云计算及物联网技术在智慧城市中的应用

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  摘 要:随着科技的快速进步,促使物联网和云计算技术被广泛应用于各个领域。城市建设过程中,云计算技术和物联网技术提供了一定帮助,为人们提供了人性化服务,让智慧城市建设取得良好的效果。基于此,简单介绍了智慧城市及技术的概念,分析了应用物联网技术及云计算技术的重要价值,系统研究了智慧城市建设的各个领域中云计算技术与物联网技术的应用。
  关键词:云计算技术;物联网技术;智慧城市
  引言:
  随着工业的发展,农村人口流向城市是社会发展难以逆转的趋势,城市化发展是国家发展的必经之路,这是工业发展、农业发展、机械化、现代化的必然。城市规模、人口、基础建设的不断扩张,传统的城市管理模式已经无法满足现代城市的发展需求,城市长短途交通、市政设施、城市安全建设、资源调配等方面逐渐暴露出问题,信息化、数字化、智能化已经成为城市建设的必然。云计算、大数据、物联网等技术在计算机领域已经发展得相对成熟,在社会生活中的应用也在不断尝试,为我国城市智慧化建设提供了经验,成为智慧城市建设的重要力量。
  1智慧城市及技术介绍
  1.1智慧城市及基本理论
  智慧城市是一种新型、区域性城市建设发展概念,智慧城市的概念建立在计算机技术、互联网技术的发展应用上,是信息化时代的产物。运用信息技术、网络技术、通信技术进行城市核心运行数据的感测、分析是智慧城市的特点,也是整合城市关键信息、资源的关键,能够对城市民生、环保、公共治安、服务体系、经济活动等多个方面的发展做出智能回应[1]。从本质上来讲,智慧城市是城市智慧式管理的结果,为人们的生产、生活营造了更加优质的环境,提升了城市建设的可持续性。
  1.1.1生态智慧
  所谓生态智慧,其基本的理论体现在以下几个方面:1)在生态性思想智慧中分析,主要是通过地理、气候以及人文等资源的融入,形成生态化的和谐发展理念;2)在智慧性生态理论分析中,通常需要引导人们规划布局环境,从而达到人与自然和谐相处的目的[2]。
  1.1.2公共利益
  在公共利益理论分析中,核心目標是将智慧生态城市规划建设作为核心,通过智慧生态城市的规划,满足个人、人与人之间的外部利益,以保证环境的适应性[3]。而且,在公共利益理论分析中,着重强调了和谐共生的原则,其中的和谐主要是人与人、人与环境之间的和谐共处。共生主要是指城市居民与自然的共生、不同文化的共生等。
  1.1.3自律理论
  结合智慧生态城市规划建设的基本特点,在自律理论分析中,主要是指道德主体的自觉行为,将自律规律及智慧生态城市进行融合,可以维护城市的生态化发展,例如,在智慧生态城市建设中,能够更好的限制城市人口,规范人们的生活方式,以实现城市规划及发展的完善性,充分满足人与自然的和谐发展需求。
  1.2云计算
  Amazon亚马逊最早于2006年提出云计算的概念,初衷是为了让企业处于暂时闲置状态的IT设备及大量硬件资源,通过出租的形式转化成可以创造价值的运算能力,将云计算服务推广应用于中小企业中,为它们提供IT系统基础架构。
  1.2.1云计算的概念
  从IT的角度来看,云计算就是一个IT平台,体现了一种全新的业务管理模式,提供以互联网为基础的软件服务,其最重要、最核心的理念是用户不需要使用自己电脑里的软件,而是利用包含移动互联网在内的网络系统,通过电脑浏览器或手机APP客户端,访问存储在外部机器上的软件,完成所需要的工作[4]。这些用户使用到的软件由专人负责运转与维护,用户仅需利用互联网进行连接和使用即可,而用户生成的文件资料和数据信息,也将全部存储在这些外部机器中,使用最广泛的云计算应用实例就是电子邮件。
  1.2.2云计算的结构
