物联网技术在智慧城市建设应用中的难点研究

文｜重庆闳元实业（集团）有限公司 李仁波

物联网是在互联网基础上借助传感设备、射频识别技术、GPS 定位系统等实现人与物、物与物之间互联互通的新型现代技术，因此物联网具有极强的互联网特性、识别特征以及智能化特点，是实现智慧城市建设过程中不可或缺的重要技术。智慧城市是高阶版的信息化城市，不仅能够为人们提供更加智能、便捷的生活，而且需要各种先进技术的支持，物联网技术就是其中之一。

一、物联网技术在智慧城市建设中的基础应用技术

物联网技术在智慧城市建设中的应用主要是借助感知设备和互联网，进而实现的人、物、机以及环境之间的连接，完成信息资源的快速传递、共享以及对于物的操作控制，并由此在城市中建立智能化服务管理系统，构建智慧城市。物联网应用主要包括四个关键性技术，分别是RFID、传感网、M2M 以及量化融合。物联网四大支撑技术与业务群关系如图1所示。

图1 物联网四大支撑技术与业务群

二、物联网在智慧城市建设中的应用优势

智慧城市就是利用先进信息技术和通信技术手段等实现对于城市运行过程中各信息的感知、收集、整合和分析，进而结合城市民生、交通、环保以及各种公共服务等实际需求进行智能响应的现代化城市建设理念。智慧城市是新时期背景下信息化与城市化的深度融合，不仅是物与物的相连，更是人与物、人与环境、物与环境的连接，智慧城市如图2所示。

图2 智慧城市

物联网技术在智慧城市建设中的应用优势主要体现在以下几个方面。第一，通过物联网技术，能够进一步实现城市物物相连，扩大城市人、机、物以及环境之间连接的覆盖范围，进一步提升城市智能化水平。第二，智慧城市的建设是基于大数据、云计算技术基础上形成的全新信息技术体系，而物联网技术能够为大数据技术和云计算技术的应用收集数据信息，提供可靠的数据基础，确保大数据以及云计算技术作用的有效发挥。第三，城市是始终处于动态变化之中的，而物联网技术能够及时、准确的提供城市运行过程中相关动态数据，例如物流运输方面、危险化学品管理方面，进一步提升城市管理水平，为城市顺利、安全的运行提供有效保障。第四，随着当前技术水平的不断发展，物理网技术逐渐向着微型、便捷方向发展，在人们身体健康以及生产生活当中的各个方面都有着十分广泛的应用，给城市居民生活带来了极大的便利。第五，随着信息化建设的不断深入，物联网技术在工业生产、制造等方面有着积极作用，极大的促进了传统行业发展。

三、物联网技术在智慧城市中的应用难点

（一）功耗

在建设智慧城市的过程中，需要借助物联网技术与各个终端进行连接，进而实现数据的采集和应用，才能够将其应用到实际的生产生活当中，实现智能化建设。在实际构建智慧城市的过程中，需要在很多场景安装终端设备进行信息的采集和接入，但是由于实际环境的限制和影响，无法在其中接入外电，这就导致在使用终端设备的过程中无法连接电源，只能够借助外用电池进行供能，这就使得终端的应用存在功耗问题，如果设备功耗较大，那么就需要经常更换电池，严重影响了物联网功能的有效发挥，而且还增加了相关人员的工作量。例如，车检器的应用就必须考虑终端设备的功耗情况，若出现电能供给问题，则可能会影响到设备功能的正常发挥。

（二）容量

随着信息技术的不断发展，当前人们的生产生活当中已然离不开互联网以及信息技术，在此情况之下，人们对于互联网以及通信服务的质量有了更高的要求。与此同时，在智慧城市构建的过程中，各种信息采集、终端以及生产生活当中应用的智能设备数量不断增加，对城市网络的容量和通信质量提出了更高的要求。因此，为保障智慧城市的建设效果，在实际应用物联网技术的过程中，必须解决网络容量的问题，当前我国正在逐步推广和应用的5G 网络，正是为构建智慧城市而做出的重要准备。5G 网络和4G 网络的对比分析如表1所示。

