物联网在智慧医疗的应用范文
时间：2023-12-20 17:57:24
导语：如何才能写好一篇物联网在智慧医疗的应用，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。
篇1
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：
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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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[3]刘强，崔莉，陈海明，物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010.
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在未来五到十年，无锡要在城市发展科技内涵方面取得突破，打造好“智慧城市”软件基础，充分利用建设好国家传感网创新示范区的机遇，巩固、提升和扩大无锡在物联网技术研发应用方面的先发优势，抢先进入全国和世界“感知城市”发展的第一方阵。
智慧基础设施逐渐成熟
2013年，无锡凭借智慧基础设施建设、智慧民生、智慧管理等方面的优异表现蝉联国内智慧城市发展评估第一名，超过浦东新区、宁波、上海、杭州、北京、深圳等城市和地区。
目前，无锡地区的信息基础设施已跻身国内一流水平。无锡基本实现了“百兆到户、千兆到楼、T级出口”的光网城市建设目标。无锡城区、集镇FTTH 已普遍覆盖，农村覆盖率已经达到90%，全区光网覆盖能力超过409万户，比2012年增长近100万户，全市互联网出口带宽已经达到1.3T，比2012年增加了340G。
无锡全市免费无线热点已达6000个，2014年将新增2.4万个，力争2015年上半年达到4万个，覆盖无锡两市（县）七区；社区智慧信息屏预计到2013年底可建100个，明年新增400个。光网城市、无线城市、三网融合、宽带提速等重点工程建设将进一步推进。
在无线无锡建设的基础上，一些“智慧”应用将越来越完善。如“智慧旅游”手机客户端，2013年将把旅游中的购物、娱乐、餐饮元素纳入该客户端平台上，让无锡的游客用一只手机就能解决购物、娱乐和用餐的需求。游客在出行时也可用手机按键实现随地随时叫出租车。
2013年，全市4000多辆出租车都纳入统一的招车系统内，用户用该客户端可了解到自己所在地周围出租车的数量，待自己发出招车信号后就可以看到被招车辆的车牌号和离自己所在地的距离。
目前，该系统出租车终端数字模式正在升级为地图模式，将来终端接收到招车信号后会显示一张地图，愿意搭载这名乘客的出租车司机在上面能看到乘客的位置和电话号码。
此外，无锡还将以城市智能交通综合管理系统、智能公交调度系统、智能停车诱导系统、智能交通信息服务系统为重点，在交通信息的传感与采集、数据融合处理、服务的推送与应用等方面推进交通的智能化。
无锡还在国内率先探索市场化运作提升城市信息基础设施建设水平的新模式，与中苗科技和德亚科技分别就“无锡公共免费无线热点”和“社区智慧信息屏”签订协议，由政府负责引导和规划，企业负责建设和运维。
以智慧产业带动智慧城市建设
发展智慧城市首先要发展智慧型产业，无锡山水城科教园是一个高科技研发孵化园，在产业园内，随处可见低能耗、高产出的智慧型产业，不断为智慧城市建设创造效益。随着无锡智慧城市建设如火如荼的进行，无锡山水城科教园正成为无锡建设创业型城市的一个不断崛起的新增长极。
目前，园区累计建成“三创”载体100万平方米，累计引进IBM、HP、软通动力、英科睦、巨人网络、今日动画、文思创新、东软、墨西哥Softtek、泛联物联网、埃卡内基国际高级IT人才学院等各类新兴产业企业近1000家。集聚人才万余名，新兴产业年产值90亿元。初步形成二校、四所、一基地的人才支撑和三业、四园、四平台的发展格局。
无锡山水城科教园是最早投入云计算和物联网建设的园区之一，在国内具有较高的知名度。园区内拥有众多的将“云”进行商业化运作的企业，其中最具有代表性的当属江苏太湖云计算信息技术股份有限公司。
公司在2007年前仅仅只是公共服务平台的IBM全球第一个云计算商业运营中心，然而随着无锡现代服务业和物联网产业的快速发展，公司在2010年便实现了市场销售2000万元，并且拥有市民中心、民政局、人保局等几十家用户，成绩斐然，开创了云计算服务在中国商业化运作的时代。
物联网感知智慧生活
自无锡启动国家传感网创新示范区建设和智慧城市建设以来，一批创新应用成果正让城市生活变得更“智慧”。
为保障市民的食品安全，从2012年下半年起，无锡的一批超市和农贸市场开始试点推行“肉菜溯源系统”。到2013年年底，无锡市区范围内将全面建成肉类蔬菜流通追溯体系。
根据智慧城市建设行动计划，无锡还将建立全市统一的综合性食品质量溯源管理物联网基础技术平台，扩大基于RFID （射频识别技术）标签的食品安全可追溯范围，进行源头供应、处理、流通（包括批发、配送、零售和团购等）和消费各个环节质量安全信息的可追溯管理，实现对地产环境和农产品相关信息的实时采样、传输、处理和远程监控的智能化。
在智慧医疗方面，无锡已经启动“医疗数据中心”建设，病案管理系统、门诊电子病历开始试点，面向城市居民服务应用的便民查询系统、个人健康管理系统、专家远程咨询系统等已经完成程序开发。
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智慧城市的内涵及发展
据联合国报告，全球人口中有一半生活在城市，在2025年前，将新增8个千万人口城市，到2050年，生活在城市中的人口将从当前的33亿增长到64亿，全球城市化进程急剧加快。城市化进程意味着更大的资源需求、更复杂的城市管理和社会关系，人口膨胀、环境污染、资源短缺、交通阻塞等已逐渐成为制约现代城市发展的主要问题。云计算、物联网、3G等新兴技术逐渐成熟并开始投入商用，对推动城市信息化发展起到巨大的推动作用，让城市更加智慧。面对城市发展挑战和信息技术变革，实施智慧城市建设已经成为当今世界城市发展的共识。据统计，全球超过1D0个城市正在进行智慧城市的试点和实验，其中欧洲和亚洲是智慧城市开展较为积极的地区。
智慧城市的概念、目标与价值
