物联网在智慧医疗中的应用范文

导语：如何才能写好一篇物联网在智慧医疗中的应用，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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关键词：物联网；智慧医疗；建设；思考

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)02-0303-03

物联网（The Internet of things）概念最早见诸于1999年比尔・盖茨的《未来之路》，正式提出是在2005年国际电信联盟会议上。而近年来，随着互联网技术、传感器网络等科学技术的迅猛发展，物联网被广泛提上日程。以物联网为基础的五横三纵系统框架和7个领域30种场景的物联网应用体系也在国内的大型城市开始试点研究。医疗卫生事业作为现代化程度较高的领域，对物联网的应用和普及要求更为迫切。因此，本文从物联网的特性出发，分析物联网技术在当今关系国计民生的智能医疗系统建设中所能发挥的作用及应注意的问题，以期为物联网技术发展，尽一份绵薄之力。

1物联网技术的概念及其特性

物联网并不是一种通信网，而是在现有网络的基础上，实现传感技术、通信技术、计算机技术的糅合。它综合运用射频识别技术(RFID)、传感器技术、二维码技术、卫星定位技术、无线通信技术等信息感知技术手段，支持物理、化学及生物系统和过程的远程的人机交互，从而实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术具有无限传输、及时感知、方便存储、智能处理等特点，从而保障业务稳定运行。

2物联网在智慧医疗系统中的应用

经过长足的发展，现阶段已有很多医院建立了监控系统，配备和研发了各种信息系统，使得医院的可视化管理和信息化建设取得了显著的进步，但鉴于目前医院的现代化发展水平较低，监控的感知手段校为单一，智能化管理仍存在不少死角，造成了社会资源的浪费；同时各种信息系统尚存在兼容问题。

物联网作为新兴经济增长点，必然会对社会政治、经济、生活的方方面面产生深刻的影响，在“十二五”规划中，物联网还被计划应用于医疗卫生系统中，这不仅能够帮助医院实时监控病人的健康，如在病人体内植入芯片，随时监护病人各项指标，随时给出警示和建议，而且还可以有效管理整个医院的运营，对医院人员、设备、后勤供给、来往车辆和安全保障实行智能化、人性化管理。这不仅有效节约了社会资源，而且也大大推进了医疗卫生系统的运转速度。

表1“十二五”规划中物联网在医疗卫生领域的应用场景

2.1智慧物联网在医疗系统中应用的原理和结构

以物联网为技术基础的现代医疗系统建设，其基本原理就是对医院内各种对象的感知、定位于控制，通过对医院工作人员、病人、车辆、医疗器械、基础设施等资源进行信息化改造，综合运用物联网技术，对医院内需要感知的对象加以标识，进而通过标签读写器智能终端设备手持接收终端无线感应器等信息识别设备对上述标识加以识别，并通过无线网络技术将信息反馈至信息处理中心，并在处理中心加工处理融合后，传输至医疗指挥中心，指挥中心继而对获取的信息综合分析，及时处理，从而医院管理部门掌握感知对象的形态，进而为正确决策打下基础，其结构和原理如图1所示。

2.2物联网技术在医疗系统中的具体应用

物联网技术使得医院对象感知能力激增，处理疫情、病情、医院各环节调度的速度、精度和范围都得到极大的提高，这是其他技术手段所不能取代的。

图1物联网技术下智慧医疗系统结构及原理图

2.2.1医护人员、病人、病人家属、临时就诊等人员和诊室、病房等区域实现智能可视化管理

每天都有成百上千的人出入医院，这给有限的医院空间带来了巨大困难，而为医护人员、病人、住院病人家属配备相应的管理卡，通过这种门禁系统和遍布医院的感应点，可以及时区分这些人群并对需要重点监控的病人实行全自动实时感知、定位，对进入重要区域的可疑人员进行重点监控，确保医院安全。各科室医护人员可以通过智慧医疗管理平台实时了解本科室病人在诊室、病房等地的各种情况，加强对病人的呵护和管理。并且，将管理卡与其他系统合并，如餐饮、洗浴，跨科室诊疗，可以大大提高医疗速度，节省医疗资源，提高管理人性化程度。

2.2.2对病人隐私、医院重要医疗资料等事项智能化保密措施

为病人病情设置查阅密码，对医院重要资料、机密文件等张贴二维码或嵌入射频卡，可以实时感知其所在位置，并且对进出该保密地带的人员进行实时监控，防止重要资料的泄密和流失。

2.2.3为远距离专家会诊提供方便和可能

物联网技术条件下，单个医院的信息既可以是封闭的，也可以实现人为管理的开放的，对疑难杂症等的治疗，可以通过开放的医疗卫生感应系统，实现远距离专家会诊，通过对病人病情信息的共享，使疑难病患不必饱受路途颠簸之苦，在最快的时间内，得到最专业的诊疗和护理。

2.2.4对进出医院的车辆实行精细化智能管理。

通过为进出医院的救护车、储运车等车辆和重要医疗器械、医疗设备安装电子标签、嵌入传感器、卫星定位装置等，实现对交通工具、重要医疗器械、设备进行准确定位和实时跟踪，并通过嵌入的各类智能传感器，监控其工作状态、完好情况等，从而实现对其精细化管理。

2.2.5在医疗仓储、物资管理等多方面实现智能化保障

医疗药品、器械的储备充分是医院应对公共医疗事件的必要保障，为医院的仓库、物资安装包含医疗药品型号、器械种类，品种数量等状态信息的电子标签，能使医院管理者及时准确掌握医疗药品、器械的储备请康，为医院应对各种突发事件提供保障。

2.2.6在重点区域设置电子岗哨，确保信息和物资安全

为财务、仓库及医院的其他重点区域安装智能传感器，实现对重点区域的24小时不间断安全检测，一旦发现有不法分子或可疑分子的不轨情况，可有感应点自动调整摄像头的方向对嫌疑人进行全方位视频监控，并向值班人员发出安全警示提醒，以便及时侦查，确保安全。

3智慧医疗系统建设应注意的问题

由于物联网刚刚建立试点不就，正处于技术和标准体系的摸索期。很多与之相配备的制度和管理法规尚处于真空阶段，因此，智能医疗系统的建立应重点处理好以下几个方面：

3.1对智慧医疗系统的建设和引进要采取要科学谨慎的态度

当前是物联网技术的初始阶段，各阶层、各行业对物联网的热情高涨，对物联网美好前景的描述也让对现代化程度要求最高的医疗卫生行业对其充满期待。但在具体推进上，笔者建议采取科学谨慎的态度，不能不顾医院的规模和实际的情况下盲目开展建设工作，浪费财力、物力。建议采取科学合理的态度，在充分理解智慧医疗建设重要性的基础上，从部分大型医院进行试点，重点推 进，逐步取得经验，为全面建设智慧医院做好技术铺垫。

3.2对物联网感知系统应采取统一数据格式标准

目前，在传感器领域，传感器生产厂家较多，感知手段不一而足，标准各异，各种传感器之间，并无统一的标准，为了垄断和控制市场，兼容问题一直不能够实现，这就造成在物联网应用和推广中，感知信息的数据格式不一而足，不能形成统一的集中调控，因此，在物联网的大范围推广前政府必须出面加强这方面的统一领导，制定规范的数据格式标准，使用兼容的信息系统管理软件，使得医院资源能够统一管理，感知到的数据能够共享和合并处理，以提高管控水平。

3.3不同设备采取不同的感知手段有利于降低建设成本

智慧医疗系统的建设涉及的项目很多，各种感知对象读感应资源的反映情况差别也较大，

感知定位的要求又不一而足，因此，如果对所有感知对象采取统一的感知技术手段，不仅很那达到对感知对象的精确掌握，而且会造成大量信息冗余，增加运营成本。因此，要对不同感知对象区别使用不同手段，如普通医疗器械、医疗设备等可以使用二维码、被动式射频标签对其进行标识和感知；救护车、物资车、重大器械等可以采用主动式射频标签，卫星定位等技术进行定位追踪；而一些重要区域可以利用智能传感器芯片对其周边环境进行感知，了解其安全状态。这样，既做到了量体裁衣，又有效节约了成本。

3.4与原有系统有效整合、综合利用的问题。

由于目前很多国营和大型私立医院已经实现了智能视频监控，并且对其他信息系统也采用了较为先进的处理系统，因此，物联网在建设智慧医疗系统的过程中，应充分利用旧有的系统，与旧有系统进行兼容性设计，减少重复开发的成本。

4结束语

智慧医疗系统的建立不仅能够为患者提供方便、快捷、及时、准确的医疗服务，还将大量的人力、物力从繁杂的日常运营管理中解放出来。在为全社会提供全方位的信息诊疗的基础上，向着更广阔的空间迈进。但物联网智慧医疗系统的建立还有很长的路要走，这需要全社会各阶层的共同努力。

参考文献：

[1]周洪波.MZM网络新生活畅想曲[J].oftwareworld,2007,3.

[2]移动通信网承载物联网业务的研究.中国电信股份有限公司上海研究院,2010.3.

