控制终端的设计与实现[J]. 现代电子技术， 2008（16）： 109-111.

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关键词：智慧城市；物联网技术；NB-IoT；5G

中图分类号：TP391；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）07-00-04

0 引 言

智慧城市是以最新一代物联网科技为基石打造的高度现代化的城市状态。在互联网媒体、AIP、Living Lab等途径的辅助下，城市将具备无时不有的互联、无处不在的感知，高度智慧型的应用以及全面协调可持续的创新等特征。其实质是将万物互联的思想理念通过现代信息技术在城市建设中予以实现，以期达到对城市的智能化管理，提高城市居民的生活品质，便利人们的日常生活。

物联网即物与物相连的网络，以传统互联网为框架，将网络定义延伸至任意物品之间的通信和互联。从技术手段层面上说，物联网主要分为网络层、应用层和感知层。感知层如同人类神经系统中的神经末梢，遍布低功耗传感器，用于采集原始信息和起到对物体进行认知的作用。网络层就好比人类的神经元，由四通八达的通信网络组成，负责对“神经末梢”收集的信息进行传递和加工。应用层为用户和物联网之间搭建了一个桥梁，通过对市场需求的精确分析，为用户提供智能化的应用。

物联网技术是实现城市信息化、智能化的必要工具和手段，而智慧城市也是物联网行业发展的重要目标之一。二者相辅相成，相互促进。

1 NB-IoT技术

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）即基于蜂窝的窄带物联网，作为传统蜂窝网络的升级，它可由电信运营商直接部署在传统LTE网络上，升级较为方便且只占用大约180 kHz的频带。即将到来的5G时代要求我们实现高可靠低时延的数据通信、移动宽带的极大增强和万物之间的信息互联，而万物互联网的一个重点发展方向便是NB-IoT。

NB-IoT的诞生是为了迎合现阶段物联网部署对支持大系统容量大规模连接的强烈需求，它要求我们在尽可能降低信令开销的同时，保证低成本低功耗设备在广域网中实现高质量的蜂窝互联。

物联网组网技术分为有线和无线两种类型，基于蜂窝网络的NB-IoT属于低功耗广域网，即无线组网中的长距离无线通信技术。

NB-IoT上行链路采用了具有卧夭ㄌ匦缘SC-FDMA多址方式，使用BPSK或QPSK进行调制。为了使NB-IoT终端功耗尽可能降低以延长设备待机时间，上行链路引入了单频传输模式，单频传输模式共占用48个子载波，除了原来LTE网络中规范的15 kHz子载波间隔，还重新加入了3.75 kHz的子载波间隔以求达到更大的系统容量。上行链路传输理论速率约在160～200 kb/s之间。与单频模式对应的多频模式子载波间隔为15 kHz，传输速率在160～250 kb/s之间。相比而言，多频方式能达到更高的峰值速率，而单频方式能有效降低终端功耗，实现更大的容量和更广的覆盖。

NB-IoT下行链路为了尽可能与现有LTE下行链路保持一致以便平滑升级，采用了间隔为15 kHz的OFDMA子载波，调制方式为QPSK，传输速率在160～250 kb/s间，最多有AP0和AP1两个天线端口可以支持。

NB-IoT和传统网络相比具有更低的设备功耗、更广的信号覆盖、更低的硬件成本、更大的系统容量。

1.1 大容量

随着物联网设备数量的不断增多，现有的TD-LTE和FDD-LTE网络显然无法继续承担连接这些设备的艰巨任务，网络容量的增加刻不容缓。NB-IoT技术的引进使得网络容量比现有的蜂窝网络容量理论上增加了50～100倍，而将近十万个设备可以在NB-IoT的一个基站覆盖下使用。

1.2 广覆盖

NB-IoT室内覆盖能力极强，测试结果显示，NB-IoT在采用独立部署模式的情况下，能达到约160 dB的覆盖强度。在180 kHz传输带宽下比传统网络增强了100倍的覆盖能力，与WiFi等现有短距离传输技术相比更具有十分突出的优势。可对广大农村地区，工厂厂房，水库河流，下水道等地域偏远、信号不易覆盖的地方进行深度覆盖。