“智慧城市”是指按照科学的城市发展理念，利用新一代信息技术，在泛在信息全面感知和互联的基础上，实现人、物、城市功能系统之间无缝连接与协同联动的智能自感知、自适应、自优化，从而对民生、环保、公共安全、城市服务、商务活动等多种城市需求做出智能的响应，形成具备可持续内生动力的安全、便捷、高效、绿色的城市形态。智慧城市带来的改变不仅限于理念范畴，它将使城市的生产方式、生活方式、交换方式、公共服务、政府决策、市政管理、社会民生等方面产生巨大和深远的变革。为此，中国电信建立了智慧城市架构全视图（见图1），安全、便捷、高效、绿色是我们要实现的智慧城市目标，其中最关键是要有高效的政府管理，否则智慧城市无从谈起。
信息泛在基础是构建智慧城市的基石
信息泛在基础是通过在传统的工程性基础设施和社会性基础设施上，增加感知、交互、智能判断、协同运作等能力，使得原有城市基础设施具备信息化能力，是实现智慧城市的必要条件。在智慧城市建设的要求下，信息泛在基础包括四个层面，从下至上分别是感知平面、网络平面、信息平面和交互平面。
智慧城市在技术层面可以概括地看成是由物联网、云计算、移动互联网这三大技术为主。物联网当中也谈及感知层、传输层和应用层，没有基础的感知绝对不可能做到顶端的智能。智能的另一个前提是必须要有有序的管理和规范，感知体验逐渐成为智慧城市的新概念之一。同时，网络平面和信息平面必须要和感知平面结合起来。无论感知、信息网络还是应用，现在都要通过手机、PC等终端设备，以多种多媒体手段呈现出来，这就体现了交互平面的重要性。在以往各界所提出的构架系统基础之上，我们综合了这四个平面，布置出一个更为全面、适用性更强的新平台（见图2）。
我国政府关注信息基础设施建设和信息化应用，各级政府对“十二五”期间信息基础设施建设给予了高度重视，要求建设由传感网络、通信设施、网络超算、智能软件构成的智能基础设施，按照可靠、低成本信息化的要求，构建泛在的信息网络体系。在上海，要构建宽带、泛在、融合、安全的信息基础设施体系，成为国内带宽和服务最具竞争力的地区之一；在广东，在无线城市、区域物流信息交换枢纽、智能传感网等领域建成国内先进的物联网基础设施，实现城乡网络全覆盖；在深圳，建设六大基础设施重点工程（无线城市、三网融合、全面覆盖的感知网络、智慧应用集成平台、以超算中心为基础的基础设施共享服务平台、信息安全技术体系）。
2010年以来，在IBM“智慧地球”和各地物联网发展的推动下，以“智慧城市”为主题，国内大中城市相关规划、项目和活动渐次推出，利用信息技术加强城市管理、改善城市服务、完善城市功能，探索“智慧城市”建设模式。中国已超300个城市计划建设智慧城市。截至2012年6月底，三大运营商已在全国320多个城市，与当地政府合作建设智慧城市，“十二五”期间各地智慧城市建设将启动2万亿元的产业机会。
国内外智慧城市建设经验――共性与特性
如今，国内外智慧城市建设已有许多典型实践案例值得借鉴。台湾，通过泛在、高速的网络基础设施构建，发展优质网络化社会。新加坡，从无缝政府到智慧国家，全民参与信息化战略从制定到实施的整个过程。首尔，智慧城市建设全力支撑首尔清洁且充满魅力的国际大都市城市发展战略。香港，政府以身作则，鼓励全民参与，结合香港特点，推进信息化持续发展。总而言之，不论是国内还是国外，智慧城市建设都有一些共性特征可循，第一，数字化向智能化演进是城市信息化发展的总体趋势；第二，围绕城市发展战略和总体发展目标展开是信息化建设取得成功的关键；第三，网络、终端、数据中心等信息化基础设施的建设与完善不可跨越；第四，以城市为视角的基础数据的完备与共享是信息创造价值的突破口；第五，围绕政府关切、公众关心的核心诉求部署应用是可持续发展的动力。
在核心城市，智慧城市建设要做到缓解城市持续发展矛盾，增强城市国际竞争能力；在二线城市，要突破传统经济增长瓶颈，促进经济社会协调发展；在新兴城市，则要加速优势资源转换，推动区域跨越式发展。
中国电信助力智慧城市的基础设施建设
建设智慧城市首先要建设好由光网城市和无线城市组合而成的宽带城市。中国电信目前在全国WiFi的覆盖点，到上个月为止突破了100万个AP，而光网更大，现在已经覆盖到600万用户，70%的用户接入了20兆网速，光纤到户很快将会实现。在光纤和无线的基础上，再进一步搭建宽带、泛在、协同、安全的信息基础设施，实现安全、便捷、高效、绿色的信息化应用。
网络发展――推动网络由传统管道向智能管道转变
无线网络能有效地扩大3G覆盖和WiFi热点地段部署，通过网络优化、C+W协同、增强型技术引入等提升网络容量和频率的使用效率，同时可对网络进行全IP化改造。
有线网络将会完善新一代宽带网络，提供差异化的端到端网络质量保障，全面实施光网络演进，部署业务感知和策略控制系统，提高全业务综合化、智能化承载能力，推进IPV6的试点和推广，协调发展传输网与IP网，推动100G波分技术试点和商用，加快FTTH的进度。
物联网能力平台――传感层的智能管道平台
物联网基础构架已被业内认可并得到大力推广，但在国外，处于传输层面关键环节的运营商们是联手的，他们统一建立一个公共平台，共同提供传输智能管道。我们要借鉴的也是这样的内涵，而不是把传感器简单地联系起来就可以的，物联网时代对协同性工作提出了更新更高的要求，只有联合，才能打通关节。
云计算――提供公共服务的计算能力
在建立物联网平台的同时，云计算平台也被建立起来。智慧城市建设的实际问题和当前的迫切需求，催生了云计算，云计算也是避免智慧城市建设空谈化的保障。因此要构建包括应用云、平台云、资源云的整体云服务体系，打造智慧城市综合平台，开放四大能力域，形成产业生态环境（见图3）。
IPV6――有效解决互联网地址不足的困扰
还有一个非常重要的就是IP地址。互联网业务流量每年以60%的速度在增长，省际带宽已超过11T，宽带用户数超过6000万，全部具备8M以上接入带宽，20M以上支持能力超过70%。而它不仅仅是个简单的IP地址，还应该包括标识层面的管理，智慧城市的建设，物联网建设，如果没有标识层面的管理也很难行得通。
中国电信助力智慧城市应用
智慧城市的根本目标在于使城市运行更加安全、便捷、高效、绿色，其功能范围覆盖了城市的政务、经济、民生三大领域。国内智慧城市发展具有良好的发展环境，国家相关部门积极推进智慧城市建设，出台扶持政策，成为智慧城市发展的源动力，主管部门牵头智慧城市试点工作，地方城市纷纷出台智慧城市规划，扶持智慧城市建设，同时智慧城市相关专业机构出现。在国家引导下，地方政府推动下，产业链各方蜂拥而动，但在智慧城市发展初期，仍然存在一些问题，政府期望值过高，存在过热风险和忽悠成分，缺乏有效的指标体系指引等，需要在智慧城市建设过程中得以改正与提高。