[3]黄家柯物联网及其发展策略探讨.广西通信规划设计咨询有限公司,2010,2.

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与此同时，各地政府都将智慧城市列为“十二五”中的建设重点，大力发展云计算、物联网等新兴产业，以实现“和谐”的发展目标。那么，我们离智慧城市还有多远？

改变现代医疗

“过去是PC+PC，人与物相连，现在通过物联网的模式。我们希望能够实现医疗服务模式的创新，从而适应卫生改革的需要。” 卫生部信息化工作领导小组办公室副主任高燕婕表示。

目前，国内普遍存在着看病难、看病贵的问题，而追寻这背后的根源，实际上是医疗资源分布不合理，既存在分配不均的问题，又有着严重的资源浪费。“因此，我们希望通过物联网和智慧医疗带来医疗模式的创新，提高医疗服务质量，改善现代医疗的种种问题。”据高燕婕介绍，卫生部从2008年起，就根据物联网技术在中国的探索和运用，出台了卫生系统信息化建设的相关规划，并探索基于IC卡的医疗一卡通产品的应用。2009年，卫生部首次召开了卫生领域RFID应用大会，围绕医疗器械设备管理、药品、血液等领域进行技术交流。

通过传感技术和物联网，可以控制医疗缺陷。比如利用电子标签加强药物、血液的运输、追溯系统等，提高医疗资料，实现精细化管理，提升医疗服务能力。

同时，物联网也能够在慢性病管理、急性传染病检测等方面发挥巨大作用。数据显示，目前国内高血压的知晓率、治疗率和控制率分别为30%、25%和6%，这意味着有七成高血压患者不知道自己生病、只有1/4的高血压患者得到治疗、不到一成的高血压患者得到有效控制。而物联网的作用就在于对患者追踪，及时发现身体异常并治疗。

除此之外，卫生部还在大力推进电子医疗，以较低的价格把现有的医疗监护设备无线化使各种医疗信息和有限的医疗资源得到高度共享，大大降低公众的医疗成本。我们希望通过智慧医疗来改变传统医疗服务模式，通过远程医疗、自助医疗等缓解医疗资源短缺的压力，提升医疗现代化的服务水平。”高燕婕说。

提高城市管理

2010年上海世博会闭幕式发表著名的《上海宣言》中写道：“城市化和工业化在带给人类丰富现代文明成果的同时，也伴随着前所未有的挑战。人口膨胀、交通拥挤、环境污染、资源紧缺、城市贫困、文化冲突，正在成为全球性的问题。” 为此，中国各大城市开始把“和谐城市”作为目标，通过构建智慧城市改善民生。

“我们把智慧成都归纳为‘智能的城市，智慧的生活’。” 成都市经济信息中心副主任、总工程师郭念东说，建设智慧城市是改善民生，提高面向农村及弱势群体服务水平，应对城市化发展挑战不可或缺的手段。

据介绍，成都市以建设“世界生态田园城市”为目标，积极通过云计算、物联网等新兴技术建设信息化，已经实现了生猪蔬菜产品质量安全可追溯、水电气智能调度、重点污染源自动控制预警、应急联动指挥、网上政务大厅、流动人口服务管理系统，智能乡村信息服务等一批城市的智能应用系统。

除成都以外，北京市也在数字北京的基础上，开始了智慧北京的规划建设，包括人口精确管理、交通全面智能、平安城市、绿色集约政务网络体系等。

北京市信息资源管理中心主任彭凯告诉记者，北京正在建设全市范围内的政务物联网应用平台和政务云计算平台等，同时提升现有的设施，进一步完善政务信息资源共享交换平台和移动电子政务管理平台。

“物联网和智慧城市的应用，能够有效地促进政府职能转变，把政府的行政资源进行整合。”专家指出，目前有些地区已经把行政资源覆盖到村级，借助信息化手段，对村镇平台进行管理，使老百姓办事都有了统一的入口。

突破“最后一公里”

“信息化一直在强调‘最后一公里’的问题。而智慧城市建设最终能不能真正落地，实际上也是‘最后一公里’的问题。” 清华同方物联网应用产业本部副总经理王恩勇说。

实际上，对绝大多数把智慧城市和物联网放在战略高度来发展的城市而言，尽管拥有十多年的信息化累积，但面对新技术、新应用，以及城市化建设中的种种问题，打近“最后一公里”变得正越来越紧迫。

首先，在作为基础设施能力的云计算中，“我们感到最大的问题有两个。”彭凯说，一是如何利用已有的IT投资发展云计算和虚拟化，尤其是现有的分离式系统，哪些该淘汰、哪些继续并存难以把握；二是云计算环境下，信息安全架构面临重新确立，而个体应用的安全和整体云环境的安全体系也需要建立新的规则。

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当智慧城市逐渐在全国各个区域生根、发芽时，有一个影响其是否能够最终开花、结果的重要因素似乎被很多人忽略了，那就是智慧城市的信息安全。

近日，杭州安恒信息技术有限公司（下文简称安恒信息）总裁范渊接受了《中国计算机报》记者的独家专访，将其对智慧城市信息安全的独到见解告诉了记者。

安全需求大时代来临

“最初，计算机兴起，计算机病毒就随之而来，用户也就有了防毒的需求；后来，互联网兴起，用户就有了网络防病毒和防网络攻击的需求；再后来，Web2.0流行，用户就产生了Web安全和数据安全的需求。与之相类似的，随着智慧城市建设的广泛开展，也必然会产生安全的需求。智慧城市是一个大时代，这也将是信息安全需求的大时代。”范渊认为。

在范渊看来，智慧城市不是一个应用系统，而是一个庞大的、体系化的工程，是新一代信息与通信技术支撑、知识社会下一代创新环境下的城市形态。显然，新一代信息和通信技术的广泛应用，就会带来信息安全问题的增加。

“首先，我们目前面临的信息安全问题在智慧城市中依然会存在；其次，智慧城市利用了新一代的信息和通信技术，如无线网络、物联网技术、大数据技术、数字空间技术、全球定位技术、新型计算终端技术……这些新技术都会产生一些新的安全漏洞，带来一些新型的安全威胁；第三，智慧城市的发展开启了如智慧交通、智慧电网，智慧医疗等相关的更多国计民生和城市基础设施业务领域的应用，这些应用在安全性上有更高的要求；最后，随着社会的发展，政府、企业和个人对信息安全的要求也越来越高，政府的安全监管也越来越严，新型的安全需求也逐渐涌现出来，比如说个人信息和隐私保护等需求会在智慧城市发展的过程中受到越来越多的关注。”范渊告诉记者。

物联化将威胁放大

通常认为，智慧城市是以物联网和感知技术为基础的。当城市运行的各类数据能够采集上来，才能谈到根据各类数据进行分析，最终实现城市的“智慧”运营。

随着物联网技术的发展，以物联网和智能感知为基础的应用会变得非常的强大，将带给人们梦寐以求的生活智慧和前所未有的用户体验。其原因在于物联网应用能够采集海量的城市（地球、乡村）相关的各种数据，经过整理、分析等大数据处理后，得到非常有价值的知识和预测信息，为人们提供更好的服务和决策支持。范渊认为，这才是智慧城市的根本。当然，物联网等泛在网络的普及虽然会对目前以互联网为基础的网络结构产生影响，但并非革命性的，它是对互联网功能的强大扩充。

“凡事有利必有害，物联网应用在给人们提供更好的服务和决策支持的同时，也带来了物联网产生的新的安全风险。比如，智慧城市的关键在于数据，这些数据被合法使用则为人民谋福利，但是万一被非法使用则可能会带来灾难性的危害。”范渊向记者描绘道，“电影《虎胆龙威4》中描述了一个利用网络攻击令国家陷入‘全面性瓦解’的景象。在智慧城市所提倡的全面物联、透彻感知、深入智能化以及在任何时间、任何地点、多设备接入网络的环境中，城市一旦遭到高等级的恶意攻击，电影中的景象就有可能成为现实。试想一下，如果能够掌握物联网应用的控制系统对一个城市的水、电、油、气、交通进行控制，那该是一种多么恐怖的景象。”

发力各行业的应用安全

安恒信息是一家应用安全和数据库安全厂商，结合各个行业应用的典型特征，安恒信息将发力智慧城市的安全服务。

“在政务、医疗、社保、交通等智慧城市的热点行业中，由于服务内容、形式、制度要求、用户特征不同，在应用安全方面各自也有自己的特点。比如政务可能要求在特定的时间段工作，医疗服务的可用性要求比较高，社保的数据完整性要求比较高，交通的实时性和数据准确性要求比较高。安恒信息在为各行业设计智慧城市建设的信息安全解决方案时，会全面考虑其各自应用安全方面的特点，并量身定制合适的解决方案。”范渊向记者介绍，目前安恒信息在行业应用方面的典型案例非常多，比如国家级智慧政务安全监测解决方案、某部委全业务全过程综合安全审计智慧解决方案、智慧教育安全防护综合解决方案，智慧交通信息安全综合解决方案，智慧医疗信息安全审计解决方案等。