1.3 低功耗

NB-IoT设备功耗极低，由于网络的覆盖能力强，上行链路又加入了单频模式，其极限发送功率比GPRS极限发送功率降低了约90%。同时芯片模块在制造工艺的发展下进一步优化升级，实现了低功耗低电流运作，进一步延长了设备的待机时间，使位于高山荒漠等偏远地区的传感器设备在恶劣的自然环境下也能拥有数年之久的续航。

1.4 低成本

NB-IoT由于不仅具有速率低，功耗低，信令简化等特点，其硬件成本也比传统通信模块低廉，芯片价格预计均为五美元，目前市场上3G通信模块均为十几美元，4G通信模块则需二十多美元，因此低成本的NB-IoT设备将在市场上更具有价格竞争力。

2 NB-IoT网络架构

NB-IoT网络由NB-IoT终端，NB-IoT基站，NB-IoT核心网，NB-IoT云平台和垂直行业中心组成，其网络结构如图1所示。

图1 NB-IoT网络结构

（1）NB-IoT终端

NB-IoT终端主要由各种物联网通信设备组成，包含各种传感器和嵌入式芯片，可以方便快捷地接入NB-IoT网络中为用户服务。

（2）NB-IoT基站

NB-IoT基站支持独立部署、保护带部署、带内部署三种部署方式。独立部署即NB-IoT网络利用与LTE频带不相重叠的独立频带进行部署，可以利用带宽为200 kHz的GSM频段进行NB-IoT网络部署。保护带部署指使用目前还没有被开发的LTE网络边缘频段中的180 kHz带宽来部署网络。带内部署即直接使用LTE频带中的任意资源块对网络进行部署。基站的建设要充分考虑区域特点，在降低建设成本的同时提高资源利用率。

（3）NB-IoT 核心网

NB-IoT核心网负责NB-IoT基站和云之间的连接，它在移动性和安全性等方面的表现要大大优于传统网络，并且能够高效进行流量调度和拥塞控制。

（4）NB-IoT 云平台

NB-IoT云平台负责对各种业务进行处理和调度，比如应用层协议栈的适配及对大数据的分析等。处理后的信息将会被传递给NB-IoT终端设备或垂直行业中心。

（5）垂直行业中心

垂直行业中心可对NB-IoT终端进行控制并监测业务数据。

3 基于NB-IoT的智慧城市应用

NB-IoT技术的业务适用范围主要包括设备待机时间较久，信号覆盖领域较广，对时延敏感程度较弱，系统容量较大的低速率应用，相对而言更加适合静态环境业务或需要实时传输数据的业务场景。

GSM联盟识别了共7大类24小类的低功耗广域网应用类型。

3.1 城市基础设施

城市基础设施包括智慧停车场、智能垃圾桶、智能公交车站、智能路灯管控等。以智慧停车系统为例，作为智慧城市的重要基石，智慧停车场虽然十分基础但却不可或缺。我国汽车制造业的蒸蒸日上与汽车市场的一片红火密不可分。快速增长的汽车数量与有限的停车资源之间的矛盾愈演愈烈，停车难、停车贵成为了困扰万千车主的心病。在不久的将来，智慧停车系统必然遍布大街小巷。

传统智慧停车场可借助停车场安装的智能感应装置，与进入停车场的用户智能手机进行数据通讯，用户通过手机App将请求参数发送至停车场管理后台，由后台管理系统进行实时调度，将车位信息和导航信息传回用户手机，同时对停车场内所有行驶车辆进行跟踪定位，合理疏导车流，以防发生事故。

