基于物联网的智慧行业应用与共享平台的研究与实现

刘惠灵 蔡延光 邱旭勤 刘志勇

【摘要】智慧城市就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。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续发展，具有非常重要的现实意义。

【关键词】智慧城市;物联网;云计算;信息技术;公共服务平台

Research and implementation of Wisdom Industries and Sharing Platform based on internet of things

LIU Hui-ling，CAI Yan-guang，QIU Xu-qin，LIU Zhi-yong

（School of Automation，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract：Smart City is the sense of the use of information and communication technologies means test，analyze，integrate the key information about the city to run the core system，and thus the various needs，including people's livelihood，environmental protection，public safety，city services，including industrial and commercial activities to make intelligent response.Its essence is the use of advanced information technology，management and operation of urban wisdom，thus creating a better life for people in cities to promote the harmonious cities，sustainable development，has a very important practical significance.

Key words：Smart City;internet of things;cloud computation;information technology;public service platform

引言

工业化带动城镇化，使人口膨胀、交通拥堵、环境污染等“城市病”日益严重。在中国城镇化进程加速后[1-3]，传统的城市发展模式难以为继，信息化日益成为化解城市发展难题的突破口。因此，智慧城市的出现为城市发展提供了全新的模式，它通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹信息应用，以加强城市的规划、建设和管理，是在物联网、云计算等新一代信息技术的支撑下形成的一种新型的城市形态[4-5]。国民经济和社会发展“十二五”规划中也强调要注重以人为本、节地节能、生态环保、安全实用型的城市发展。

1.总体设计

1.1 总体目标

立足城市发展需求，致力于解决当前城市信息化建设存在问题，满足移动互联、物联网、智慧城市未来发展，通过整合各领域的专业信息系统或平台，集成地上地下三维数据、统一的地理底图信息、以及各职能部门的专题数据等信息资源，建立起应用到全市各个领域的数据平台，随后将数据共享范围扩展到全市各职能部门，搭建起智慧城市多维基础信息资源共享平台。以地理信息数据为支撑、物联网、三维可视化技术为手段，实现基于真实地理世界的三维景观，为城市规划、建设、管理等方面提供技术支撑和辅助决策，从而提高城市管理效率，实现城市可持续发展。

1.2 总体思路

总体框架如图1所示。

图1 系统总体设计图

2.建设内容

2.1 公共信息数据库

包括数字线划图（DLG）数据库;遥感影像和数字高程模型数据库;数字栅格图（DRG）数据库;地名地址数据库;地下管线数据库;三维模型数据;人口基础数据库;宏观经济基础数据库等。

2.2 公共信息资源共享平台

2.2.1 公共数据管理系统

公共数据管理系统依托公共数据共享平台运行维护管理各种数据库，保证数据库的正常运行和安全。公共数据管理系统包括图层管理、数据编辑、元数据管理、数据转换与输出、数据输出和统计分析等功能。

2.2.2 基礎数据服务接口系统

基础数据服务接口系统主要是由一系列数据服务接口组成，提供的数据共享服务主要有认证服务、目录服务、电子地图服务、三维数据服务、多媒体数据服务等。

2.2.3 共享平台运维支撑系统

共享平台运运维支撑系统主要是对共享平台的用户管理、服务的安全认证，各个服务配置、管理以及共享平台的监控进行集成，为共享平台能够稳定地为外部应用提供安全的访问予以支撑。

2.2.4 视频数据管理系统

实现对共享的交警摄像头视频数据、交通部门的视频数据和其他服务大厅的视频摄像头数据的进行管理，并通过共享实现视频资源的互联互通，共享使用。

2.3 行业三维应用系统

依托公共信息共享平台，可以开展诸如智慧交通、智能电网、智慧物流、智慧医疗、智慧食品系统、智慧药品系统、智慧环保、智慧水资源管理、智慧气象、智慧社区、智慧学校、智慧建筑、智慧油田等诸多方面行业应用。

3.系统功能介绍

3.1 数据导入

功能描述：管线数据自动生成，并生成管线属性。

3.2 信息查询

功能描述：通过输入关键字查询对应信息。

3.3 辅助规划

日照分析：在一定的范围内，对建筑房屋二十四小时任意时间段的日照效果进行分析。

方案对比：在屏幕中设置了双屏幕对同一地块上，规划不同建筑方案进行效果、参数等对比。

3.4 建筑编辑

建筑编辑：对建筑模型进行编辑，例如空间位置变化、模型大小缩放等

替换模型：对现有建筑模型进行替换，从而辅助规划决策

3.5 新建建筑

新建建筑：對现有空地进行新建建筑，从而辅助规划决策。

3.6 场景漫游

线路漫游：对特定线路进行漫游，查看线路周边规划建筑效果。

场景定位：查看重点场景。

3.7 视点编辑

视点编辑：用户可以添加自己自定义的场景，然后进行定位。

3.8 二三维同步联动

不管当前是二维视图还是三维视图，启动二三维同步功能后，自动切换为二三维双屏，并能实现二者位置同步，以进行对比查看。

3.9 通用功能

地下模式：控制当前三维场景是否是地下模式或者地上模式。

停止飞行：当漫游路线时，用此按钮可以停止飞行。

水平距离：两侧空间任意两点之间的水平距离。

垂直距离：两侧空间任意两点之间的垂直距离。

飞行环绕：选择某一场景，在此场景飞行环绕旋转，查看当前场景周围建筑情况。

放大或缩小：将当前视图范围放大或缩小。

正北：将当前视图转为正北方向。

保存图像：将当前视图数据以图片的形式保存。

鼠标漫游：水平方向移动视图。

鼠标滑动：水平方向移动视图。

查看天际线：在某一场景高度，查看前方天际线情况。

4.结语

智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。智慧城市的建设是为了适应新型城市发展，适应社会经济发展的需求。智慧城市将极大提高城市的环境承载能力，有效驱动经济发展模式调整，全方位提升以人发展为本的美好城市生活的感知。

参考文献

[1]侯宇红.基于全景真三维斜射影像的数字城管应用研究[J].地理信息世界，2014，21（1）：106-110.

[2]程锋.“数字城管”基础数据普查关键技术研究[J].测绘与空间地理信息，2011，34（2）：159-161.

[3]周迪民，段国云.地理信息系统属性数据不确定性的研究[J].计算机技术与发展2009，19（12）：174-177.

[4]陈平.数字化城市管理模式探析[J].北京大学学报：哲学社会科学版，2006，43（1）：142-148.

[5]陈观林，李圣权，周鲁耀.杭州市“数字城管”现状及发展对策研究[J].情报杂志，2009，28：43-45.

基金项目：国家自然科学基金（编号：61074147，60374062，61074185）。

作者简介：

刘惠灵（1990—），男，广东河源人，硕士研究生，研究方向：网络控制技术。

蔡延光（1963—），男，湖北咸宁人，博士，广东工业大学自动化学院教授，博士生导师，主要研究方向：网络控制与优化、组合优化、智能优化、智能交通系统等。

邱旭勤（1990—），男，广东惠来人，硕士研究生，研究方向：网络控制技术。

刘志勇（1990—），男，江西新余人，硕士研究生，研究方向：软件开发与物流运输。