范渊认为，无论政府、市民还是企业，从技术角度上看，智慧城市的这三种角色是一体的，都是信息安全的服务对象。“安恒信息作为一家信息安全公司应该同时满足三者的安全需求，区别在于他们在某个具体的应用中角色不同。他们同为用户，但也是应用或设施的所有者或经营者，还有可能是信息安全的监管者。”范渊表示，“安恒信息需要与政府的信息安全监管部门紧密配合，跟进信息安全监管的要求。同时需要为政府和企业的智慧领域应用提供相应的安全产品和服务，做好智慧领域应用和设施的安全保障工作，进而满足市民的各种信息安全保障需求。”

顶层设计并逐步推进

不可否认的是，我国智慧城市的建设还处在起步阶段，这也决定了不可能一步到位建设成一个和智慧城市相适应的安全体系，而需要逐步推进。“但逐步推进与做好顶层设计并不矛盾。个人认为，首先国家可以从监管层面去做顶层设计，提出在现阶段智慧城市建设所必须要遵守的基本要求。其次各智慧城市应用建设单位应该在智慧城市建设的过程中同步做信息安全的规划、设计。再次，信息安全研究和服务单位应该提前着手智慧城市相关信息安全技术、产品以及服务的开发工作。”范渊认为。

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生活物联网

细数杭州交通、医疗、旅游等智慧城市建设工作，不难发现，为老百姓提供更加方便快捷的智能化信息服务，切实让老百姓体会到“智慧城市”以及物联网给生活带来的便捷，是主要工作的出发点。杭州市经信委有关负责人曾表示，所谓杭州在建设智慧城市过程中的物联网技术应用就是要将后台的服务终端与老百姓手中的智能终端设备相结合。比如，市民卡是各地智慧城市建设的先行，杭州市民卡的最大特点是融合公共交通、医疗、刷卡消费等功能于一身。

对于市民出行难这一问题，杭州今年将在“智慧交通”建设方面，推广以“交通·杭州”为代表的各类智慧基础设施、智能应用终端，以智能信息载体对接丰富的交通出行信息、公共服务信息、政务信息，让杭州市民享受到更加便捷、个性化的服务。只要你有一部智能手机，同时能够接入因特网，你就可以通过该应用，查询到相关交通信息，实现公交车、公共自行车、地铁、水上巴士和出租车“五位一体”的无缝换乘，可以免费实现出租车的便捷叫车服务等等。杭州市交通运输局通过将GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置为代表的物联网、地理信息等新技术运用到整个交通系统，建起了一个更大范围的综合交通管理调度体系。通过车载智能终端经定制消息向监控、调度中心发送当前车辆业务或者路况拥堵信息。然而，交通在“智慧杭州”手机门户中只是其中一个附属板块。在研发时，“智慧杭州”客户端采用智能插件、应用容器等先进技术，内容覆盖政务、交通、旅游、公共事业、生活、医疗、教育、金融等多个方面，一方面整合各方面的信息资源，一方面深化对手机应用数据的挖掘，提高服务的智慧化水平。

开拓应用市场

浙江是国内物联网技术研发和应用研究的先行地区，在关键技术攻关、新型传感元器件制造、商业化应用开发以及网络运营服务等方面已形成国内领先优势。随着杭州市物联网技术应用的不断成熟，物联网产业的不断发展和技术应用领域的不断深入，围绕公共管理与服务、不同领域和行业、个人及家庭等应用领域，开展物联网设备和应用系统工程整体解决方案设计、技术产业化与标准化工作，市场应用也从交通、环保、安防、医疗等领域向传统产业领域不断扩大，技术创新力度也在日趋加大。

在应用方面，浙江好络维物联网络技术有限公司投资2700万元，建设“桐庐县生理参数监测惠民关怀项目”，项目惠及桐庐全县110个村级卫生站，收到了很好的社会和经济效益；天马轴承股份有限公司与浙江力太科技公司合作，对车间进行物联网技术改造，提高设备的利用率和产品数量，降低生产成本；杭州荣业家具有限公司，运用RFID技术进行智能化物流仓储应用，产品实现可视化，提高信息准确性，降低人为失误和仓储物流成本。

在高端技术研发领域，杭州聚光科技“重金属污染综合防治成套监测技术装备产业化示范项目”采用国内首创的“大气/烟气重金属在线分析”和国际领先的“新型顺序注射分析”等具有企业自主知识产权的关键技术，获得国家发改委及省配套资金1350万元。浙大网新自主研发了用于高速列车传感控制网专用芯片、小型化低功耗智能列车车载感知网络网元设备、工业用智能阵列传感器，获得13项自主知识产权；东方通信通过自主创新研制出国内首套具备自主知识产权的TETRA数字集群通信系统，具有高可靠性、高安全性、高性价比、易用性强等优势，大幅降低了建网和维护成本，而且提高了行业专网系统的安全性。

高新产业园

今年初，由杭州市经信委牵头编制的涉及先进装备制造、电子信息制造、软件和信息服务、电子商务服务、物联网、生物医药、新能源、节能环保、工业设计、化纤、精细化工、食品饮料、钢结构等13个重点产业的《杭州市物联网产业创新发展三年行动计划（2013-2015）》正式出炉。规划中指出，“到2015年，全市先进装备制造产业规模以上企业实现销售产值将超过6000亿元；电子信息产业主营业务收入超过4000亿元；软件和信息服务业增加值占全市GDP的比重达到10%以上；电子商务服务业总收入全国城市排名第一，年均增长55%以上。”

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刚刚过去的两会,总理在政府工作报告中首次提及物联网,众多代表委员也聚焦物联网,建议把它作为国家

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第3步:现在设置好摄像头的监视区域,返回程序主界面单击“SupervisionStart supervision”启动监控。这样一旦家中的监控区域显示有活动图像,SupervisionCam就会将图像保存下来(一次5张)并作为邮件附件发送到139邮箱,139邮箱又会发送邮件通知短信到我们手机上,如果情况不对就可以马上报警或进行其他处理了。对于支持图片预览的手机,还可以使用GPRS连接到139邮箱查看监控图片。

趣味物联网体验2:联网减肥秤

摄像头和手机互联并不神奇,在未来科技设想中,家中几乎所有物品都可以相连。比如联网减肥秤就可以实现你的体重和冰箱相连呢:你正在减肥,清早起床洗了一个澡,顺便在秤上称一称体重,接着锻炼后准备吃早餐,这时你会发现,冰箱的门打不开了──原来秤与冰箱是联网的,秤“发现”你体重超标后就及时向冰箱传达了这个信息,于是冰箱向你发出警示,希望你不要打开冰箱吃东西。

实战2:路盲MM出行,家人随时关注

相联物:地理位置+GPS+手机

对于一个超级路盲MM,出门在外家人总不放心,就怕她一不小心迷路,问她身处何地也一脸茫然。对于这些用户,我们可以使用免费手机在线定位软件maply来追踪MM的足迹。

第1步:确认你的手机支持蓝牙(用来外接GPS模块或内置GPS)并支持JAVA(用于安装所需软件),开通GPRS(用于传输地标文件)。接着到,找到类似“GPS在线轨迹实时监控:具体时间 你设置地标名”主题的帖子,打开后就可以追踪到MM的足迹啦(见图5)。

实战3:追踪笔记本盗贼

相联物:笔记本电脑+跟踪软件

国外一位网友通过GadgetTrack跟踪软件,在笔记本失窃后拍下使用者照片,连同上网IP一起传到原主人的邮箱,从而找回失窃的iMac。这个理论上是可以实现的,国内也有一款类似软件。

首先从下载安装“007帮得”,按提示注册后登录软件,启动保护选项,然后再打开网站进入论坛,点击“个人服务”会发现有一个“防盗追踪”选项,打开可以看到有开启追踪和关闭追踪的功能,下边有IP地址显示(见图6)。

开启追踪功能后,假如本本不幸丢失,只要对方用本本上网,他的IP地址即会被网站跟踪到,并能显示出地理位置。我经过多次测试后发现,IP段所在地址提示基本正确,但在不断更换IP的情况下网站记录数据不是很完整。另外显示的只是大致的地理位置,还做不到精确定位,所以只能是提供一个参考,目前实用价值并不高。

不过真正有用的防盗软件,我相信很快就能出现的。

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【关键词】 智慧城市 建设 典型应用 挑战

2008年，IBM公司首先提出“智慧地球”概念，并于2010年正式提出了“智慧城市”愿景，将城市中的水、电、油、气、交通等公共服务资源信息通过互联网有机连接起来，智能化作出响应，更好地服务于市民学习、生活、工作、医疗等方面的需求，以及改善政府对交通的管理、环境的控制等。《著云台》认为智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新（创新2.0）环境下的城市形态。以实现技术而言，智慧城市建设要求通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。党的十报告明确提出了2020年全面建成小康社会的主要目标，并强调走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路。智慧城市建设则成为实现这一目标的有力工具，通过智慧的经济、智慧的运输业、智慧的环境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理等方面实施各种应用，更好地促进城市人居环境的改善和可持续发展。