目前中国的智慧城市主要体现在城市信息基础设施建设领域，智慧城市应用在各地百花齐放，主要集中在智能电网，智能交通，智慧物流，智慧医疗，智慧工业，智慧农业等领域。智慧城市应用相对集中，缺乏创新性与广泛性。智慧城市需要构筑足够丰富的应用，以规划为先导，要以需求为导向，并且要创新应用，创新模式。中国电信以自身优势和资源为基础，为智慧城市建设提供一系列解决方案。
智慧安全，打造平安、和谐的城市生活。保障城市中人、财产、城市生命线和其他重要系统的安全，涉及到社会多个领域，如公共卫生、基础设施、通讯、环境、商品供应、社会稳定、灾害防控等；智慧的公共安全解决方案有助于打造平安、和谐的城市生活。
智慧交通，打造便捷的城市交通。以交通信息中心为核心，连接公共汽车系统、城市出租车系统、高速公路监控系统、电子收费系统、道路信息管理系统、交通信号系统、汽车电子系统等的综合性协同运作，让人、车、路和交通系统融为一体，为出行者和交通监管部门提供实时交通信息，有效缓解交通拥堵，快速响应突发状况，为城市大动脉的良性运转提供科学决策。
智慧政务，打造高效的服务政府。政府在城市发展过程中，在其管辖的环境、公用事业、城市服务、公民和本地产业发展中，充分利用新一代信息技术，智慧地感知、分析、集成和应对其在行使经济调节、市场监管、社会管理和公共服务政府职能过程中的相关活动与需求，创造一个更好的生活、工作、休息和娱乐环境，最大限度地提高服务满意度和美好生活感知度。
智慧环境，打造绿色的城市生态。实现集空气质量、环境噪声、烟气排放、水污染、放射源、城市积水、城市雨量、河道湖泊水位、气象参数、污染事故应急响应和环境综合管理、网络办公为一体的综合监测与监管协同。
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赢利成为热点说明人们对物联网的关注已经从理念的传播转向具体应用的实施,而从企业家峰会到智慧城市智能产业高端会议更名的背后,则直白地表露出企业家的关注焦点所在。
包括网络在内的各种基础设施既是物联网应用的突破口,也是未来应用的重中之重。因此,运营商和政府将在推动物联网发展中扮演重要的角色。与此同时,也必须重视核心技术的开发与生态环境的建设。从与会专家对物联网感知、网络和应用这三个层面的探讨,可以一窥我国物联网应用的现状。
金卡工程奠基物联网
“2009年,我国RFID应用市场规模达到了85.3亿元,仅次于美国和英国,位居全球第三。今年保守估计,市场规模将达到120亿元。”国家金卡工程协调领导小组办公室主任张琪表示:“但传感器网络方面尚有不小差距,目前还没有进入前10名。”
射频识别特别是RFID是物联网最基础的核心技术。早在20世纪90年代,我国就开展了射频识别相关技术的研究和应用试点。国家金卡工程非接触式智能卡已广泛用于不停车收费、路桥管理、铁路机车识别管理以及电子证照身份识别等方面。2004年,RFID行业应用试点工作启动,涉及到畜牧业饲养与加工、煤矿安全、工业生产、药品与烟酒可追溯监管、物流监管、交通管理、军事应用等。
张琪表示,当前我国RFID市场有三大特点:一是国内应用范围逐渐从占据约60%市场份额的身份识别与电子票证,向资产管理、食品药品安全监管、图书馆、仓储物流等物品识别领域拓展;二是工作频率逐步从低、高频的门禁、二代身份证应用逐步向超高频、微波的高速公路不停车收费、交通车辆管理等应用拓展;三是从闭环应用向开环应用拓展,如:国际海事管理等。
目前,我国RFID产业经历了技术推动期,正处于政府推动期的中后期,并向市场拉动期转变,行业市场需求开始蓬勃发展。张琪认为,政府在特定时期的扶植和引导这一对RFID产业发展的成功经验,为我国物联网产业的发展提供了借鉴。
张琪认为,我国RFID产业链已经初步形成,表现在低、高频RFID比较成熟,超高频RFID正在走向成熟,而微波RFID则有待成熟,国内企业已经在RFID市场上占据主导地位。随着标准化、测试检测、开放实验室、示范基地、产业联盟等相关领域工作的深入,我国RFID基础服务体系已经初步形成。
张琪预测,2015年,我国RFID产业将进入大规模、全方位推广的成熟期。
运营商重新定位角色
“从人与人之间的通信延伸到物与物之间的通信(M2M),这样大的变革力度,对电信运营商来说是个很大的挑战。”中国电信副总裁靳东滨强调,“据IDATE统计,全球2009年M2M通信模块的市场总量为122亿欧元。预计到2013年,市场规模将增长到295亿欧元。”
对中国的电信运营商来说,这种挑战来得更大。据TMNG 2009年对机器用户占到总用户比例的调查统计,瑞典为40%、芬兰为18%、美国为10%,而中国移动仅为0.6%。
靳东滨认为物联网给电信运营商在技术上带来的挑战主要是:来自RFID空中接口协议上的核心挑战,移动通信网为支持物联网而在网络架构等方面进行调整,为云计算、物联网及多媒体等应用提供高带宽、高质量的网络保证。
他表示,移动通信网、无线接入网、固话网、有线电视网等通信基础设施在经历了从分立异构网络到异构网络互通的发展后,未来将向着包含4G在内的全IP泛在网发展,其特点是异构网络融合与协同工作,以支持物联网应用泛在化的特点。
尽管电信运营商在传输层面优势显著,但靳东滨表示,物联网丰富的内涵主要是在感知层和应用层,且行业应用千差万别。加之物联网网关之下的传感网部分的运营管理并未有一个统一的责任主体诉求。因此,电信运营商必须重新思考自身的定位,调整经营策略,从而抓住物联网M2M连接与通信带来的新的市场机遇。
事实上,中国电信在智能交通、远程医疗、智能楼宇与家庭、环境监测、灾害预警等物联网应用领域的尝试,已经超出了原有电信运营商的定位。
政府主导统筹规划
智慧城市的建设涵盖了城市各种基础设施,而基础设施是以运营形式提供服务的,因而具有前期投入大、投资回收期长的特点。这种投资强度和跨领域协调能力远非企业单枪匹马所能胜任的。
“企业要生存就必须有赢利。初期为物联网买单的人最有可能的就是政府,政府可以为一些公共服务、民生工程买单。”北京讯鸟软件公司战略与投融资副总裁陈勇良表示。
即便是政府投入,也要充分考虑智慧城市、物联网等建设的复杂性。华为技术有限公司副总裁陈亦泉表示,他们在与客户的沟通中发现,有的地方政府今天见到智能电网就建设智能电网,明天看到智能交通就建设智能交通,缺少统筹和协调。
陈亦泉认为,智慧城市的建设必须要有高瞻远瞩的整体战略规划,应该在一个统一的城市数据中心之上,对政府、金融、能源、交通、教育、医疗等垂直领域以及企业的应用进行统筹规划,从而确保各种应用能在统一的框架体系架构中,分步实施。这一框架结构要对数据格式进行规范,如果各家医院使用不同的数据标准而无法形成公共的卫生数据,那么,智慧医疗就是空谈。
