大数据时代物联网技术在智慧城市中的应用研究

郑州航空工业管理学院 吴 宁 郑州市第七十七中学 谢丽亚

本文首先对物联网技术、大数据技术、及智慧城市等概况进行说明，进而概述了三者之间的关系，给出了关系图。通过分析大数据时代下物联网技术在智慧城市中不同的应用场景，提出了一种有助于大数据处理的思路，即不同的应用领域、不同系统间应给出统一的数据接口规范，有助于数据相关性分析。

1 物联网技术概况

物联网技术经过快速发展期，已经成为服务于信息社会的重要技术，简单来讲，即为“我们周围的一些物品与另一些物品通过短距离无线传输网络相连构成物联网，其英文名可译为Internet of Things”。就其本质而言，物联网具有传统互联网的核心和基础，并在原有的核心和基础上进行延伸和拓展，广大用户可以通过使用物联网技术，将物品和物品之间进行信息交换和通信，其目的是形成一个包含人、各种物品的巨大网络，方便人对生活中相关的各种物品进行识别、管理和控制。物联网概念开始出现是在20世纪90年代，在经过漫长的寒冬后，在近十年的快速发展，应用于物联网的通信协议不断完善，物品可实现通过蓝牙、红外、zigbee等协议实现无线组网，通过无线组网实现物品间通信，并能通过开发网关经互联网中TCP/Ip协议上传云端进行处理。

2 大数据技术概况

物联网的迅速发展，其底层感知层的各种设备每时每刻都在不断的生成数据，数据的急剧增长，最终让大数据时代到来，或者说大数据时代是科技时代发展的产物。大数据从数据格式看，可分为广泛存储在数据库中的结构化数据，以及如图形图像类的非结构化数据，其中非结构化数据达到了总数据量的90%，并且总数据量每年以60%的指数增长。通过对大数据分布式存储和大数据分布式处理的不断研究及应用，大数据的价值主要体现三个方面：第一在大数据时代到来之前，我们没有足够的存储量以及计算能力对全样数据进行分析，大都采取抽样；第二个价值是在第一个价值之上衍生出来的，做抽样统计，和全样数据分析相比不可避免存在误差，以及误差放大情况，大数据时代我们在设计处理算法由精确度转向了效率；第三个价值体现为相关而非因果，大数据时代给我们提供了很多事物之间的相关性而非去追事物间的因果关系，在大数据时代我们只关心事物间的相关性。

3 智慧城市的概念和内涵

智慧城市这一理念是在2010年由IBM公司提出的，这一理念是在运用包含通信技术、移动互联、感知技术、大数据分析等前沿技术，充分调动、使用城市核心系统的信息，从而对智慧城市中的各种需求夙愿进行智能响应，为市民创造更加宜居城市生活。其价值理念得到很多国家的高度认可，世界上很多国家相继开始了智慧城市的摸索，我国在2012年公布了第一批发展智慧城市的试点名单，其中包含全国各地的90个城市。2014年，我国根据智慧城市建设需要提出，《促进智慧城市健康发展指导意见》，旨在为全国普及绿色的城市、低碳的城市等新型智能城市化摸索道路。

在智能城市建设之中，要充分调动、使用核心系统的信息，首要任务是建设庞大的数据库，才能满足运用感知技术采集信息、大数据分析技术处理信息、移动互联等场景的形成，从而实现智慧城市的愿景。

4 大数据时代物联网技术在智慧城市的技术应用

4.1 大数据、物联网和智慧城市的关系

大数据时代来源于人类的信息技术第三次信息化浪潮，根源于物联网感知层技术的快速发展，通过分布在大街小巷数以亿记的传感器不间断的采集信息、采集图像，数据的存储呈现爆发式增长，数据如何系统的认知、如何处理，如何在庞大的数据中挖掘出经济价值。诸多的疑问，激发了我们对大数据、物联网和智慧城市以及其间存在的关系深入思考。通过研究分析，现有的大数据、物联网技术在智慧城市中的应用架构体系可以划分为系统框架底层的信息采集层、数据传输层、数据存储层、数据处理应用层。如图1所示。