由于停车场多处于商场负一层，网络信号覆盖较差，对于车主而言，需要实时接收到后台系统的导航信息以保证行车安全，因此传统网络可能无法满足用户需求。

NB-IoT的一个突出优势就是比传统LTE网络覆盖深度更深，基于NB-IoT技术的智慧停车系统通过对现有蜂窝网络进行优化升级，无需重新部署，其信号覆盖强度是GPRS网络的100倍，是现有LTE网络的10倍，接入能力更大大强于其他技术，即使在地下车库也可以使车主实时不间断地接收后台信息。

车检器采用NB-IoT硬件设备，具有超强的抗干扰能力，同时大大降低了设备成本，NB-IoT设备功耗较低，寿命长达数年之久。电池电量如果低于阈值，便会由数据中心及时发出预警，维修人员快速进行电池更换，平均一人仅半天就可更换100个电池。

3.2 工业物联网应用

工业物联网应用包括煤炭与石油的开采监控、设备的工作状态监控、工厂作业安全监控等。城市的建设离不开工业的发展，而工业厂房的信息互联既是安全作业的必然要求也是城市信息化的重要体现。工业互联网是集高级分析，精确计算和传感技术于一体的特殊互联网。众多密切关联的工业系统之间需要时刻保持通讯，并对数据的收集和转发进行统一管理。为了刺激工人的积极性以保证工厂的生产效率，需要对工厂进行实时监控，因此工业物联网对网络的可靠性有很高的要求。

目前以西门子为典型的工业控制系统均使用有线网络，工厂会逐步在生产线上L试使用无线连接技术以优化制造流程，可是目前像WiFi这样的无线连接技术的可靠性较低，存在严重的安全隐患。

NB-IoT的诞生为工业互联网应用带来了强有力的技术支持。由于NB-IoT网络是由原LTE网络升级而来，因此保留了4G网络的安全性能。为保证使用者数据的安全，NB-IoT网络还支持空口严格加密和双向鉴权技术。基于NB-IoT窄带集群的无线工厂解决方案使用了操作简单易于管理的先进工业级设计，厂房内各类业务的不同需求都能得到完美的技术支持，以达到工业园区的智能互联，机器运转的安全监控及工人工作的效率监督。NB-IoT网络可以为各类型的企业建立持续性强、可靠性高、安全性好、实时通讯的无线通信网络，为工厂信息化打下坚实的基础。

3.3 医疗行业的应用

医疗行业的应用包括智能穿戴设备、智能血压计、智慧医院、智能临床监控等。在可以预见的未来，医疗行业也将成为物联网技术大放异彩的舞台。人工智能将把医疗服务业推上一个新高度。

医疗行业以智能血压计为例，智能终端将测量数据通过无线网络自动上传至数据中心进行整理和分析，同时生成便于老人读懂的健康分析和图表报告并给出相关建议，分析结果被发送至用户的手机App，使用户可在任何时间任何地点获取自己及家人的身体健康状况。

传统智能血压计基于GPRS网络进行数据传输，在许多信号覆盖不好的地方，用户数据不易发送至云端，严重影响用户的使用体验。

NB-IoT技术具有硬件价格低廉，功耗低的优势，且其室内覆盖性极好，远远强于GPRS网络，能够提供电信级的可靠接入。使用了NB-IoT技术的智能血压计具有极强的抗干扰能力，即使在恶劣环境下也能及时将用户的健康信息上传。

3.4 城市公共事业

城市公共事业包括智能水表、气表、电表等。在智能电、水、气表等领域相关的公司和部门要求在延迟较低的情况下进行高频次、高速率的通信。供电公司和供水公司等需要计算用户的使用量并计费，同时对用户线网进行实时监控以便发现安全问题，如漏水、漏电、漏气可以及时应对处理。

以智能气表系统为例，该系统由数据中心、数据采集器和户机终端组成。数据中心负责对采集到的数据进行保存和分析，同时将分析结果返回给用户。

数据采集器用于对用户信息进行实时采样、故障判断，并将采集到的数据传递给数据中心。数据采集器与户机终端之间采用多芯电缆完成消息传输。户机有直读远传户表和燃气泄漏报警器等。直读远传户表可将用户使用量等数据直接反馈给用户，当系统检测到室内可燃气体浓度超标时，报警器会鸣笛示警，阀门自动关闭，系统生成错误报告在屏幕上显示。