“未来,市长办公桌上会放置一个智慧城市的仪表盘。”陈亦泉介绍说,电子政务、数字城管、智能交通、数字校园、智能医疗、智能楼宇等物联网垂直应用都将可视化地反映在这个仪表盘上。
固安欲占地利之便
纵观高技术产业的发展,无不与产业集群密切相关。作为尚在萌芽期的物联网行业,对生态环境与产业集群的需求更为迫切。当前,物联网已经成为国家战略发展目标之一,全国多个城市竞相成立各种研究机构或是产业基地。
在由商务部、贸促会、河北省人民政府主办的为期两天的“APEC智慧城市智能产业高端会议”上,固安工业区借“物联网产业发展与合作专题会议”亮出物联网产业园。
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目前来自怀柔区经济和信息化委员会的最新消息称，怀柔区在智慧镇乡项目中已经率先在桥梓和宝山开展试点工作，试点完成后，将会大范围就项目所涉及的智慧工程做推广。
从数字出发
怀柔区经信委主任周怀明曾表示，作为城市转型升级的动力，“智慧镇乡”建设是创新城市管理的有效实践，通过完善信息化基础设施，实现打造智慧政务、提供智慧服务、普及智慧生活、培育智慧产业的目标。具体建设内容包括：推进高速宽带网络建设、建设覆盖镇村的电子政务网络、大力推进镇乡政府机关办公自动化、营造网上招商引资环境、远程医疗、推广数字消费方式、农村休闲农业电子商务工程等。特别是物联网、云计算等新兴信息技术广泛应用到政务、商务、生产、生活、教育、文化等各个领域，将有效地促进民生、三农、教育、经济等事业的加速创新发展。
据了解，与以往不同的是，
“智慧怀柔”是在新一代信息技术和知识经济加速发展的背景下，以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以信息技术高度集成、信息资源综合应用为主要特征，以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活为主要内容的城市发展新模式，是从“数字怀柔”向“智慧怀柔”的全面跃进。为此，怀柔区制定了一系列围绕这一主题的计划。
例如，信息产业高端发展计划。包括高端制造智能升级、新兴业态创新培育、数字文化创意无限3个方面。经济发展融合转型计划。包括网络创新引领发展、生产制造智慧高效、农业发展智慧集约、电子商务智慧应用、物流体系智慧顺畅5个方面。城市运行智能感知计划。包括城市应急智慧精细、交通系统智能服务、能源应用智慧管理、城市人口精准掌控、水务安全智能保障、生态环境智能监测6个方面。信息资源开发利用计划。包括系统整合资源共享、信息资源增值服务、领导决策智慧精准3个方面等。
此外，面向智慧怀柔的总体目标，还要求扩展现有行政办事大厅及全程办事网上审批与监督管理系统的功能。建设网上服务大厅，建成实体大厅与网上虚拟窗口并行、集信息公开、咨询服务、网上申报、网上审批、效能监察于一体的综合服务体系，集成政府各类服务，促进前台集中受理与后台协同办理，实现面向居民和企业的一站式服务整合；加强乡镇与区、市政府部门间办事服务系统的协同与信息共享，促进业务的协同办理。
向智慧跃进
对于智慧城市的建设和规划者来说，智慧包含的是技术、数据、信息等有着科技标识的创新手段。而对百姓而言，智慧就是让生活变得更加便利，唯有这一条才是衡量城市居住感受的标准。在智慧怀柔的建设过程中，怀柔区经信委充分考虑到这一需求，让民众能够切实感受到身边的智慧。
怀柔区是北京市的远郊区，在人口结构上农业人口占到相当大的比例，因此推进建立村级政府服务事项基层站点，能够从更深入的角度实现智慧化服务。梳理、规范村级服务事项，推动社会保障、劳动就业、医疗卫生、文化科技、教育培训等领域政务服务的移动化，在行政村内引进水、电、气等公用事业触摸屏代缴费的数字化服务，实现多种服务渠道；能够随时、随地获取政府服务，让广大居民享受到零距离、全方位的公共服务。
此外，还包括推进远程医疗建设。扩大新型农村合作医疗管理和服务信息系统覆盖范围，建立面向乡镇卫生院、村卫生站、家庭的远程医学教育和远程会诊系统，建立农民数字健康档案。推广应用带物联网功能的便携式医疗设备，推动建立居家养老、虚拟养老院等家庭保健服务新模式。目前，桥梓镇社区卫生服务中心与怀柔区联通公司合作，建立了社区中心、服务站和村卫生室三级服务网络；通过打造医患健康互动平台，实现居民与医生的远程互动；在健康管理、慢病管理、日常诊疗活动中实现了网络移动办公，医生通过共享资源可随时了解居民健康信息。
按照城区水平进行规划建设农村信息化基础设施，光缆网络到达全部行政村并入户，到2012年具备进入家庭用户带宽达50兆接入能力，进入镇村企业用户互联网带宽可达1000兆，率先建成城乡一体化农村信息化基础设施。对于重点区域重点企业带宽最高达到10千兆。推进无线网络建设，形成全面覆盖、高速稳定、移动互联的网络体系。开展三网融合试点，完成高清交互数字电视网络升级改造，推进有线电视网络数字化和双向化升级改造，加快互联网、电信网、广电网的“三网融合”。推动网络电视（IPTV）在家庭中应用，探索一种网络承载多种业务、一种终端承接多类服务的新模式，促进业务与内容的融合。
充分利用信息化手段，推动村庄社区化管理。根据辖区及村内各主干街道、街巷胡同的分布、数量、距离，每个村庄安装监控探头，通过授权将图像分别传送到镇指挥中心、派出所和村，形成三级联网，实现全镇的网上巡逻，提升社会治安及综合治理水平，形成和谐宜居的生活环境。物联网技术推动居民生活更加便捷舒适。同时，推广数字消费方式，通过手机、计算机、高清交互电视享受购物、在线内容、文化娱乐和网络学习等各类数字化服务。智能电表、智能水表、智能燃气表和供热计量器具在有条件的企业和家庭基本普及，实现远程计量和分时段计费。目前，怀柔区积极推广智能水电气表，已在数百个家庭安装了智能终端计量器具。通过智能管控系统的SIM卡绑定手机，完成交费、查询、开闭等操作。新安装的燃气表装有一个手机SIM卡，这张卡对应一个手机号，把燃气或自来水充值卡的密码，用短信发到该手机号上就可以实现充值。原来一收燃气费，家里就得留人，现在可以通过短信缴费。
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我国在“十三五”规划时期，经济发展进入“新常态”，急需发展新动能。在“互联网+”、“大数据”、“中国制造2025”、“三网融合”等战略实施的带动下，智慧城市作为新型城镇化和信息化的最佳结合，将会成为地方政府加速科技创新驱动、促进发展方式转变、推动经济结构优化升级的有力支撑。在全球新一轮科技革命和产业变革兴起的时代背景下，“互联网+”与智慧城市两大潮流的融汇，将成为推动我国经济转型升级的重要动力。