  一般而言,云计算的体系结构包括硬件平台、云平台和云服务三个层次,除了在应用软件层,还包含硬件、系统软件等。硬件平台即云计算的数据中心,包含了服务器、网络设备和存储设备等全部的硬件设施,具备可扩展性,用户可以根据自己的需求动态使用硬件资源并支付相应的费用。云平台是云服务运行的平台,提供了如数据库等服务的开发工具及基础软件,需具备Java运行库、Web2.0应用运行库等各类中间件,并能够集成多个应用系统,管理数据模型和工作流模型,统一进行安全管理和存储管理等。云服务指的是能够在互联网上使用统一的一种标准接口,访问一个或多个软件功能,用户可通过互联网随时随地的访问和应用各类服务,管理业务数据[5]。
  1.3物联网
  随着RFID射频识别技术、互联网及云计算等技术的逐渐成熟,为物联网的形成和发展奠定了基础,在较大范围内实现实时通信、数据分享等功能。在未来,物联网将在无形中影响人类生活的方方面面,创造一个以技术为核心的智能世界。
  1.3.1物联网的概念
  互联网的飞速发展,为物联网的产生奠定了基础,在广义范围上实现实时通信和数据共享。物联网通过给物体和产品安装标签,并将其充分接入互联网系统,以实现追踪产品运动轨迹、收集各类型数据、处理数据信息获得更丰富信息知识的目的。物联网系统不仅可以将人类与机器智能相连接,帮助我们理解事物之间的运动意义,辨识和预测各种因果关系;还能在无人工监督的情况下自动运行,甚至通过改变基础算法,提升智能水平。在未来,物联网必将影响人类生活的方方面面。
  1.3.2物联网技术架构
  物联网的技术架构可以分为感知层、网络层和应用层。感知层由温湿度传感器、二维码、RFID标签及读写器、GPS、摄像头等各种传感器、传感器网管和感知终端构成。感知层是物联网用于识别物体和采集信息的根源。网络层传递、处理从感知层获取的信息数据,由各种互联网、网络管理系统、云计算平台、有线或无线通信网等组成,通过这些互联网、广电网、通信网络等实现数据的传输。应用层与行业需求密切结合,是将物联网和用户连接起来的接口,能够实现物联网的智能应用,包括应用基础设施和各种物联网,基于现有的手机、PC等终端进行应用。   2云计算及物联网技术在智慧城市中的应用价值
  建设智慧城市的目的是推动城市智能化发展,提高城市服务水平。智慧城市要积极使用云计算技术及物联网技术,智慧城市建设必须落实实时数据共享,提供智能化管理,满足各个区域的需求。科学技术快速发展,优化了物联网和云计算技术的诸多方面,让智慧城市建设得到了大力支持。云计算技术基于信息技术应用发展,给智慧城市建设提供信息技术,并采取虚拟化、程序化的方式,储存数据信息,让智慧城市获得大量信息,提升数据处理能力。物联网技术可完善城市服务体系,让城市服务功能更加智能化。
  3云计算、物联网技术在智慧城市中的具体应用
  3.1城市交通体系应用
  交通是城市的基础和关键,其建设质量和有效性十分重要,交通事故、交通拥堵、尾气污染等问题都与城市交通体系建设水平有直接关系,因此,智慧城市的建设中,城市交通体系应当占有重要的地位。针对道路交通事故频发、交通拥堵严重、紧急事件处理不及时等问题,在智慧城市交通体系中应用云计算、物联网技术可以有效解决问题,借助科技的力量提高问题的预先发现、紧急处理效率,例如:部分地段拥堵,通过导航系统、路边显示屏提醒司机绕行;早晚高峰擁堵,通过监控车流量的方式来判断高峰的到来,通过信号灯智能管控的方式进行车流量分流、疏导,减少信号灯等待时间;收费站口堵塞包括高速收费站口堵塞、停车场进出口堵塞等形式,大规模普及电子收费设备,与车主缴费账户相连接,提高车辆通过关卡的速度。又例如:交通事故的解决往往需要车主、路人报案,这样的解决模式影响了交通事故的处理效率,我们的交通违章摄像镜头不应只用于违章拍照,应用云计算、物联网技术,提高违章摄像系统对交通事故的敏感性和自动报警质量,有效提高交通事故处理效率。
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  3.2医疗服务体系应用
