在我国建设智慧城市的技术思考

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摘要：随着科学技术的不断进步，现代化城市建设逐渐向智慧城市建设发展，越来越多的智慧城市应用出现在人们的面前。智慧城市就是利用最先进的科学技术，以互联网信息技术为基础，将城市功能系统与人、物之间进行连接，实现民生、环保、公共安全、商务活动等智能的响应，满足城市智能自感知、自优化等需求，使城市形态具备更加便捷、安全、高效、绿色等特点。智慧城市的建设目标就是使城市内部的功能系统更加完善、协调、发达、智能，从而使城市中生活的人更加智慧、和谐、幸福。

关键词：智慧城市；技术基础；创新技术

一、智慧城市的技术基础

在我国建设智慧城市需要许多方面的共同作用，例如技术创新、政府管理、民众意识。智慧城市的核心是“信息”，因此技术创新是建设智慧城市的基础，其中信息技术是核心技术。

（一）信息技术广泛化

对于一个人而言，只有神经系统健康的遍布全身，才能将看到的、听到的、闻到的以及触摸到的所有信息传递到大脑之中。因此实现智慧城市的根本要求就是让城市拥有完善的神经系统，利用信息技术将城市功能系统与人、物之间无缝连接，让信息的传递在整个城市畅通无阻。

（二）互联网技术的普及

在互联网技术广泛应用之前，信息处理的工作一般都聚集在专用机房中的大型计算机设备上进行，与人们生活的关系不大，即使信息能够传递，但是范围十分有限，不能遍布于整个城市中。互联网技术的进步彻底改变了城市中信息处理的方式，实现了所有城市居民都能参与到信息的产生和获取当中，让城市的智慧从根本上贴近居民生活。

（三）嵌入式技术的发展

从技术层面而言，建设智慧城市首先需要建设城市信息体系，以网络信息作为技术基础，让城市居民随时产生和获取信息。同时，嵌入式技术的发展能让各种不同设备都拥有独立联网及运算的能力，使城市里的所有基础设施都具备自动采集与动态监管信息的功能。

二、智慧城市建设技术现存的问题

（一）应用局限性

我国智慧城市建设大多是应用数据采集、处理、传输等简单模式，这些模式能在简单的领域中确保数据的安全性、可靠性和实时性，即便万一出现数据被盗用或篡改等情况也不会造成较为严重的后果。虽然在一定的领域中简单的数据采集和传输能够顺利完成工作，但是一旦面对复杂领域就无法实现其作用。现代化社会具有复杂性、多样性等特点，因此仅凭简单的数据采集、数据传输等技术建设智慧城市是远远不够的，许多重要领域都没有触及到城市信息体系，例如医疗手术控制、大型机械设备运转控制、火车交通控制等，而这些领域的数据一旦出现错误、丢失或延时等情况，则会造成较为严重的损失。目前，我国智慧城市的典型应用中，大部分的设备工作环境都十分良好，但仍然有一部分的应用要求设备在非常恶劣的环境中工作，这些恶劣环境包括极端高温、极端低温、瞬间温度剧变等，我国现有的传感器技术还无法在这种恶劣环境中顺利开展工作。

我国智慧城市应用已进入初级阶段，最高规模是数千个节点可以同时进行工作，远远没有达到数万、数十万甚至数百万的海量节点规模。随着科技的进步，节点规模在不断增加，因此建设智慧城市对于节点组网速度、协议高效性、节点管理、数据处理等技术提出了更高的要求。

（二）技术瓶颈

智慧城市应用之所以存在局限性，较大部分原因都是由于技术瓶颈引起。只有突破技术瓶颈，才能解决应用局限性，进一步实现城市信息体系的需求，使智慧城市的发展空间更为广阔。目前，技术瓶颈主要表现在四个方面：

1、传感器技术瓶颈

在智慧城市的建设中，需要布置大量的、各种各样的传感器，让传感器与物品紧密结合，甚至成为物品的组成部分。因此要求传感器具备体型小、功能强、价格经济、耗能低等特点，而这一类高性能的微型传感器现仅应用于尖端领域，并不能大规模应用。

2、信息网络技术瓶颈

智慧城市应用大多都是自动化操作，通信行为无人干预。而节点规模在不断的增加，其后续发展必定要远远超过原有的通信规模，达到上千万甚至上亿的海量节点规模，因此信息网络技术要往大容量、高性能方面发展。

3、平台处理技术瓶颈

智慧城市发展中面临的另一个技术瓶颈就是如何将海量感知信息及时进行处理。随着智慧城市建设的不断发展，平台处理技术的发展也不容忽视，只有解决海量数据的存储、处理、归类、检索等需求才能打破平台处理技术瓶颈。

4、安全性技术瓶颈

目前，信息的安全问题必须引起人们的足够重视，如何面对越来越复杂的物联网安全问题是智慧城市发展中必须解决的问题。是否能顺利解决安全性技术瓶颈，将直接影响智慧城市的发展前景。

三、建设智慧城市的创新技术

（一）大力发展感知技术

智慧城市需要通过感知技术获取信息，因此感知技术的发展是智慧城市发展的重要基础。感知技术包含传感器技和无线传感网两种技术，其中传感器是一种转变用器件，能将物理量或化学量转变为便捷的电信号；无线传感网是由大量传感器节点组成，这些节点部署在一定区域以内，利用无线通信方式形成网络系统，能感知、采集、处理并传输网络覆盖区域中的信息。无线传感网的主要技术包括网络拓扑控制技术、信道资源调度技术、物理层技术、分布式信息感知技术、协同计算与处理技术等。目前智慧城市应用中的传感器并不能满足感知技术高性能、低耗能、微型化、低成本的发展方向，无法扩展智慧城市应用的丰富想象空间。因此要推出更小、更强、更经济的传感器，结合全新的智能化通讯技术、控制手段，才能有效的在大范围内低成本获取传感信息。

（二）大力改进网络能力

目前，智慧城市正处于初级阶段，物联网应用数量不大，现有的网络技术基本上可以满足物智慧城市的通讯需求，但是随着智慧城市的不断发展，物联网应用数量将不断发展，网络技术必将面临更大挑战，如果不能有效改进网络能力，甚至会影响到人与人之间的正常通讯。因此，在现有网络技术的基础上，要研究和开发满足智慧城市通信特征的网络技术，完善城市通信网络运维体系。主要研究内容应包括：IPv6技术、云计算机技术、网络性能优化机制、移动性管理机制、网络安全能力、网络资源分配机制等。其中，IPv6技术是IETF设计的，具有非常大的地址空间，能支持地址自动配置；IPv6的地址分配实行聚类原则，简化了IP包结构，路由转发效率得到明显提升；强化了网络层的数据加密功能，有效增强了网络的安全性；能在很大程度上满足物联网海量节点、高安全性等应用需求。云计算机技术能集中网络上的计算、存储等资源，以资源虚拟化的方式为用户提供便捷的服务，实现计算与存储的并行处理。

结束语：

综上所述，我国建设智慧城市的现有技术中存在一些问题，如智慧城市应用具有局限性，技术瓶颈等。这些问题严重制约着智慧城市的顺利发展，必须要解决这些问题，才能提高建设智慧城市的技术水平。笔者提出，首先应该大力发展感知技术，结合全新的智能化通讯技术、控制手段，才能有效的在大范围内低成本获取传感信息；其次，要大力改进智慧城市的网络能力，研究和开发满足智慧城市通信特征的网络技术。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为提高我国建设智慧城市技术水平做出重要的贡献。

参考文献：

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