一、智慧城市概述

1.1 智慧城市概念

智慧城市是指在城市发展过程中，在城市基础设施、资源环境、社会民生、经济产业、市政管理领域中，充分利用物联网、互联网、云计算、智能科学等新兴信息技术手段，对城市居民生活工作、企业经营发展和政府行使职能过程中的相关活动与需求，进行智慧地感知、互联、处理和协调，使城市构建成为一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统，为市民提供一个美好的生活和工作环境，为企业创造一个可持续发展的商业环境，为政府构建一个高效的城市运营管理环境。

1.2 智慧城市的特征

一是全面透彻感知：立体传感、智能识别、分析处理、和谐运行。二是宽带泛在互联：依托宽带网络实现人与人、物与物、人与物之间的全面互联互动。三是智能融合应用：云计算、海量数据存储、智能融合，实现随时、随地、随身、随意应用。四是以人为本的可持续创新，实现全民参与，创造社会协同的开放创新空间。

1.3 “智慧城市“与“数字城市”的关系

在日常工作和生活中，经常看到另外一个概念“数字城市“，那它与”智慧城市“是什么关系呢？“智慧城市”是“数字城市”发展的高级形态。“数字城市“是应用计算机、互联网、多媒体等技术将城市地理信息和城市其他信息相结合，从技术和体制两方面为实现数据共享和互操作提供了基础，注重数字化在各行业、各领域的深入应用。“智慧城市”基于“数字城市”的信息化基础，综合利用物联网、云计算、决策分析、智能识别等新一代信息技术，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用的城市。“数字城市”通过使用信息化手段再现城市，行业信息化过程相互分割、相对封闭，注重信息数据的产生和积累，以信息化提升传统城市运营效率。“智慧城市”则通过使用信息化手段自动、实时、全面透析地感知城市，在宏观上更开放、整合、协同，以更好地发挥城市的效能；注重数据应用模型的建立，以智慧化提升城市运营水平。

1.4 我国智慧城市的发展

城市信息化经历了数字化、网络化建设后，正在向智慧化方向发展。数字化主要体现为城市公共信息、市民服务信息、个人社会信息转化为数字化计算资源；网络化主要是通过网络实现城市信息共享，在区域内将分散的信息互联成为数据；智慧化主要是通过云计算、物联网等技术整理、加工、分析资源，协同工作，智慧互动，“智慧城市“是城市信息化发展的高级阶段。国内”智慧城市“发展迅速，从概念提出，到规划建设只用了短短3年的时间：2009年，首次提出”感知中国“概念；2010年，全国两会首次将物联网与智慧城市列入政府工作报告；2011年，国家和地方政府”十二五“规划提及智慧城市建设；2012年，有超过150个城市将智慧城市列入”十二五“规划或制定了行动方案。

二、智慧城市建设

2.1 智慧城市建设要求

在需求和技术的双驱动下，"智慧城市“以改善民生和服务作为建设导向，更加注重底层的物联感知、信息的共享协同、应用的创新发展，这就对智慧城市的业务发展、支撑提供和技术应用提出了较高的要求。对于通信运营商，一是业务要创新，面向政府、企业与公众客户群提供融合信息服务，积极参与应用创新；二是支撑要完备，规划先行，但更需要重视平台建设、业务运营、设备维护等全环节的支撑；三是技术要融合，提供融合了物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术，提供无缝连接的网络。

2.2 智慧城市建设内在需求

“智慧城市”是一种发展城市的新思维，政府通过智慧城市建设推进城市生产、生活和管理方式创新，解决城市发展过程中面临问题，提升政府服务价值，创造产业经济价值，体现民生社会价值，最终达到“强政、兴业、惠民”的目标。强政主要体现在完善城市功能核心系统，优化管理模式，提升效率，建设服务政府。兴业主要体现在提高本地GDP，促进城市产业转型发展，保持经济可持续性。惠民主要体现在构建和谐环境，引导创新应用，提升信息化生活品质。

2.3 智慧城市建设的关注重点

在民生与服务方面，重视创建和谐环境，提升服务水平，提高经济水平，提升生活品质。在创新与发展方面，全社会共同参与，进行业务应用创新与体验。在共享与协同方面，摆脱信息孤岛，通过公共信息平台，实现信息资源互联互通，部门间高效协同。在物联与感知方面，网络基础设施水平持续提升，城市公共设施物联成网，实时感测。

三、智慧城市建设典型应用

智慧城市主要服务“信息强政、信息兴业、信息惠民”3大领域，主要分为公共应用类业务、行业应用类业务和个人应用类业务，涵盖政务、金融、交通、医疗、安全、能源、文教、物流等各个方面。

3.1 公共应用类业务典型应用

智慧城市公共应用业务通常为政府向公众提供的广泛，是一种广泛的公共资源。

智慧公共安全，通过建立全数字化城市监控系统，将遍布城市各个角落的“智慧之眼” 视频监控探头全部纳入系统，警方可借助该系统破获街头盗抢案件及其它各类安全问题。保安押运3G智能监控可以将全市押运车全部实现定位、监控等功能，实时监控、调度、组织，更增强了押运车辆的安全保障。智慧城管则解决了传统城市管理中责任单位职责不清、推诿扯皮、缺少有效监管的问题。

智慧医疗从药品监管、医院移动查房、医学影像云存储等医疗行业信息化项目入手，一是实施药品电子监管项目，实现药品溯源。二是实施移动医疗应用系统，实现移动查房信息化。医务人员通过该系统可以浏览和查看病人的电子病历、最新的检验和检查报告、PACS影像、已执行或正在执行的医嘱，实现病人身份识别，实时下达新的医嘱。三是实施医学影像信息系统，实现无胶片影像管理，运用云存储技术，提供数字化影像管理方法。

智慧校园是以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括实验室、教室、设备等）、资源（如公文、图书、讲义、课件等）、到活动（包括教、学、科研、管理、服务、办公等）的全部数字化、智能化，在传统校园的基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，从而提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化，达到提高教育管理水平和效率的目的。

3.2 行业应用类业务典型应用

智慧城市行业类业务是与企业信息化紧密结合的一种延伸，它服务于企业，也是企业向外披露和展现的重要手段。

智慧物流：是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维、感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。即在流通过程中获取信息从而分析信息做出决策，使商品从源头开始被实施跟踪与管理，实现信息流快于实物流。即可通过RFID、传感器、移动通讯技术等让配送货物自动化、信息化和网络化。

智慧高速是一种免费的出行服务产品，依托强大的云平台和呼叫中心人工坐席，在传统导航软件的基础上，还为用户提供人工智能导航、高速公路实时路情查看与沿途播报、高速公路实时视频监控沿途查看与在线点播，以及报警、咨询、互动、娱乐等全方位的驾乘服务。任何时候点都可通过语音方式轻松获得人工导航、路况咨询、电话代办、音乐视频、信息娱乐等服务，着力保障驾乘人员方便、安全、绿色出行。

智慧水利采用应用一体化设计的无线应用平台，通过资源列表区分应用，涵盖移动办公、移动视频监控、水利门户网站、三防决策支持、移动视频会商、小水库监管、综合服务信息等10多项功能。通过该平台，水利三防单位及部门将随时随地地利用3G移动通信高速网络安全接入水利信息系统，一是实现水利三防信息报文的移动查询和处理。包括水库、江河水位视频监控实时查询，水、雨、工情、气象实时三防决策信息查询等，为防汛抗旱、办公管理等重要工作获得及时、科学、便捷的决策参考。二是实现移动化的水利三防应急会商调度系统。通过交互式视频调度，利用智能手机方式实现应急指挥，实现召开视频会议、进行视频对讲，实现视频录像上传等功能，提高三防应急决策、指挥管理效率。

智慧照明，由于城市照明涉及地下管线、供配电、道路、桥梁、绿化资源等公用设施，各专业单位在建设、管理方面自有一套相对独立的管理体系，面临着资料分散、数据不完整所带来的协调管理难、运行效率低等问题，严重制约了对照明设施进行监管和养护等相关工作的效率，也严重制约了城市高效发展的后劲和城市管理效能的提升，在此背景下，亟需建设城市照明监控管理系统对市政设施的监控进行有效的监管和维护，实现设施监测智能化、档案资料电子化、养护管理智能化、实施决策科学化。

3.3 个人应用类业务典型应用

目前智慧城市的个人业务应用还较少，主要是由于产业链缺乏和缺少市场推广。随着移动互联网的发展和智能终端的引入极大丰富了个人应用的体验，推动了实时高清电视、3D在线游戏等高速低时延应用的发展。

智慧旅游可通过云计算、物联网、人机交互、地理信息技术和异构融合技术，打造统一门户和平台，实施旅游信息交互、旅游服务、旅游管理和旅游营销等。游客可通过互联网/移动互联网，借助便携的终端上网设备，及时旅游资源、旅游经济、旅游活动、旅游者等方面的信息，方便安排和调整工作与旅游计划，从而达到对各类旅游信息的智能感知。