由于这些智能气表由电源供电，所以并没有超低功耗和长电池使用寿命的需求，但传统网络的可靠性和容量则远远逊色于NB-IoT网络。对于小区里的一幢公寓楼来说，少则有上百个智能气表需要接入网络，而随着智能家居的普及，越来越多的设备都将接入网络，传统网络资源将越发吃紧，为了服务更多用户，NB-IoT网络无疑是更好的选择。另外从智能表需要进行高速传输和频繁通信这两个角度来说，NB-IoT也更加符合智能表的需求。

3.5 后勤保障

后勤保障包括智慧物流追踪、智慧物流车辆调度等。伴随着工业4.0发展理念的形成和“互联网+”的新常态经济模式的提出，我国现代化物流服务体系也在逐渐健全，低功耗传感器等各种技术应用如雨后春笋般出现，智能化物流产业逐步取代了古老的物流模式。物流企业可以根据定位需要在运输车、物流分拣站、物流仓库安装低功耗传感器，将收集到的信息数据汇集成一个全新的物流信息云，形成连接人、货、车及数据管理中心的全过程可视化物联网追踪体系。

由于智慧物流系统的数据采集和跟踪大约只需100 Kb传输量，因此更适宜采用数据传输量较小的NB-IoT技术。基于NB-IoT技术的传感器Y构简单，安装便利，无需布线就可接入网络。NB-IoT与GPS技术相结合，能够实现精度小于10m的定位，并且能够在物流运送周期内进行实时监控。由于NB-IoT网络由电信运营商经营，无需集中器或网关，对于厂商和业主来说，仅关心自己的核心业务即可，无需关心网络维护，用户可以更加灵活地获取自己想要的数据。

3.6 智慧建筑

智慧建筑包括报警系统、采暖通风与空调系统等。建筑的智能化要求我们在建筑中加入温湿度、安全、有害气体等传感器并定时将监测到的数据上传，用户可使用手机App遥控建筑内的各项环境参数使其达到适宜人居住的范围。

以智慧建筑中的智慧空调系统为例，空调应当包含温度控制，湿度控制，气流速度控制，空气洁净度控制等几个主要功能。对于居民住宅，空调系统需要时刻保持房间内的空气湿度、环境温度在一个合适的范围内变化，而对于养殖场、农场等特殊场所，由于生产需要，必须让环境内的各项参数按照一定的函数规律变化以增加产量，因此要支持人工设置变化函数的功能。

空调作为南方家庭夏天消暑降温的必备电器，其价格的高低是决定其能否进入普通百姓家庭的关键因素，如果一台智能空调的价格高达数万元，那么就失去了普及和便民的意义。现如今，市场上的普通空调动辄要四五千元，更不必说加入了3G、4G模块和各种传感器的智能化空调了。NB-IoT芯片价格低于2G主芯片，在大规模使用情况下，单块成本可降至1美元，其模块价格也仅需2美元，远远低于GPRS和3G、4G模块。运营商维护成本较传统网络低许多，且政府会出台相关政策提供一定的补贴，大大降低了智能空调的市场价格。

3.7 环境监控

环境监控包括污染、噪音、雨、风、河流流速、健康危害、数据搜集与实时监控等。我国幅员辽阔、河流、湖泊、地下水分布广泛，需要对工业用水，农业用水以及饮用水等水质进行监控，且检测标准不一，具有监测点多，监测面广，监测量大等特点。

以水库的水质检测系统为例，水库作为城市饮用水的大水缸，其水质关系着千万群众的身体健康。传统的水质监测系统通过在水库中投放很多嵌入水质监测传感器的浮标来获取该片水域的水质参数数据，并通过GPRS将数据传回数据中心以供分析，以便及时监测水库的水质情况。