1智慧城市的特点
2008年，IBM在提出“智慧地球”的概念时，一并提出了“智慧城市”的概念，并将其作为智慧地球的一个重要项目，包括信息化基础设施、智慧交通、智慧能源、智慧医疗、智慧教育等一系列组成部分。智慧城市的概念很宽泛，它包含政治、经济、文化与技术等方方面面的内容，服务对象面向城市主体——政府、事业、企业和个人。从广义来说，智慧城市就是运用现代通信技术感测、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、教育在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧化的管理和运行，进而为城市居民创造更加美好、便利的生活，促进城市的和谐和可持续发展。
智慧城市具有以下一些特征，即物联化、信息化、深度互联、覆盖广泛、智能化、协同共享、开放应用等。智慧城市通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源，建立电子商务、电子政务、劳动社会保险等信息化社区，逐步实现城市国民经济和社会的信息化，包括智慧的医疗、智慧的交通、智慧的生活、智慧的教育、智慧的养老、智慧的政务、智慧的能源等领域。
2互联网+下智慧城市行业发展分析
智慧城市是信息化发展到一定阶段的必然产物，中央高度重视智慧城市建设，智慧城市建设有利于缓解我国交通拥堵、环境污染、安全隐患、医疗卫生保障能力弱等“城市病，并提升城市功能品质、更好地保障和改善民生。当前形势下，我国智慧城市的建设需求呈爆发式增长，并且已经成为推进“互联网+”战略的突出亮点。概括来讲，智慧城市就是从非常简单的政府与老百姓的投诉反馈机制，延伸到网格化、精细化的管理系统，再通过城市的公共信息平台，把云计算、大数据、物联网这三大信息加上去，使得整个城市的智慧管理系统不断升级，不断向前发展。
目前，智慧城市的很多项目已经在城市的应用中取得了较好的效果，其原因主要包括三个方面，首先，“互联网+”构想的提出，让社会经济中的许多主体都在思索怎样通过互联网在领域中进行改革，并形成了许多优秀的创意;而政府及其他一些投资商、资源开放平台等也对这些改革的实现提供了资金、基础设施等支持;其次，互联网产业经过长期的发展，其信息化的观念早已深入人心，新成长起来的一代人本身就是对信息化极其依赖的“网络人”，用“智慧”的方式解决任何问题都是水到渠成之事;另外，政府的改革一直在推进，政府自身、公用事业单位的深度改革是近年改革的目标，包括政府信息公开、医疗分级体系的建立等等，为众多服务商打开了新的前景之门。
下面列举一些大家所关注的具有前景的智慧城市应用。
2.1智慧医疗。医疗是跟我们每个人息息相关的，智慧医疗是各互联网公司关注的领域。看病者都希望能享受便利的医疗，医院和医生也都希望能最大程度地满足患者的需求。目前，智慧医疗的核心是减少患者在医院的非必要时间，增加医患接触的时间。基于此，政府的模式是推动分级诊疗发展，并由此带动了智能病历等解决方案的市场。而阿里、百度等互联网公司推出的在线挂号、在线支付等方式，将患者在医院的等候时间尽量留给诊疗环节，而非排队等候的时间。与此同时，医药类电商推出了在线购药服务，使患有常见病、慢性病的患者不用前往医院。
2.2智慧交通。交通是一个城市的“动脉”，一个城市只有交通顺畅，才能减少大家出行的时间，以提高工作和生活的效率。智慧交通是指以交通信息中心为核心，连接城市公共汽车系统、城市出租车系统、城市高速公路监控系统、城市电子收费系统、城市成道路信息管理系统、城市交通信号系统、汽车电子系统等的综合性协同运作，以充分保障城市交通安全、提升交通系统运行效率和管理水平，为公众的出行提供便利顺畅的服务。
2.3智慧教育。社会经济越发达，教育就会越受到重视，教育是民众最关心的问题之一，从义务教育到高中教育、大学教育，甚至是成人教育、老年教育，都可以在互联网的支持下采用智慧化的方式，智慧教育正在实现教育的全方位覆盖。在学校的课堂教学当中，在城市里已经普及电子化多媒体教学;“家校通”在中小学的普及已经为家校之间的互动提供了便利;各个教育资源平台正在将学校教育延伸至课外，其在线的互动型教学，为学习者们提供了新的学习方式。这些教学应用覆盖了各个年龄段、各种学习类型、各种学习时间，真正实现了全面发展的智慧教育。
2.4智慧生活。在智慧城市的应用中，智慧生活无疑是人们生活的重点。近几年，O2O(Online To Offline)的兴起使智慧生活吸引了人们的注意。O2O是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易的平台，通过打折、提供信息、服务预订等方式，把线下商店的消息推送给互联网用户，从而将他们转换为自己的线下客户，这就特别适合必须到店消费的商品和服务，比如餐饮、健身、看电影和演出、美容美发等，“智慧”不再是简单的信息传递，而是服务的直接交付。对消费者而言，O2O提供丰富、全面、及时的商家折扣信息，能够快捷筛选并订购适宜的商品或服务，且价格实惠;对服务提供商来说，O2O模式可以带来大规模的消费者，且本地化程度较高的网站借助O2O模式，还能为商家提供其他增值服务。
2.5智慧养老。养老一向是现代人所关注的话题，当前老龄化问题比较严重，对于是独生子女的80后，现在即将面临老人赡养问题，工作的繁忙必然面临居家养老无人照顾的难题，而养老院等机构床位短缺，所以智慧养老是目前政府和各互联网公司正在积极探索尝试的新领域。一些城市正在尝试社区养老模式，即老人们还是居住在自己家里，但周边建成的服务机构可以随时上门为老人们服务，老人们与服务机构之间可以依靠智能硬件、智能应用等进行连通。目前，有些城市智慧养老的应用处在试点当中，相信在政府的支持下，不久便可以在多个城市进行推广和应用。
21世纪的“智慧城市”的创建是一项系统工程，需要各行各业的有效对接和互联互通、因地制宜、循序渐进，为市民提供宜居的、安全的、绿色的生活环境以及良好的就业机会和创业环境，实现“让城市更智慧、让生活更美好”的目标，实现智慧城市的可持续发展，从而对于包括民生、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的响应，为人类创造更美好的城市生活。