四、智慧城市建设面临的挑战

建设“智慧城市“泥沙俱下。目前中国已有230多个城市提出或在建“智慧城市“，蜂拥而上重复建设、信息安全等问题也随之而来。如国家层面缺乏总体协调、明确的发展思路、统一的技术标准和服务规范；重复建设、资源浪费、智慧城市产业带动效果不明显；国产软硬件产品的总体技术性能、产品成熟度与国外相比尚有明显差距，不能完全满足党政信息系统和重点核心业务的需求等。

将智慧城市片面理解为数字城市。很多时候人们容易把智慧城市和数字城市混为一谈，简单地理解为把各个部门的电脑连在一起、网络连在一起，就形成了一个网络化的智慧城市了，其实数字城市只是智慧城市的一个基础内容，只是将信息集成数字化，而智慧城市则是在数字城市的基础上实现智能化的飞跃。

智慧城市建设模式各有差异。智慧城市建设正在我国各地如火如荼地开展，概括其建设方式主要有三种：一是技术工程项目建设型，把智慧城市当做技术工程项目来做。二是数字城市的扩充型，停留在数字城市的建设，缺乏对数据的智慧处理能力的开发。三是智慧能力建设型，具有业务云存储、网管、终端一体化的智慧，具有市民主体、城市公共服务力量、依法监管等人、机、物的系统协同服务能力，具有基础标准与应用业务标准相统一的标准规范等，这是目前理想的建设模式。

建设“智慧城市“网络条件尚有待加强。如技术上没能开发”一揽子“解决问题的业务操作系统软件，不能真正”一卡通“；再如各类网络自成体系，相容性低。还有网络的”最后一公里“重复建设大，小区入户重复率高，不利于家庭、社区物联网与骨干网的有机对接和业务开发等。

篇7

关键词：智慧城市 信息系统 关键能力 物联网 云计算

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0031-02

1 城市信息化的发展趋势

信息化时代瞬息万变，移动互联网、物联网、云计算技术方兴未艾，其增长速度超出人们的想象。互联网应用从只能读取内容的Web 1.0时展到人们可以参与共享内容的Web 2.0时代，再到现在已悄然迈进的智能化的Web 3.0时代；管理信息化应用从关注组织内部事务处理到关注组织内部工作流程，又在向组织内外协同处理的诉求发展。人们的信息化生活、生产活动逐渐从封闭、单一走向开放、智能，正迈向协同处理、信息智能的时代。城市作为人们生活和生产的载体，将无可避免地与信息产业技术发展趋势相结合，从而衍生出具备智能的城市级信息系统。智慧城市信息系统作为信息产业新技术融合的产物，将控制和协同城市居民的生活和生产活动，使之更加便捷、高效、安全、和谐。

可以将城市比作一个有机的生物体，而将其信息系统比作生物体的神经系统。高等生物的神经末梢感受体内、体外环境的信息，通过周围神经传递到中枢神经进行整合加工，再经周围神经控制、协调生物体内部各系统的功能以及生物体和外部环境的平衡。物联网感知和控制终端是智慧城市的神经末梢，宽带通信基础网络构成周围神经系统，而云计算数据中心作为城市智慧的大脑，三者共同构成智慧城市信息系统，以协调城市这个庞大的生物体各系统的运转，以及城市和自然环境的平衡。城市将愈发依赖于这种高度互联、高度协同的智慧信息系统。

2 智慧城市的概念和关键能力

智慧城市是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活为特征的城市发展新模式，是信息化向更高阶段发展的表现，具有以更强的集中智慧发现问题、解决问题的能力，因而具有更强的创新发展能力。我们认为，智慧城市是物联网行业应用的综合性集成，并通过感知数据的统一集中管理、海量信息的智能化处理，形成面向城市管理、控制与服务的应用模式。其建设和发展目标是围绕城市的可持续发展，提供全面感知的、有效控制的高效管理和优良服务。

智慧城市应具备以下三个信息化关键能力：

（1）信息的全面感知能力

城市中布有大量的感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到人们生活、生产以及城市环境的多种信息元数据。

（2）海量的数据处理能力

具备海量的跨部门、跨行业异构数据的存储能力，能够对海量异构数据进行高效分析、计算和处理的能力，并且能够构建基于数据分析和知识管理的智能应用能力。

（3）智能的管理服务能力

在形成支撑智慧城市的行业智能应用的基础上，建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台，为居民生活和各行业生产提供普适的、智能的应用与服务。

3 物联网和云计算技术

智慧城市信息系统是一个面向城市管理、控制与服务的体系，它统一集中各行业数据与信息资源，为跨部门、跨行业建立协同处理和智能控制平台（见图1）。

对智慧城市关键能力的分析可以看到，物联网和云计算能够为构建智慧城市信息系统提供技术支撑，它们在宽带通信基础网络的支撑下构成智慧城市信息系统的信息感知端和信息处理端。一方面，物联网渗透入各行业，提供全面的城市感知和控制网络。另一方面，云计算数据中心提供面向各个物联网行业应用的集成，面向用户和终端提供整体的智慧城市应用服务平台。两者之间由普遍覆盖的宽带通信网络在平台与终端之间提供网络环境支撑。云计算构架在宽带通信网之上，物联网将主要依赖宽带通信网来实现有效延伸，通过云计算模式可以支撑具有业务一致性的物联网集约运营。

3.1 物联网技术在智慧城市中的应用

物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络衍生，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知、识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。物联网的网络架构可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。物联网的关键技术包括传感与RFID融合技术、识别与环境感知技术、物联网节点及网关技术、物联网通信与频管技术、物联网接入与组网技术、物联网软件与算法、物联网交互与控制、物联网计算与服务等。

物联网的应用渗透智慧城市的方方面面，可以为智慧城市信息系统的感知和控制提供全面支持。这些应用概括起来有：（1）工业，如生产过程控制、供应链管理、能耗控制等。（2）农业，如农作物精细灌溉、生长环境监测、农产品流通追溯等。（3）商业，如自动贩卖机、POS终端等。（4）金融服务，如“金卡工程”、二代身份证等。（5）交通，如交通流量监控、交通信号控制、电子收费、定位导航、车辆状况诊断等。（6）电力，如智能变电站、智能用电、配电自动化等。（7）医疗卫生，如远程诊断、医疗废物监控等。（8）教育，如图书信息推送、远程教育等。（9）家居，如门禁、安防、电气设备远程控制等。（10）环境，如有害物质监测、气候环境监测等。

3.2 云计算技术在智慧城市中的应用

社会经济和信息化大发展，尤其是移动互联网和物联网应用的发展，提出了对海量信息的处理与低成本、普适化、智能化应用的需求。云计算因这些需求快速发展，获得了显著的商业成功。云计算是一种新的计算方法和商业模式，即通过虚拟化、分布式存储和并行计算以及宽带网络等技术，按照“即插即用”的方式，自助管理计算、存储等资源能力，形成高效、弹性的公共信息处理资源，使用者通过公众通信网络，以按需分配的服务形式，获得动态可扩展信息处理能力和应用服务。如果从计算效用的角度来看，云计算通过虚拟化技术形成可管理的弹性的资源池，充分提升机群的CPU和存储的利用率，又通过分布式存储技术和并行计算技术，充分利用机群并行处理的强大计算能力和快速响应能力，并通过中间件层对上层应用透明。构建智慧城市一体化智能控制服务平台，需要处理对城市各方面的生活、生产活动以及环境的感知数据，运用统计学、机器学习、专家系统和自动规划等多种方法，从原始数据中挖掘相关信息，提炼出信息中蕴涵的知识，发现规律，提供智能的城市管理、控制和服务。对海量信息的快速处理和智能挖掘需要巨大的存储能力和计算能力，云计算的海量数据分布式存储和并行处理能力为实现人工智能提供了重要的途径。

4 智慧城市信息系统的总体框架

智慧城市的总体框架，包括物联网感知和控制层、云计算数据中心、数字化平台、管理中心和应用五个层次。

（1）普遍部署的物联网感知终端对城市系统和环境进行感知与采集，通过宽带通信网络对感知信息进行传送；（2）在云计算数据中心对信息进行汇聚、提取和处理；（3）在数字化平台实现行业集成的应用接口整合；（4）通过业务管理平台实现用户、业务、数据、安全、认证、授权和计费等管理功能；（5）最后实现各行业的应用服务。另外，标准、法规的完善和全局的统筹规范有利于保障整个信息系统的管理和控制，保证智慧城市的建设和运营，使系统真正具有智能运营、交付和服务能力。