分布于水库中的传感器数量多，分布面积广，且水库常常远离居民区，运营商不可能大面积布网，信号的强度和覆盖也是问题。

NB-IoT硬件的超低功耗和超长待机可以满足传感器在河流湖泊中长达数年的使用。NB-IoT创造性地引入了PSM （Power Saving Mode，PSM）模式，虽然终端设备依旧注册在线，但信令却不可达，从而使设备较长时间停留在一个深度睡眠的状态以达到节省功耗的目的。同时NB-IoT在野外的超强覆盖能力也决定了它是水库水质监测系统的不二选择。

4 结 语

随着城市信息基础设施建设的日渐成熟，人们对城市智慧化的需求也越来越迫切。对物联网这一智慧城市的关键技术的研究更是箭在弦上。NB-IoT将改变物联网M2M行业标准不统一的现状，刺激物联网产业迎来爆炸式发展。可以预见，在不久的将来，NB-IoT在智慧城市建设中扮演的作用会越来越重要，并就此开启万物互联的新领域、新时代。

参考文献

[1]马士玲.物联网技术在智慧城市建设中的应用[J].物联网技术，2012，2（2）：70-72.

[2]严益强.NB-IoT技术简介及其在智慧城市中应用研究[J].广东通信技术，2016，36（11）：6-8.

[3]袁胜勇，张晓钧.NB-IoT在铁路行业的应用研究[J].铁道通信信号，2016，52（12）：63-65.

[4]姚建栓.物联网与智慧城市的关系[J].枣庄学院学报，2013，30（2）：1-4.

[5]房辉，常盛.物联网在智慧城市中的应用与思考[J].信息系统工程，2016（1）：85.

[6]邹玉龙，丁晓进，王全全.NB-IoT关键技术及应用前景[J].中兴通讯技术，2017，23（1）：43-46.

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【关键词】物联网；体系结构；技术体系结构；应用

1 物联网概述

1.1 物联网定义

1）物联网（INTERNET OF THINGS）这一概念最早于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出。它是指利用产品电子代码EPC、射频识别技术，通过网络实现在任何时候、任何地点对任何物品的识别和管理，即物品的互联互通。

2）国际电信联盟的定义，2005年11月，国际电信联盟在信息社会世界峰会上对物联网的定义是主要解决物品到物品，人到物品，人到人间的互联。

3）欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）的定义，2008年5月EPoSS对物联网的定义是由具有标识、虚拟个性的物理/对象组成的网络，这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。

4）2010年我国政府工作报告中的定义是物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

总的来说物联网的定义，从狭义上是指连接物品到物品的网络，实现物品的智能化识别和管理；广义上可以看做是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效的信息交换方式。[1]

1.2 物联网的特征

物联网的基本特征可以概括为全面感知、可靠传送和智能处理。全面感知即利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术，随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。[2]

物联网与互联网相比，有如下主要特征：海量信息，接入设备繁杂，网络架构繁杂，网络管理资质，智能物物互联，物理安全威胁，能量获取多样；设备制造的小型微型化。

1.3 物联网与“智慧地球”

2009年IBM提出“智慧地球”这一概念。智慧地球战略的主要内容是吧新一代IT技术充分运用在各行业之中，通过互联网形成“物联网”，而后通过超级计算机和云计算将物联网整合起来，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“全球智慧”状态，最终形成“互联网+物联网=智慧地球”。

2 物联网体系结构

2.1 物联网系统结构

国内许多专家学者将物联网系统划分为三个层次：感知层、网络层、应用层。

1）感知层。感知层是物联网架构的基础层面，主要是完成信息采集并将采集到的数据上传的目的。感知层把所有物品通过一维/二维条码、射频识别、传感器、红外线感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息，并传送到上位端，完成传输到互联网前的准备工作。比如，粘贴在设备上的RFID标签和用来识别采集RFID信息的识读器就属于该层。

