物联网如何建造智慧城市？

智慧城市可以创造一个基础设施顺畅、效率提升的乌托邦，改善城市地区的生活质量，促进当地经济发展。其影响意义重大，预计到2024年，智慧城市基础设施的收入将超过1000亿美元。

从改善公共交通到解决犯罪问题和提高能源效率——应有尽有，智慧城市都可以做到。物联网是智慧城市技术的核心，并为许多此类项目提供动力。本文将探讨物联网在智慧城市中的作用及其各种应用。

什么是智慧城市？

智慧城市是指利用物联网技术等数字解决方案优化多种形式基础设施的城市。其使用连接的设备，如灯、仪表、传感器和其他技术，利用无线和云技术实时收集和分析数据。

这些数据用于制定决策，以改善公共基础设施、服务、公共交通、公用事业等。公民可以通过智能手机或其他移动设备、联网汽车和智能家居等联网设备积极参与其中。

智慧城市应用的一些示例包括：

智能家居公用事业——例如水、天然气、能源智能计量，使公民能够控制和降低消耗，并允许公用事业平衡供需

通过监测环境条件——例如可能对人类有害的水条件，来实现环境福祉。

通过实时监控增强公共安全——传感器和闭路电视摄像头遍布整个城市，并结合其数据来预测犯罪现场

智能交通——与停车计时器通信的联网车辆，将引导电动汽车驾驶员前往最近空位的充电座、汽车共享等等

街道照明——接收传感器数据的联网交通灯可以调整灯光节奏和时间，以实时响应交通并减少拥堵。

物联网在智慧城市中的作用是什么？

智能技术优化了城市生活，包括交通、基础设施、公用事业、市政和公共服务。物联网技术是智慧城市的支柱，通过跨设备共享信息来实现这些目标，这些信息可用于改善城市范围的基础设施和功能。

物联网传感器在大多数智慧城市技术中发挥着核心作用，例如：

湿度传感器——用于自动调节供暖系统或预测天气。

压力传感器——用于检测水系统的变化。

接近传感器——用于优化停车场或实施交通管理解决方案。

哪些物联网技术最适合智慧城市？

虽然物联网有多种应用，但一些解决方案可以满足特定需求。例如，WiFi和蓝牙在小规模甚至私人用途上更有效，例如智能家电或健身追踪器和心脏监测器等可穿戴设备。

智慧城市需要旨在满足市政需求的技术，这些需求的规模通常甚至比最大的企业还要大。满足这些需求意味着技术必须满足特定要求，包括高射程和低能耗。

智慧城市传感器分布在更大的表面积上，通常无法快速访问，这使得更换电池等定期维护变得不切实际。其还服务于一大群人，增加了设备断电或失去连接的潜在后果的风险。如果家用设备没电了，更换电池很容易，而且只有少数人受到影响。但智慧城市设备可能会影响数百万人的生活。

考虑到这些因素，以下是一些非常适合智慧城市使用的物联网技术：

低功耗广域网

低功耗广域网（LPWAN）是智慧城市中明确使用的一类技术。LPWAN提供远程通信，由小型、廉价的电池供电，可持续使用数年。LPWAN专为支持跨广阔空间的大规模物联网网络而构建，可以连接到所有类型的物联网传感器，使其适用于从环境监测到资源管理的各种应用。

需要注意的一些重要事项是，LPWAN只能以低速率发送少量数据，因此不适合时间敏感的应用或需要高带宽的应用。LPWAN的性能因各种因素而异，包括功耗、可扩展性和范围。

为了确保最大程度的可靠性、安全性和互操作性，必须选择最佳的LPWAN技术，并保持每个项目的标准化。例如，NB-IoT和LTE-M是蜂窝LPWAN技术，可以可靠地为各种智慧城市应用提供支持，例如智能计量、闪电或资产跟踪。

蜂窝网络

蜂窝网络是目前公认和应用最广泛的物联网技术形式之一。其快速高效，提供可靠的宽带，并支持各种通信方式。

蜂窝技术也是一项快速发展的技术。5G是其最新版本，具有高速和超低延迟的优势。5G是蜂窝连接的未来，对于开发自动驾驶汽车和增强现实等技术至关重要。在智慧城市规模上，蜂窝网络，尤其是5G，可以实现医疗行业中医疗数据的实时传输、支持公共安全的实时监控录像以及各种工业自动化应用。

虽然蜂窝网络将在未来的物联网连接中发挥核心作用，但管理蜂窝网络，特别是在如此巨大的范围和广阔的表面上，可能非常具有挑战性，并且需要大量的电力。

智慧城市的物联网应用

物联网的用途非常广泛。未来的一些应用包括能源资产管理、智能交通、智能废物管理以及空气质量管理等环境和健康举措。所有这些技术都依赖物联网传感器来发挥作用。

例如，台北市即将实现成为世界上最具创新力的城市之一的雄心。其举措包括将数据分析和物联网传感器纳入常规运营的智能建筑，以减少碳排放和政府开支。

当今城市实施智能技术的另一个例子是伦敦的SmartPark计划。SmartPark解决方案包含3,400多个地下车辆检测传感器，可为驾驶员提供有关空闲停车位的实时信息。随着智能技术已经发挥作用，完全互联的物联网驱动的城市在未来不会太遥远。

网络安全对于物联网驱动的智慧城市的重要性

尽管智慧城市有很多好处，但新技术往往会带来新的危险。连接性的增强意味着设备可以相互通信，但这也意味着网络犯罪分子只需破坏一台设备即可访问整个网络。这种攻击的后果也将比以往任何时候都更加严重，因为攻击可能会破坏公共基础设施，使市政运营停止。

这就是为什么智慧城市必须保持警惕并实施必要的步骤来保护每个设备和网络。

智慧城市必须是安全的城市

根据联合国的一项研究，到2050年，世界上68%的人口将居住在城市地区。智慧城市技术可以满足不断增长的人口的需求，并解决城市从一开始就面临的挑战。虽然传感器、蜂窝网络和连接设备对于智慧城市功能至关重要，但也可能使其面临风险。

对于如此大规模的项目，企业必须尽最大努力防止网络攻击者破坏网络或导致连接失败。

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