5 智慧城市信息系统的网络拓扑

智慧城市信息系统是智能的开放的系统，其网络拓扑以城市数据中心为核心，以物联网终端为触角，由内而外分为六层。

（1）城市数据中心包括网络数据中心、业务数据中心和用户数据中心，共同构成城市数据系统。各种终端、传感器和网络捕获的多种信息元数据汇集到城市数据中心，利用云计算分布式数据存储和并行计算技术支撑专家系统、机器学习和自动规划，对数据进行分析和处理，对网络、业务、终端提供协同和智能的一致性控制、服务和管理支撑，从而构建城市级的人工智能系统，使管理、控制和服务具有智能的特性。（2）云存储、云计算和云网络设备构成的云资源系统为城市信息系统提供云计算的能力，使其具有强大的计算能力与共享服务能力。其中，云交换机和云路由器是一种新型可编程、可虚拟化、自适应和智能调度与资源共享构成的精简架构，即智能交换机和智能路由器，可以支持各种协议，实现接入普适化和控制智能化。（3）能力引擎系统提供资源和支撑能力的开放使用。其中，数据分析能力基于特定的计算规则，对结构化数据和非结构化数据进行计算处理，以期从海量信息中得到规律性的认识。（4）智能接入网关将传感器终端接入云中，屏蔽不同传感器终端的差异，进行不同终端接入的智能适配，实现统一接入。由于各种终端拥有的资源不同且动态变化，需要智能接入网关层进行自动发现识别和智能适配。（5）终端指感知和控制，以及应用服务获取的末端设备，广义的包括PC、手机、传感器、云终端以及各类具有计算与通信能力的设备（如：相机、电视机、播放器、冰箱、空调、洗衣机等）。

6 智慧城市发展建议

智慧城市的建设和发展需要现代信息通信技术支撑，需坚持开放合作与自主创新相结合，突破海量数据处理、智能终端系统、智慧化产业支撑平台等关键技术。

另一方面，也需要依靠政府和行业主管部门制定发展规划和扶持政策以大力推进智慧城市建设，从而构建良好的产业发展环境和配套措施，建设宽带、普遍部署的通信基础网络。同时，需要推动跨行业联合制定统一的标准体系研究，实现通信、数据、信息、应用、服务的协同。此外，还需要通过立法和监管，实现数据共享，提高信息管理水平，建立数据的隐私保护和信息安全管理机制。有了以上四个方面的共同保障，才具备打造一流的智慧城市服务环境，汇聚规模化的产业集群，实现规模经济和现代服务的条件。

参考文献

[1] 邹佳佳，马永俊.智慧城市内涵与智慧城市建设[J].无线互联科技，2012（4）：69-71.

篇8

关键词：智慧城市 信息系统 物联网 云计算

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0016-02

1 城市信息化的发展趋势

信息化时代瞬息万变，移动互联网、物联网、云计算技术方兴未艾，其增长速度超出人们的想像。互联网应用从只能读取内容的Web 1.0时展到人们可以参与共享内容的Web 2.0时代，再到现在已悄然迈进的智能化的Web 3.0时代；管理信息化应用从关注组织内部事务处理到关注组织内部工作流程，又在向组织内外协同处理的诉求发展。人们的信息化生活、生产活动逐渐从封闭、单一走向开放、智能，正迈向协同处理、信息智能的时代。城市作为人们生活和生产的载体，将无可避免地与信息产业技术发展趋势相结合，从而衍生出具备智能的城市级信息系统。智慧城市信息系统作为信息产业新技术融合的产物，将控制和协同城市居民的生活和生产活动，使之更加便捷、高效、安全、和谐。

可以将城市比作一个有机的生物体，而将其信息系统比作生物体的神经系统。高等生物的神经末梢感受体内、体外环境的信息，通过周围神经传递到中枢神经进行整合加工，再经周围神经控制、协调生物体内部各系统的功能以及生物体和外部环境的平衡。物联网感知和控制终端是智慧城市的神经末梢，宽带通信基础网络构成周围神经系统，而云计算数据中心作为城市智慧的大脑，三者共同构成智慧城市信息系统，以协调城市这个庞大的生物体各系统的运转，以及城市和自然环境的平衡。城市将愈发依赖于这种高度互联、高度协同的智慧的信息系统。

2 智慧城市的概念和关键能力

智慧城市应具备以下三个信息化关键能力。

2.1 信息的全面感知能力

城市中布有大量的感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到人们生活、生产以及城市环境的多种信息元数据。

2.2 海量的数据处理能力

具备海量的跨部门、跨行业异构数据的存储能力，能够对海量异构数据进行高效分析、计算和处理的能力，并且能够构建基于数据分析和知识管理的智能应用能力。

2.3 智能的管理服务能力

在形成支撑智慧城市的行业智能应用的基础上，建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台，为居民生活和各行业生产提供普适的、智能的应用与服务。

3 物联网和云计算技术

智慧城市信息系统是一个面向城市管理、控制与服务的体系，它统一集中各行业数据与信息资源，为跨部门、跨行业建立协同处理和智能控制平台。

对智慧城市关键能力的分析可以看到，物联网和云计算能够为构建智慧城市信息系统提供技术支撑，它们在宽带通信基础网络的支撑下构成智慧城市信息系统的信息感知端和信息处理端。一方面，物联网渗透入各行业，提供全面的城市感知和控制网络。另一方面，云计算数据中心提供面向各个物联网行业应用的集成，面向用户和终端提供整体的智慧城市应用服务平台。两者之间由普遍覆盖的宽带通信网络在平台与终端之间提供网络环境支撑。云计算构架在宽带通信网之上，物联网将主要依赖宽带通信网来实现有效延伸，通过云计算模式可以支撑具有业务一致性的物联网集约运营。

3.1 物联网技术在智慧城市中的应用

物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络衍生，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知、识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。

物联网的网络架构可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。

物联网的关键技术包括传感与RFID融合技术、识别与环境感知技术、物联网节点及网关技术、物联网通信与频管技术、物联网接入与组网技术、物联网软件与算法、物联网交互与控制、物联网计算与服务等。物联网的应用渗透智慧城市的方方面面，可以为智慧城市信息系统的感知和控制提供全面支持。这些应用概括起来有：（1）工业，如生产过程控制、供应链管理、能耗控制等。（2）农业，如农作物精细灌溉、生长环境监测、农产品流通追溯等。（3）商业，如自动贩卖机、POS终端等。（4）金融服务，如“金卡工程”、二代身份证等。（5）交通，如交通流量监控、交通信号控制、电子收费、定位导航、车辆状况诊断等。（6）电力，如智能变电站、智能用电、配电自动化等。（7）医疗卫生，如远程诊断、医疗废物监控等。（8）教育，如图书信息推送、远程教育等。（9）家居，如门禁、安防、电气设备远程控制等。（10）环境，如有害物质监测、气候环境监测等。

3.2 云计算技术在智慧城市中的应用

社会经济和信息化大发展，尤其是移动互联网和物联网应用的发展，提出了对海量信息的处理与低成本、普适化、智能化应用的需求。云计算因这些需求快速发展，获得了显著的商业成功。

云计算是一种新的计算方法和商业模式，即通过虚拟化、分布式存储和并行计算以及宽带网络等技术，按照“即插即用”的方式，自助管理计算、存储等资源能力，形成高效、弹性的公共信息处理资源，使用者通过公众通信网络，以按需分配的服务形式，获得动态可扩展信息处理能力和应用服务。如果从计算效用的角度来看，云计算通过虚拟化技术形成可管理的弹性的资源池，充分提升机群的CPU和存储的利用率，又通过分布式存储技术和并行计算技术，充分利用机群并行处理的强大计算能力和快速响应能力，并通过中间件层对上层应用透明。构建智慧城市一体化智能控制服务平台，需要处理对城市各方面的生活、生产活动以及环境的感知数据，运用统计学、机器学习、专家系统和自动规划等多种方法，从原始数据中挖掘相关信息，提炼出信息中蕴涵的知识，发现规律，提供智能的城市管理、控制和服务。对海量信息的快速处理和智能挖掘需要巨大的存储能力和计算能力，云计算的海量数据分布式存储和并行处理能力为实现人工智能提供了重要的途径。

云计算模式在显著提高资源利用率的同时，降低了对用户终端的要求。往往一个采用嵌入式芯片的终端就能承担起用户终端的功能，用户可以通过简单的终端来获得服务器端强大的计算、存储和应用程序资源。因此，云端高性能计算的支持可以降低传感器终端的复杂性，减少终端功耗，简化终端计算系统的软件结构，使复杂的协同、上下文感知、自适应策略等功能放在云中实现，从而使终端的智能能够得到显著提高。

4 智慧城市信息系统的总体框架

智慧城市的总体框架如图3所示，包括物联网感知和控制层，云计算数据中心、数字化平台、管理中心和应用五个层次。

（1）普遍部署的物联网感知终端对城市系统和环境进行感知与采集，通过宽带通信网络对感知信息进行传送。（2）在云计算数据中心对信息进行汇聚、提取和处理。（3）在数字化平台实现行业集成的应用接口整合。（4）通过业务管理平台实现用户、业务、数据、安全、认证、授权和计费等管理功能。（5）最后实现各行业的应用服务。另外，标准、法规的完善和全局的统筹规范有利于保障整个信息系统的管理和控制，保证智慧城市的建设和运营，使系统真正具有智能运营、交付和服务能力。