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城市是人类文明进步的重要标志,是社会物质和精神财富生产、积聚和传播的中心。社会、经济和科学技术的进步加快了城市化的进程,而城市化发展的水平又直接关系到人类社会经济的健康发展。人类社会经济的发展经历了资源经济、资本经济和知识经济三个阶段。在当前这个知识经济时代,以信息技术为代表的科技进步使我们这个时代的经济社会生活发生了新的巨大变化,信息化的程度和水平已经成为衡量城市发展综合实力和文明程度的主要指标,信息化正在成为城市一切领域进步和发展的根本动力[1]。在城市信息化进程中,数字城市成了推进城市信息化的标志性工程,这是有着深刻背景的。就社会背景而言,国家的信息化催生数字城市,解决城市面临的全球性问题呼唤数字城市,这是需求牵引;就技术背景而言,地球空间信息技术的迅速发展促进城市数字化,国家信息基础设施建设推进城市数字化,这是技术推动。数字城市正是在这样的背景下发展起来的[2]。实践表明,数字城市在推动政府管理创新和提高政府科学决策水平、提高城市信息化水平和树立良好的城市形象、开拓地理信息产业新领域和推动经济社会发展、促进全社会的文明进步和改变公众工作学习生活方式等方面,确实起到了很好的作用。但是,“数字城市”建设还存在许多制约城市信息化进一步发展的问题。其一,信息获取手段的自动化程度低,实时性差,更新慢,导致“数字城市”与“现实城市”脱节;其二,缺乏统一规划,整体推动力量薄弱,信息不能共享,系统之间不能互连互通互操作,导致重复建设,造成浪费;其三,智能化程度差,数据多但用不上,有数据但用不好,有信息但找不着,有系统但不好用,影响整体效能的发挥。造成这种状况的原因是多方面的,既有政策、体制和机制方面的问题,也有技术方面的问题。物联网、云计算和网格技术的出现,为解决“数字城市”面临的上述问题提供了机遇。怎样利用物联网技术解决对城市的实时感知和实现“数字城市”与“现实城市”无缝连接的问题,怎样利用云计算技术来解决多源异构海量数据处理的问题和增强智能服务的能力,怎样利用网格技术解决信息资源共享的问题和实现协同工作,这些都是学界和业界思考的问题。“数字城市”往何处去?由“数字城市”到“智慧城市”正是在这种情况下呼之欲出的。智慧让城市更美好,城市让生活更美好!这是全社会的心声。
2智慧城市与数字城市的关系目前,全国有一百多个城市都在建设“数字城市”基础地理空间信息共享平台,许多城市依托数字城市基础地理空间信息共享平台建设的电子政务已投入使用,东部沿海城市启动了数字城市的全面建设。与此同时,智慧城市的理念和规划也纷纷推出,这就涉及到智慧城市的理念、特点及其与数字城市的关系。
2.1智慧城市的理念智慧,指对事物能认识、辨析、判断处理和发明创造的能力,或指学习、记忆、思维、认识客观事物和解决实际问题的能力,其核心是思维能力。而这就必须具备更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化服务等智慧的要素。智慧城市,简单地说就是让城市更聪明,本质上是让作为城市主体的人更聪明。它是通过互联网把无处不在的被植入城市物体的传感器连接起来形成的物联网,实现对现实城市的全面感知,利用云计算技术对感知信息进行智能处理和分析,实现网上“数字城市”与“现实城市”的无缝连接,并发出指令,对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支持。
2.2智慧城市的特征智慧城市“智”在哪里?这是大家非常关心的问题。关于这个问题,目前众说纷纭,但还是可以归纳为以下六句话[3],即透彻感知、全面互联、深度整合、协同运行、智能服务和激励创新。这6个方面中的每个方面都是十分重要的。没有对现实城市的全面、综合透彻感知和对城市运行的各种信息系统的实时感测,就不可能有面向现实城市的正确判断和决策;没有无所不在的传感器的全面互联并实现感知数据的智能传输和存储,就不可能发挥透彻感知的后续作用;没有对多源异构空间数据的深度整合,就不可能从海量数据中获取知识,也不可能提供一致性数据服务,信息共享将成为一句空话;没有基于网格环境的城市各个要素、单元和系统及其参与者的组织和高效的协同运行,就不可能达到城市运行的最佳状态;没有云计算这种新的智能服务模式,就不可能为人们提供各种不同层次、不同要求的低成本、高效率的个性化服务;没有激励创新机制,就不可能为政府、企业和公众提供科技和业务创新及寻找新的经济增长点的实验平台,也就不可能为城市经济社会发展提供源源不断的动力。
2.3智慧城市是数字城市的演化智慧城市与数字城市两者一脉相承。数字城市是城市的数字化,智慧城市是数字城市的智慧化,是数字城市功能的延伸、拓展和升华。这里,使用“演化”一词是采用隐喻方法,以达尔文的“生物进化”隐喻数字城市的科学演化、技术演化和工程演化[4]。在科学层面上,数字城市可以理解为“现实城市”(存在物)的“数字空间”,而智慧城市则可视为“数字城市”的“智能空间”,其科学目标是实现由数字到信息再到知识的转化;从技术层面看,智慧城市是数字城市的物联化、智能化,是现实物理世界、互联网虚拟世界与物联网智能世界这“三个世界”的无缝连接、相互叠合构成的面向未来的全新城市形态;从工程角度看,“现实城市”建设、“数字城市”建设和“智慧城市”建设都属于工程活动的范畴,由“现实城市”工程到“数字城市”工程再到“智慧城市”工程,本质上是工程演化过程。城市建设的科学演化、技术演化与工程演化是相互关联的。所以,智慧城市与数字城市既有连续性又有差异性,数字城市是数字化的城市,智慧城市是智慧化的城市,数字化是基础,智慧化是灵魂。当然,这并不等于说只有建设好了数字城市才能建设智慧城市,正像有的学者认为的那样,智慧城市与数字城市具有并行性,所以智慧城市也可以称之谓智慧数字城市[5]。
3数字城市如何向智慧城市演化实现数字城市向智慧城市的演化,首先要有一个总体解决方案。如图1所示,智慧城市的总体架构由智慧基础设施层、智慧服务公共支撑层、智慧服务层和智慧服务应用层等组成。图1 智慧城市总体架构由智慧城市的总体架构可知,实现数字城市向智慧城市的演化有以下3个关键技术。
3.1传感器网与物联网感知感测技术传感器网与物联网技术,是智慧城市实时获取现实城市各类信息的基础。包括天基、空基、地基、海基的传感器网获取的地理空间数据,连接被植入城市物体和运行信息系统的传感器形成的物联网获取的感知、感测数据,通过互联网传输到智慧城市云计算中心进行整合处理并存储管理。没有实时、动态的现实城市的海量数据,智慧城市就成了无源之水、无本之木。所以,网络与传感技术把数字城市与现实城市紧密联系在一起。