4.2 大数据、物联网技术在智慧城市的实际使用场景

在智慧城市中，物联网技术及大数据技术的应用无处不在，接下来我们通过介绍一些行业的智能化进程及成果，展开应用研究。

物流管理。智慧城市中物流行业亦能体现出大数据时代物联网技术的应用，在国家推动经济转型的过程中，大众的消费呈现出网络化，物流行业面临重大变革，一些大型的物流中心，每天中转的物品数量巨大、种类繁多。如何快速统计出运输物品的信息，如何智能挑拣物品，如何智能规划配送路线。面对大量问题，大数据及物联网技术的出现有助于使得以上问题得以解决。在信息的处理中，通过使用物流联网采集物品的仓储、流通、卸载等信息，通过数据传输层进一步处理数据信息，如通过zigbee、蓝牙等短距离通信协议将数据汇总，通过网关将信息发送到数据存储层，借助大数据中数据存储技术，将海量数据保存，数据处理应用层负责对数据进行分析、处理，实现仓管管理、卸载管理、流通管理等信息。而用户可以实时查看已购商品的实时运输信息。

图1 智慧城市应用架构图

医疗卫生。对于人们关心的健康问题，同样也是智慧城市重要的考核目标，假设有人生病，就可以利用微信平台提供的小程序，找到医院的服务平台，可通过导诊中的智能导诊和人工机器人交流选择挂号科室，预约挂号可实现免去长时间排队挂号问题，也可以通过诊疗中的检验检查功能查看诊疗中的检查单，同时还可以通过互动中的就医反馈功能，在线上和主治医生进行互动，了解后期休养中的问题。同时医生可以通过数据应用平台及时查看患者既往病史等信息，辅助诊断，提供更好的服务。在智慧城市中，物联网技术和大数据技术的应用助力医疗行业更好提供生命保障。

食品安全。民以食为天，食品安全应该放在重中之重。如何更好的确保食品安全，物联网技术的发展有助于大众精确了解每一个牧场中每一牲畜的生长环境及健康情况。同时可以精确借助感知层了解餐桌上的食物生长环境中的各种信息。

智能家电。家电的智能化，使得生活更加方便。通过手机可以控制家里所有的智能家电，用户可以通过简单设置，可控制已经放好食材的电饭煲，在回家的路上开始烹饪美味的饭菜，同时通过点击APP，管理加入物联网的空调开启，通过安装的摄像头可以实时查看家中的老人及儿童的安全。家里有老人的市民，可以为老人提供智能拐杖，通过不断数据跟踪分析及家庭摄像头数据，能够及时处理老人摔倒以及走掉情况的发生。物联网技术的发展，带给生活更多的智慧，同时也带给我们更多的方便。

4.3 大数据时代物联网技术在智慧城市的发展方向

通过以上分析，不难得出，通过物联网感知层采集信息，通过大数据存储处理信息并应用的模型在智慧城市的建设中应用广泛。为了更好的服务智慧城市，针对不断革新的技术，制定统一标准成为了我们下一阶段的主要目标。大数据时代数据的海量递增，面对物联网感知层提供的非结构化的数据。不同领域间在数据采集、传输、存储字段等存在差异，在考量大数据之间的相关性指标下，统一规范不同行业数据格式、类型，对于大数据的处理，有一定意义，有助于物联网技术及大数据技术更好的应用于各个领域，以及通过各个领域的融合，有助于整个智慧城市的快速发展。

5 结语

综上，物联网技术、大数据技术能够服务于智慧城市理念的落实，通过资源的优化、调度能够更好的服务于可持续发展的落实，有助于形成一个低碳、绿色的生活圈。同时，针对数据的处理应用还能服务于国家产业结构的调整，优化顶层设计思路。