5 智慧城市信息系统的网络拓扑

智慧城市信息系统是智能的开放的系统，以城市数据中心为核心，以物联网终端为触角，由内而外分为六层。

（1）城市数据中心包括网络数据中心、业务数据中心和用户数据中心，共同构成城市数据系统。（2）云存储、云计算和云网络设备构成的云资源系统为城市信息系统提供云计算的能力，使其具有强大的计算能力与共享服务能力。（3）能力引擎系统提供资源和支撑能力的开放使用。（4）资源控制节点基于分布式架构技术，屏蔽系统内部复杂的物理和逻辑结构，实现自适应负载均衡能力、带宽汇聚能力、分布式存储能力、动态资源调度能力。（5）智能接入网关将传感器终端接入云中，屏蔽不同传感器终端的差异，进行不同终端接入的智能适配，实现统一接入。（6）终端指感知和控制，以及应用服务获取的末端设备。

6 智慧城市发展建议

智慧城市的建设和发展需要现代信息通信技术支撑，需坚持开放合作与自主创新相结合，突破海量数据处理、智能终端系统、智慧化产业支撑平台等关键技术。

另一方面，也需要依靠政府和行业主管部门制定发展规划和扶持政策以大力推进智慧城市建设，从而构建良好的产业发展环境和配套措施，建设宽带、普遍部署的通信基础网络。同时，需要推动跨行业联合制定统一的标准体系研究，实现通信、数据、信息、应用、服务的协同。此外，还需要通过立法和监管，实现数据共享，提高信息管理水平，建立数据的隐私保护和信息安全管理机制。有了以上四个方面的共同保障，才具备打造一流的智慧城市服务环境，汇聚规模化的产业集群，实现规模经济和现代服务的条件。

参考文献

[1] 邹佳佳，马永俊.智慧城市内涵与智慧城市建设[J].无线互联科技，2012（4）.

篇9

关键词：智慧城市；感知基础层；网络中间层；智慧应用层

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02

一、引言

随着“智慧地球”、“智慧城市”概念的提出，在全球范围内掀起了一股建设智慧城市的热潮，世界各个城市把建设智慧城市纳入到新一轮城市发展和经济发展的重要战略布局中。然而，在智慧城市建设中尚存在诸多问题，特别是什么是智慧城市这个看似简单但又非常关键的问题有待我们进一步认识和厘清。也就是说厘清智慧城市的内涵、本质特征以及基本要素构成是一个尤为重要的关键问题，认清智慧城市的本质就可以防止智慧城市建设中的盲目性，从而实现中国智慧城市建设的科学性、全局性和可行性。

二、智慧城市的内涵

（一）智慧城市发展概述

“智慧城市”首次出现在1984年美国拉斯维加斯的一家以智慧城市命名的产业技术协会组织，欧盟在2007年的《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市（Smart City）”的创新构想，2009年IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”。从2005年开始，我国学者开始借鉴国外智慧城市的建设与发展经验。2009年，国家总理在北京科技界大会上作了题为《让科技引领中国可持续发展》的报告，报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念，标志“智慧城市”的研究引起国家层面的重视。从2010年开始，智慧城市指标体系进入了研究者视野，中国智慧工程研究会了“中国智慧城市（镇）科学评价指标体系”、上海浦东新区了“智慧城市指标体系1.0”。2010年，《中国智慧城市（镇）建设行动纲要（建议案）》由中国智慧工程研究会制定完成，提出未来5年发展100个智慧城市（镇）、200个智慧城区示范区的建设构想。可以预见，在未来的几十年内，智慧城市的建设和发展将成为国内新一轮城市发展与转型的创新点和有力支撑。

（二）智慧城市的内涵

IBM认为“智慧城市”是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。北京大学朱跃生教授认为：数字城市+物联网+云计算+移动互联网=智慧城市。胡宝钢教授认为智慧城市就是对于城市发展过程的集成和复合，即智慧城市是对工业城市、信息城市、互联城市、智能城市、数字城市五个阶段的集成和复合。国脉互联认为智慧城市的本质特征是更加透彻的感知、更加广泛的联接、更加集中和更有深度的计算，智慧城市的“智”指智能化、自动化，是城市的智商；“慧”指灵性、人文化、创造力，是城市的情商。

综上所述，我们认为智慧城市人类城市建设的延续，是从工业城市、信息城市一直到数字城市发展到更高阶段的必然产物。其本质特征是以传感器、物联网、高速无线信息基础设施为基础，以精细、准确、可靠的传感网、互联网等多网融合为传感经络，以数据挖掘、云计算、模糊识别、智能技术等为神经中枢，以智慧经济、智慧产业、智慧技术、智慧管理、智慧服务、智慧医疗、智慧校园、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式和新形态。总之，智慧城市是人类城市化进程中，实现人与环境、人与城市、人与自然高度融合、协调发展的更高阶段。

三、智慧城市的特征

（一）全面感知

更全面更加透彻的感知是智慧城市的基础也是其基本特征，即利用各种传感技术和设备，使城市中需要感知和被感知的人与物可以相互感知，且能够随时获取需要的数据和信息。要想实现全面、透彻的感知是一项非常艰巨的任务，传感技术和设备的发展是关键，传感设备在智慧城市中的广泛嵌入是基础，传感设备在智慧城市中的广泛嵌入形成了智慧城市的“感觉器官”。

（二）可靠传递

在广泛的联接基础上形成可靠传递是智慧城市的基本特征之一，即融合移动互联网、电信网、互联网、物联网形成泛在化的网络承载系统，并安全可靠的将各种采集信息和控制信息进行实时准确的可靠传递。基于广泛联结的可靠传递是智慧城市的信息来源的基础，广泛联结如同智慧城市的“经络”，而可靠传递如同智慧城市传递来自外界的准确“刺激”信息，是智慧城市对外界信息的准确通信。

（三）智能处理

更加集中和更有深度计算的智能处理能力是智慧城市的基本特征之一，即利用云计算、数据挖掘、智能模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据进行快速、集中、准确的分析和处理，并做出智能化的控制与处理。对海量的数据，利用数据挖掘、云计算、模糊识别等智能技术对其进行智能化的处理是实现智慧城市的关键和标志，是智慧城市区别于数字城市的关键点。

（四）人性化管理与服务

智慧原本是对人的灵性的描述，现在移植到城市建设之中，其目的是要实现城市的智能化、自动化、智慧化、人性化等，即城市像人一样也有灵性也有智慧。当城市的运行建立在全面的感知、可靠的传递以及智能的处理的基础之上时，城市也如同人一般具有了灵性和智慧——智慧城市。

四、智慧城市的要素构成

（一）智慧城市的“躯体”：感知基础层

感知基础层是智慧城市的“躯体”与“感觉器官”（如图1所示）。传感设备在智慧城市中的广泛嵌入形成了智慧城市的“躯体”与“感觉器官”，感知基础层的功能是收集现实世界中发生的物理事件和数据，包含各种物理信息量、坐标信息、身份信息、声音、视频数据等，感知基础层成了决定物品是否能感知、能说话的前提条件。数据采集与执行主要是运用智能传感器技术、身份识别以及其他信息采集技术，对物品进行基础信息采集，同时接收上层网络送来的控制信息，完成相应执行动作。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、互联网、通信网等数据采集、二维码和实时定位等技术。感知基础层使整个城市有了“躯体”和“感觉器官”，整个城市既能向网络表达自己的各种信息，又能接收网络的各种控制命令。

（二）智慧城市的“经络”：网络中间层

网络中间层是智慧城市的“经络”，即信息传导系统。它将完成整个城市甚至整个国家范围的信息传递与沟通，通过移动互联网、电信网、互联网、物联网形成泛在化的网络承载系统，并安全可靠的将各种采集信息和控制信息进行实时、准确、可靠的传递，把信息安全、快捷、可靠的送到城市的各个地方，使物体自己之间能远距离、跨领域通信，从而实现城市之间、甚至全球范围内的通信。网络中间层形成了智慧城市的“经络”，“经络”的形成使信息传递有了通道，智慧城市中可靠的传递是是智慧城市的基本特征之一，强大的网络中间层是智慧城市可靠传递的保证。

（三）智慧城市的“大脑”：智慧应用层

智慧应用层是智慧城市的“大脑”。智慧应用层对海量的数据进行快速、集中、准确的分析和处理，并做出智能化的控制与处理，完成物体信息的采集、分析、决策等功能，智慧应用层是物联网的控制层、决策层。物联网的最终服务对象还是人，其目的是要实现城市的智能化、自动化、智慧化、人性化等，智慧原本是对人的灵性的描述，现在移植到城市建设之中，城市也如同人一般具有了灵性和智慧。物联网的应用服务涉及到当今生活、学习、工作的各个领域，如智慧校园、智慧医疗、智慧家居、智慧交通、智慧物流、智慧电网等。智慧应用层是智慧城市的“大脑”，智慧应用层使城市具有了灵性，实现了城市的智能化、自动化、智慧化，使城市更具有人性化和创造力。