3.2云计算技术云计算是智慧城市海量数据处理的智能平台,对上提供虚拟支撑,包括计算虚拟化和存储虚拟化。云计算是一种新的计算模式,它通过虚拟化技术把计算资源、数据资源等管理起来,组成一个庞大的资源池,并将其作为服务通过互联网传输给用户。“云”就像是一个“发电厂”,只是它提供的不是电力,而是计算机的计算、应用和管理能力的服务。只要通过网络进行连接,并得到授权,你就可以使用这些能力和资源。
3.3网格技术网格(Grid)指第三代Internet,或下一代web。不同于Internet和web,Grid的特点是:资源的范围更加广泛,具有很强的分布性、更复杂的异构性;共享更具目的性,引入了虚拟组织(Virture Origion,VO)的概念,而且具有动态性和可伸缩性;强调协同解决问题的能力以及服务的有序性和可控性。对于智慧城市而言,网格技术主要解决4个问题:其一,系统集成,指已建(或历史遗留)分布异构城市空间信息系统的网格化集成,实现已建系统的互联互通互操作;其二,信息整合,指多源异构地理空间信息的集成、融合与同化,从而从海量数据中获取知识,提供无缝连接的一致性城市地理信息服务;其三,资源共享,指广义信息资源共享,即一切都是服务的理念,如DaaS(数据即服务)、SaaS(软件即服务)、KaaS(知识即服务)、PaaS(平台即服务)等等;其四,协同工作,指网格上多个节点协同运行,共同解决城市重大而复杂的问题。这些问题正是由数字城市到智慧城市必须解决的。可以肯定地说,传感器网与物联网感知感测、云计算和网格等技术的发展必将让城市更加智慧。
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1.物与物交流的物联网时代
物联网（Web3)的物与物之间交流不同于Web1的人与物交流与Web2的人与人交流，其主要区别在于：Web1的物主要指计算机，人与计算机打交道，互联网通过计算机终端提供服务，交流之主体是人与计算机；Web2的人与人交流更凸现了实时性和多媒体特征，人们之间的通过文字、图片、动画、语音和视频的形式即时信息互动，超越了人机交互界面，交流之主体是人与人（图1）；而物联网之物与物交流是通过传感技术、无线传输技术和互联网络将具有感知的物品连接在一起，“形成了一个更加智慧的生产和生活体系”2，交流之主体则是更为广泛的包括人类在内之智慧物。
2.物联网使具有“智慧”之物成为可能
物（things）指客观世界中万物之总称，“物也者，大共名也”(荀子•正名)。而物联网中的“物”是指能够通过网络联系起来的“物”，换句话说，能否实现此物与彼物的相联，关键在于“物”是否具有相连的条件，即物联网中的“物”是否具有环境感知、身份识别、信息接收和行为决策等智慧特征。只有具有这些特征的“物”构成的“智慧地球”，才可能实现物联网中物与物的“对话”。因此，物联网中的“物”并非是物质世界中所有的物，而是具有一定智慧之物3。智慧是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力4。按照这一定义，以产品类“物”为例，要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是，传感器的应用使产品有了“感觉器官”，RFID的应用使产品有了可识别的身份，再通过无处不在移动网络使产品有了判断和处理问题的大脑，原本无意识的物体变成了有智慧的物品。也可以说物联网中“物”必须具有一定程度的智慧，至少要让物联网络知晓你是谁（能识别）、在何处（能定位）和做什么（能感知和沟通）。
设计对象的更新：从常规智能产品到智慧型物品
从产品设计视角，为了区分常规的智能产品设计与面向物联网的产品设计，我们将后者的设计对象称之为“智慧型物品”。从本质上说“智慧型产品”的也属于“智能产品”一类，但其与一般意义的上智能产品有所不同。
1.“智能”有限的智能产品
常规的智能产品也可以具有感知、决策和执行等功能，如智能导航仪、智能洗衣机和智能冰箱等。这类产品是机械、电子、信息和人工智能技术的结晶，美国西北大学教授Norman认为“由于机器的智能并不存于机器中，而是存在于设计者的大脑中；因此，当意外事件发生时，由于设计者不在场，所以机器往往就不灵了”5。机器的“失灵”并不等于机器完全没有“智能”，而是设计者使机器所具有的“智能”不能应对“意外事件”。理由有二：第一，设计者设定的或设想的智能处理程序与实际情况不符，因为设计者的智慧总是有限的，不可能穷尽所的可能性；第二，特殊情况下超出了智能产品的应对能力，从而出现错误。譬如，GPS导航仪由于无法反映道路拥堵、交通管制或维护等实时情况，从而导致错误的导航。
2.“智能”无限的智慧物品
与常规的智能产品相比，物联网中的“物”并不是一个孤立的人工智能产品，而是网络中的一个节点或终端，其智能与网络有密不可分的关系，离开了网络，其智能成了无本之木和无源之水。以3G手机为例，如果没有了网络不仅不能上网，甚至电话都不能用了。另一方面，来自物联网的智能使产品更具有智慧，如物联网导航仪可以随时接收实时道路情况，选择最佳的行驶线路；物联网冰箱会及时提示用户购买将要用完食物，进入商家购买界面享受商家自动配送服务。从“戴物联网‘表’保老人平安”到“‘智慧旅游’开启智能时代”无不具有“智慧”的烙印。对于基于物联网技术的物联网终端产品来说，与其称为智能产品，莫如定位于“智慧型物品”更为合适。正如前述，这种“智慧型物品”是物联网环境下的产物，完全依赖于物联网而存在。因而，“智慧型物品”的“智能”存在于物联网中之中。名为Nabaztag(后更名Karotz，图2）的无线智能兔子，法国Violet公司将其称为首款Facebook硬件。
Karotz是为社群网络整合打造的，具有“智能”的“智慧型物品”。当连接至互联网时，内置网络摄像头可在语音识别软件的指挥下拍摄照片，并将照片上传至Facebook，且还能阅读Twitter信息流和天气播报等内容。在此基础上Violet公司还推出了Android版和iOS版的一款应用程序，能在Android或iOS移动设备上向Karotz智能兔发送文字信息，从而让Karotz“讲话”。
从设计“智能产品”到设计“智慧型物品”，设计师的思维方式将发生变化：智能产品具有智能不再是固化的和有限的，而是动态的和可扩展的。设计者虽然不能让产品本身的智能应对所有情况，但可以让产品接收来自网络的“智能”变得更加“智慧”。设计师不只是设计产品对象本身，而是要设计好产品与物联网对接的形式和获得智能的路径。
设计策略的变革：从一体化解决方案到智慧解决方案