  医疗行业是重要的民生行业,是智慧城市建设、发展中不可忽视的行业之一,目前,我国大部分城市在医疗体系智能化方面做得还不够,能在线预约门诊仅仅只是个开始,实现医院内部信息、数据与医疗服务的一体化是基本,借助云计算、物联网技术实现医疗体系与其他相关体系的一体化是智慧城市建设的重要一步。目前,医疗体系能够掌握的只是病人的过往病历,病人的日常锻炼、体检,病后恢复信息,都还没有完成搭建,导致身体检查、体育锻炼等领域没有能为我国的医疗体系发展提供应有的支持,市民的身体健康得不到全面保证,疾病预防工作没有做到位。智慧城市的建设要重视医疗与相关领域的结合,将与医疗有关的体系数据汇总在同一个信息池中,使医生能够顺利调取病人的所需数据,提高医患之间的交流效率;使市民能够从大数据、云计算角度获取健康数据,主动寻求检查或参与身体锻炼,构建全方位医疗体系,把预防工作质量提高上来,改变医院人满为患的现状。
  3.3物流服务体系应用
  物流是商业活动的重要辅助力量,市民日常生活中感受到的快递仅是物流服务体系的末端,物流服务体系是城市建设中重要的一部分,也是最早应用到物联网技术的一部分,根据实践结果可知,物联网技术的应用有效提高了物流体系的工作质量和效率,提高了物流服务的安全,为市民的生活质量提高提供了不可忽视的帮助。物流服务质量的提高不仅能够提高市民生活质量,还改变了年轻一代的生活习惯,他们习惯于东西缺了再买,而不是买很多生活物品存在家里,这提高了金钱的流动量和频率,避免了金钱和货物的积压,间接辅助了社会经济的发展。物联网技术中包含射频识别技术(RFID)、传感器技术、红外线技术、GPS技术等数种,能够辅助物流工作人员进行邮件识别、运输车辆位置、整体环境指数、包裹目的地等工作,提高物流工作质量和效率,降低工作人员压力,为智慧城市建设和发展提供物资供应。
  3.4基础设施体系应用
  基础设施是城市建设和发展的基础,包括给排水网、供电网络、供气管道、绿化区域、内河堤坝、公共交通线路制定等许多部分的内容,对市民正常生活、城市范围内企业正常生产有着重要的作用。例如:排水管网设计不合理会导致强降雨时间内出现严重的城市内涝,影响市民正常出行,影响企业正常运行,导致城市部分停摆。云计算、物联网技术在基础设施建设、运维中发挥了重要作用,例如:借助GPS技术、地理信息系统、遥感技术等信息技术,搭配云计算技术,可以提高城市公共交通线路制定成果的质量和效率,避免出现某一区域多个线路公交抢市场,而临近区域公交线路超载严重的现象,提高城市建设的智慧程度,便利市民出行,挤压私家车的生存空间,间接降低城市的私家车数量,保护城市的大气环境。
  3.5工业领域服务体系应用
  我国工业水平大幅度提升,利用物联网技术及云计算技术,有效提高工业技术发展水平,形成智能化生产。自动化技术的使用,让工业设备实现智能化发展,工业生产效率大幅提高。经过一段时间的使用,工业生产形成智能化工业体系,工业水平快速提高。如今我国工业领域着重建设技术型工业,借助云计算技术和物联网技术,形成新时代技术型工业,打破工业生产和管理旧局面,获得广阔的发展空间。信息化技术的使用要着重加强信息安全防护水平,保护工业生产信息安全,维护工业生产和发展计划,保障工业领域快速发展。
  结束语:
  智慧城市是城市发展的主流方向,随着科学技术的不断发展,智慧城市的成型已经成为必然,线上支付、刷脸支付、共享单车、门诊手机预约、沃尔玛自助扫码等技术设备的出现都推动着我们的城市向着智慧城市一步步迈进。在建设智慧城市的过程中,必须要完成对城市资源的有效整合,提高城市管理的质量,保证服务体系的顺利运行,在此过程中,云计算、物联网等计算机技术发挥着重要作用,是支撑、促进我国城市发展的重要力量。
  参考文献:
  [1]孙彤宇.智慧城市技术对未来城市空间发展的影响[J].西部人居环境学刊,2019,34(01):1-12.
  [2]吴彦.基于云计算和物联网技术的智慧校园建设和发展研究[J].网络安全技术与应用,2018(09):93-94.
  [3]崔小利,吴朝烨,张玲.物联网和云计算在智慧医疗领域应用专利技术分析[J].科技视界,2018(23):24-26.
  [4]张吉跃,王鹏飞.基于物联网与云计算技术的综合智慧消防系统[J].智能建筑,2018(05):36-40.
  [5]刘雨菡.浅析大数据应用背景下智慧城市的建设与发展[J].智能城市,2019,5(05):12-13.
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