2）网络层。该层在整个物联网架构中起着承上启下的作用，是物联网中不可或缺的架构组成部分。它是搭建物联网的网络平台，建立在现有的移动通信网、互联网和其他专网的基础上，通过各种接入设备与上述网络相联。如手机付费系统中由刷卡设备将内置手机的RFID信息采集上传到互联网，网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划账。

3）应用层。该层是利用经过分析处理的数据，为用户提供丰富的特定服务，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。比如，通过感应器感应到某个物理触发信息，然后按设定通过网络完成一系列动作。

2.2 物联网的技术体系结构

物联网技术涉及多个领域，这些技术在不同的行业具有不同的应用需求和技术形态。在这个技术体系中，物联网的技术构成概括起来有以下五个方面：[3]

1）感知技术。指能够用于物联网底层感知信息的技术。通过它可以感知温度、压力、位移、加速、震动、声音、光线、位置及污染等。感知技术包括RFID技术、传感器技术、机器人智能感知技术、遥测遥感技术、现场总线技术、IC卡与条形码技术、信息融合与协同信息处理技术、多媒体技术和中间件技术、GPS定位技术、纳米嵌入技术等。

2）网络传输技术。指能够汇聚感知数据，并实现物联网数据传输的技术，它包括各种专网技术、异构网融合技术、M2M无线接入、远程控制技术、互联网技术、地面无线出阿叔技术以及卫星通信技术。

3）支撑技术。指用于物联网数据处理和利用的技术，它包括云计算与高性能计算技术、智能技术、数据库与数据挖掘技术、GPS技术、公共中间件技术等，对感知到的信息进行语意的理解、推理和决策。

4）应用技术。指用于直接支持物联网应用系统运行的技术，它包括物联网信息共享交换平台技术、物联网数据存储技术以及各种行业物联网应用技术与应用系统等。

5）公共技术。指感知、传输、支撑和应用等四层都需要的技术，它包括标识解析、安全技术、应用管理技术和网络管理技术。

3 物联网应用

国外对物联网的研发、主要应用集中在美、欧、日、韩等少数国家。最初的研发方向主要是条形码、RFID 等技术在商业零售、物流领域应用。随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到食品安全、农业生产和流通、校园管理、环境监测、生物医疗、智能基础设施等众多领域。[4]下面主要介绍在食品安全、农业生产、校园安全方面的应用。

3.1 物联网在食品安全方面的应用

物联网技术的迅猛发展在应对食品安全问题方面起到了关键作用。通RFID等物联网技术，可以实现对物品位置的跟踪、原料溯源、库存盘点、出入库等信息化流程，尤其是可以实现对物理的全程监控。

3.2 物联网在农业方面的应用

1）在农田、果园等大规模生产方面。通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统，可对整个园区的生态环境进行检测，从而及时掌握影响园区环境的一些参数，并根据参数变化，适时调侃灌溉系统、保温系统等基础设施，确保农作物有最好的生长环境，以提高产量并保证质量。

2）在农业信息传送方面。对于农业发展领域，天气预报是农户最关心的信息之一，此外还可以包括施肥选择、从种子遴选到病虫害防治、从幼苗培育到收割入库等方面的信息都可以通过物联网及时传递。

3.3 物联网在校园管理方面的应用

数字校园的建立，使“一卡通”在学校得到了广泛的应用。随着物联网的进一步普及，校园管理的需求有了更多的变化。校园物联网主要是在传统校园信息化的基础上，一信息网络为依托，利用数值化手段借助物联网技术对校园环境、资源、活动等各个方面和环节进行综合管理，运用丰富的软件信息系统，高效、便捷地实现学校的教学、科研、管理和服务等活动的全过程。

物联网的发展面临巨大的机遇也面临着挑战，首先是技术标准化问题，其次是数据和隐私的保护问题。但随着网络技术、传感技术、数据库技术、云计算、移动计算等技术的发展，智慧城市、智慧地球必将成为现实。

【参考文献】

[1]张毅，等物联网综述[J].数字通信，2010（8）.

[2]马静.物联网基础教程[M].清华大学出版社，2012，12.