物联网的发展和应用给人们的生活方式带来了革命性变化，许多过去认为是天方夜谈的事情，如今已变成了现实。千里之外，人们可以看到家中的情景，智能家居让小偷们“失业”；凭借一部手机，就能远程轻松指挥智能家居，显示了智慧生活的神奇魅力1。显然要实现这样的目标，得益于革命性的“智慧解决方案”。
1.一体化解决方案产生的非“聪明”产品
“产品设计的核心是为满足消费者的需求所提供的产品创新方案”2。这种创新方案并非是一蹴而就，而是对多个产品解决方案的评价、筛选、组合和决策，其根本目标总是为了满足产品服务的对象——产品消费者（间接用户或直接用户）的需要，实现这一目标必然会涉及到产品解决方案的选择问题。对于常规的产品设计来说，满足用户需求的解决方案主要立足产品对象本身，即利用产品本体所具有的特性和功能来实现设计目标。设计者基于独立的、有界的或者封闭的产品空间，提出一体化解决方案。立足于产品本身的一体化解决方案由于受自身条件的约束，在由用户、产品和场景构成的产品系统中，用户始终是起主导作用的主体，产品总是为用户服务的客体，二者的主从属关系也总是恒定的。如家用智能洗衣机，可以自动选择最佳的洗衣程序，但确不能保证一定能将衣物洗净；家用智能电冰箱，可以提供最佳的食品保存温度，但确不可能提醒用户食品是否超过了保质期。这是因为局限于一体化的产品解决方案，由于缺乏“智慧”是不“聪明”的产品。
2.智慧解决方案催生的“聪明”产品
智慧解决方案超越了一体化解决方案的局限，将立足于产品本身的解决思路扩展到开放的物联网空间，利用以“更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化为特征”1的智慧方法来实现常规产品无法企及的目标。实现智慧解决方案的基础是物-物之间的透彻识别和全面互联构成的有机网络，依托的是物联网海量、高速、实时的数据超常处理能力和系统、全面和深入的智能决策和行动技术。纵观物联网的主要应用领域，如智能医疗、智能交通、智能电网、智能农业、智能安防、智能建筑、智能生活和智能家居等均是采用智慧解决方案的结果。
采用智慧解决方案不仅可以构建具有“更深入的智能化”的各类智慧的应用系统，还可以设计出“聪明”的各类物联网终端产品。正如国际电信联盟于2005年的报告中所描绘的那样：“当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等”。海尔的世界上首台物联网冰箱，不仅可以储存食物，而且可以通过与网络连接，实现了冰箱与冰箱里的食品、与超市的食品、与人类之间自由沟通2。例如Wifi体重计(图3)就像我们的便携私人健身教练一样，用户可以随时随地、随心所欲地咨询健身相关资料。可帮助用户坚持完成节食和健身计划，还可以将数据共享到其他健身App中。凭借内置的Wi-Fi连接，可以自动记录用户所有的体重数据和阻抗测量值，并通过无线方式传输到用户的iPhone、iPad和iPodtouch上。用户通过下载免费的iTunesApp，便可随时安全登录查看完整的体重、体重指数（BMI）、脂肪和肌肉量等信息。与智慧型物品需要依赖于物联网技术一样，设计师要实现设计能够理解人意图的“聪明”产品也必将以基于物联网的智慧解决方案为设计策略，这种设计策略采用开放的创新设计思维，体现了直接方式与间接支持、产品终端与网络系统的交集与整合。
设计思维的转变：从服务设计到智慧服务设计
服务设计命题的提出，为产品设计提供了一种全新的思维方式，是物质条件不断提升的前提下，从为生存到为生活方式而设计的设计理念变革之使然。从本质上说，立足于非物质的服务设计是为了“将设计的理念融入到服务的规划与流程本身，从而提高服务质量，改善消费者的使用体验”3，而物联网技术的应用和普及则为单纯的服务设计转换为智慧服务设计提供了可能性。
1.从为“一次”到“服务”之设计思维转变
传统意义上的产品设计主要针对用户购买产品的“一次”，由于从“购买——使用——废弃”全过程完全由用户自主进行，产品提供的服务功能是在有限的设计过程中完成的，用户的按受的服务也是在一个有界空间进行的。在服务设计之中，所谓的产品只不过是为用户提供服务的一个节点或产品终端，设计不再囿于相对独立的产品和不可拓展的服务。可以认为，为“一次”的设计是有限的，而为“服务”的设计是无限的。从“有限的服务”到“无限的服务”促使了设计思维的转变与创新：首先，由于产品与服务融为一体的服务设计是“包括服务模式、商业化模式、产品平台和交互界面的的一体化设计”1，因而这种设计必定是多学科的团队行为，服务体系的构建需要不同背景开发人员同力完成。其二，实现“无限的服务”，需要一个合适的运作平台，该平台允许众多的第三方设计公司可以在平台上、断更新和扩充服务功能和内容，以满足用户的无限需求。苹果公司的AppStore和iTunes、GooglePlay以及诺基亚的OviStore等正是这种平台的具体体现。
2.从为“接受服务”到为“智慧服务”之设计思维转变
物联网的引入使服务系统的感知服务成为可能。接受服务的对象进入服务提供环境之后，由无处不在的计算技术和网络构成智慧系统就能够自动识别接受服务的对象，从而提供相应的服务。如应用于北京故宫、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景点的自动导游系统借助集智能多媒体导游和GPS全球定位系统，随时感知游客所处的景点位置，自动进行详细的讲解。这种服务模式虽然只是基于物联网技术的服务雏形，但其“智慧”特色已见端倪。基于物联网的智慧服务系统的设计不只是对用户需求、产品终端、计算技术和互联网络的整合，其服务对象和形式也将发生变化。服务对象将由消费者扩展为物联网中的“物节点”，如汽车自动驾驶、不停车自动缴费、宠物位置定位、远程信息采集和安全防护监控等。服务的形式将由接受服务扩展为基于感知识别的更智能的个性化“智慧服务”，如根据感知到的病人状况，提供医疗咨询和诊治建议、根据感知到的家庭养花的物理信息（品种、湿度、温度和养分等）提供自动养护等。物联网的引入对服务设计注入了新的生命力，设计创新与科学技术的结合，将使真正智能化的智慧服务成为现实。
武汉侨亚百老汇信息技术有限公司利用物联网、互联网、无线通信等信息化技术，提出“信息化养老”服务模式，希望将智能养老服务模式延伸至老人家中。E-脉手表的服务内容涵盖老年人生活的各个方面，包括生活照料、家政服务、康复护理、医疗保健、精神慰藉等，该方案以网络和电话为主要实现形式，整合社会上已成熟的专业化老年服务机构力量，结合信息化终端E-脉手表和智能健康养老服务站为老人搭建了一个居家养老的信息化服务平台2。
结语