五、结论

随着全球范围内智慧城市建设热潮的掀起，我国建设智慧城市已成必然，各级政府已经把智慧城市的建设作为新一轮城市和经济发展的重要目标和推动力。因此在智慧城市建设中我们必须弄清楚智慧城市的内涵、特点和基本要素，研究智慧城市建设发展的规律，充分借鉴全球智慧城市的建设经验，结合各城市智慧城市发展的特点和中国智慧城市建设的特色，探讨出一条可行之路，为我国智慧城市建设和发展做出贡献。

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智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会创新环境下的城市形态，需要综合采用物联网、云计算、大数据、新一代互联网等信息技术，通过综合集成来实现的全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用，形成以人为本的社会化智慧创新和可持续发展的城市形态。 然而，在当前智慧城市的试点建设过程中， 一些城市将智慧城市认为是数字城市的新标签，被某些承建商当做简单集成牟利的新项目。为澄清这些误区、减少浪费免走弯路，本文对支撑智慧城城市建设的物联网、云计算、移动互联网等关键信息技术的整合应用予以说明，以供建设者参考。

一、智慧城市关键支撑技术

智慧城市所需要的关键支撑技术主要涉及物联网、云计算、大数据、宽带互联网等新一代信息技术。物联网提供对城市系统的信息感知和采集，宽带互联网提供感知数据的传输承载，大数据技术提供对采集数据的深度综合分析，云计算技术提供信息应用系统的承载。这几项关键技术需要通过深度整合集成，才能有效支撑智慧城市建设，达到预期的效果。

采用物联网技术，可建立城市的神经网络。通过传感器、图像识别、语音识别、卫星定位、电子标签等感知技术，构建智能化物体的互联感知网络，感知遍布城市各个角落的信息并通过网络传递给城市数据中心。

宽带互联网技术，用来构建高速信息传送网络。承载和传输城市社会运行和生活的各种数据，如城市环境数据、城市运行状态数据、互联网业务数据、物联网数据等等，将这些海量数据传送到城市数据中心。

云计算技术，用来建立城市的信息中枢系统运行平台。各种信息服务和应用架构在云平台上面，用户只需要提出自己对信息服务的需求。计算资源和能力被隐藏在云层后面，主要是虚拟化的城市数据中心，大量异构的服务器、存储和平台被虚拟化成统一的服务资源，信息资源被最大程度地统筹和共享。

大数据技术，将建立城市的海量综合数据库。海量的各类数据，如大量城市环境数据、运行数据、交通信息、博客信息、物联网数据、空间数据、3D数据等等，被采集、存储、分类、挖掘和分析，对复杂事件做出智慧分析和决策支持。

智慧城市通过新一代信息化技术，提升城市管理者对城市方方面面信息的感知能力、信息的分析和处理能力，从而进一步提供有针对性的新服务和新模式。基于多样化、高清化、智能化的面向“智慧城市”的应用解决方案将为智慧城市建设的核心技术支撑。

二、关键支撑技术的整合应用

在技术路线层面，智慧城市关键支撑技术的整合应用和信息化支撑体系的构建，首先要基于智慧城市的顶层架构设计，着眼于整体的城市规划、布局，从整体上对城市信息化建设制定一个完整性的规划，能够前瞻性地确定可实施的整体战略目标，统筹对管理和整体运营设计考虑，设计相关的信息系统整体架构，保障实现整体的最佳效果 。 其次，要制定各系统协同的标准和规范支撑体系，使得标准化和开放性得到协同，从可实现的端到端的标准参考架构和面向应用聚合演进的长期性进行考虑，实现系统的可运营和可管理。

在技术架构层面，智慧城市建设的主要任务是构建智慧化信息支撑体系。利用关键支撑技术，实现城市基础设施智能化、实现各方面信息资源整合、实现社会智慧的汇聚与应用。在城市基础设施的智能化和应用方面， 重点解决交通、通讯、水电、医疗、环境、政务，以及公共安全等重点领域的智能感知问题； 在信息资源整合与智慧汇聚方面，利用云计算和大数据技术重点解决整体运行平台和智慧化分析能力问题。

基于智慧城市信息支撑体统的一个参考整体架构如图1.

整体技术架构

图1.所示的智慧城市整体信息化系统是一种开放式立体体系架构，主要分为四个层面 ：从底层向上依次为感知层、网络层、平台层和应用层。并且将整个网络中的智能处理、计算能力分布到四个层面上：包括感知层的网关层面、网络层的使能控制层面，平台层大数据智能分析与PAAS公共服务层面，以及应用层内的智慧处理层面。通过四层的智能分布与相互关联，实现整个系统的能力均衡部署，构成一个明确的、标准的、面向未来可自由扩展的开放式的体系架构。并在此架构基础上提供一个弹性的业务环境――可以自由地添加、删除业务，业务之间可以联动和协同。

感知层包括各种感知终端、传感器、感知网络、感知网关等。一方面负责将各种感知各种城市环境中的事物状态，并将感知数据传送到网络层；另一方面将智慧中心的管理的手段延伸到感知层，从而真正实现整个体系架构从应用到网络、到终端、到感知对象的完整的端到端的可运营、可管理的系统。

网络层负责快速、可靠地传送应用层和感知层之间的数据，是整个智慧城市信息系统的承载基础。

平台层包括云计算IAAS和PAAS二个层面。IAAS层由一系列服务器、存储设备、互联网络、云计算操作系统和数据库组成， 为上面的PAAS层和应用层的各种应用服务系统提供虚拟化运行环境和资源； PAAS层中包含应用层所需的各种公用服务组件、中间件等，特别是大数据处理和智能挖掘分析系统， 这些功能组件向应用层提供服务支持。

应用层面位于云计算架构的SAAS层面，是支撑智慧城市发挥效用的功能主体，包括城市中经常用到的各种应用，可分为三个大类：智慧城市管理与决策领域、智慧公众服务领域、智慧环境与安全领域，三者相互关联和交叉，实现应用的整体功能。

另外，图1.中的IAAS层下面有一个数据采集模块，该模块画在此处只是为了从视图上便于理解，该模块实际上可部署运行PAAS层或SAAS层，也可以部署在云计算架构之外单独成为一个数据采集系统。 数据采集模块负责采集网络层传来的感知数据，进行数据整形，数据筛检，数据格式整理和目的地存储等处理，通过标准接口提供标准格式的数据。数据采集模块同时负责将应用层的管理手段传送到感知层。

智慧化实现与大数据分析

“深入的智能化”是智慧城市一个特征要求，要特别关注智慧城市建设应如何实现“智慧化”。智慧化的实现涉及到智能传感、可控传输、数据分析和应用层各业务系统内部的智能处理多个层面，既有信息化系统中的智能化处理因素，又有基于信息化系统支撑的开放式社会化的智慧聚集。

此处重点强调智慧城市信息系统本身的大数据智能分析功能。大数据智能分析是指采用大数据处理、大数据挖掘和智能关联分析等技术，深入分析收集到的数据，整合和分析海量的跨地域、跨行业的数据和信息，以获取更加新颖、系统全面的规律性、关键性结果。

对于智慧城市建设， 大数据将像血液一样遍布智慧城市的方方面面，从政府决策与服务，到人们衣食住行的生活方式， 再到城市的产业布局和规划，直到城市的运营和管理方式等。不过，采集到海量数据并不代表能挖掘出大数据的价值，如何从数据海洋中找出最有价值东西，是个不小的挑战，目前还在深入研究。要实现智慧城市信息系统中高性能的大数据分析，还必须广泛采用当前大数据和智能分析的最新研究成果，并根据当地的而城市特点进行创新应用。

当前智慧城市建设城呈现出几大特征：（1）数据的自动感知与采集.充分利用物联网等技术，使城市的信息获取更加便捷和高效。（2）信息资源的整合和共享。打破部门和行业间的信息资源壁垒对智慧城市建设至关重要，对城市主体范围内人、组织、土地、能源、经济、环境等信息资源的整合，能够保障智慧城市各应用之间的资源共享。（3）智慧开发与数据挖掘。基于跨领域跨部门整合的信息资源，充分利用知识管理、数据挖掘、智能分析等手段，将不断增强智慧城市数据智能化处理的特征，成为各种“智慧应用”的基础。（4）智慧应用。面向政府、企业和市民三类主体，实现战略性技术的深层次、开放式、创新型应用，智慧城市将最终表现为对城市管理运行、经济活动和生活方式的显著提高。

三、面向应用为主的智慧城市

智慧城市建设的目的在于应用。各种智慧城市的应用需求非常多，比如智慧政府、智慧安全、智慧医疗、智慧能源、智慧环保、应急指挥、智能交通、智慧物流等等。 这些应用系统的建设，在某些方面，已经为城市的智慧化运行提供了支撑，也为市民的工作、学习和生活带来了极大的便利。特别是当这些系统充分采用新一代关键信息技术成果， 并实现了相互之间信息共享增值和交互的时候，更能产生出许多智慧的创新应用，为整个城市的政府管理与决策、城市高效运行、公共安全、应急指挥、企业管理、绿色环保、市民生活等提供了良好的支撑。