表1 5G 网络和4G 网络的对比分析

（三）连接数

在实际应用物联网技术的过程中，基于智慧城市建设的实际需求，对于物联网技术有着更高的要求，物联网技术想要得到良好的应用就必须能够同时支持大量终端设备的运作和数据传输等，而且随着城市建设脚步的不断加快，智能化水平的提高，城市终端设备的密集程度将不断提升。因此，在智慧城市建设的过程中，就必须考虑基站可承载的运行数量上线，以此保障设备终端能够正常运行。

（四）覆盖范围

智慧城市的建设要求物联网技术尽可能覆盖更大的范围，才能够确保数据、信息的收集更加全面，使得城市中的数据资源能够得到能充分的利用，才能够进一步提高城市智能化水平，进而为城市中的生产生活提供更好的服务。因此，在智慧城市建设的过程中，需要尽可能扩大物联网技术的覆盖范围，但就目前我国各方面的技术水平来看，在物联网技术的推广和应用过程中仍然会受到限制。例如，地下停车场等区域通讯信号的质量相对较差等，因此进一步扩大覆盖范围，也成为物联网技术应用过程中所需要面对的难点之一。

（五）统筹规划

智慧城市的建设并不是单纯的将物联网、大数据以及云计算技术与城市管理服务等结合在一起，而是要将先进的信息技术与城市化建设有机的融合在一起，充分发挥物联网技术的应用优势，提高城市的智能化水平，以此进一步提升城市资源的利用率，为城市人们的生产和生活提供更好的服务。因此，在实际构建智慧城市的过程中，必须将物联网技术合理的融入到城市建设当中，充分考虑当前城市的实际情况，智能化水平以及后续智慧城市建设的主要发展方向等，科学合理的对于智慧城市建设进行统筹规划。但是就目前我国智慧城市建设而言，存在一定的盲目性，并没有形成科学系统的智慧城市建设体系，严重制约了城市资源的高效利用，物联网技术的优势难以得到有效发挥。

四、物联网技术在智慧城市中的主要应用方向

（一）智慧交通

交通运输是城市建设和稳定运行的重要部分，因此智慧交通是智慧城市建设的重要内容。在传统交通运输体系和系统当中，科学合理的应用物理网技术，进一步提升城市交通运输管理的智能化水平，实现对于城市交通领域的全面监控，通过物联网技术实现对于交通环境的感知、信息的传输以及远程监控等，提高城市交通系统的精确性、实时性，进一步缓解城市交通运输压力，提高城市交通运行效率，为城市人们提供更好的交通运输环境。智慧交通系统结构如图3所示。

图3 智慧交通系统结构

（二）智慧物流

在当前信息技术水平不断提高的情况之下，我国电子商务行业异军突起，物流产业也随之得到了蓬勃发展，而且人们对于物流行业的要求也在不断提高，因此智慧物流也将成为智慧城市建设当中的重要内容。借助物联网技术，不仅能够进一步优化物流运输过程，还能够有效降低物流行业工作人员的工作压力，提高工作效率，进一步提升城市物流服务水平。例如，激光检测、条码识别、机器分拣、卫星定位等技术的科学应用能够进一步优化物流服务水平。

（三）智慧医疗

随着我国经济水平的提升，老龄化程度不断加深的情况之下，人们对于医疗服务方面有了更多的需求，智慧医疗的建设能够进一步解决人们看病难的问题，为城市居民提供更好的医疗服务，不断完善现代化医疗系统。例如，构建家庭医疗系统、社区医疗卫生服务以及智慧医院等，实现各个医疗环节之间的高效沟通和连接，确保医护人员能够在最短时间内了解患者的实际情况，进一步提高医院的处理效率，保障患者的就医体验。智慧医疗系统结构如图4所示。

图4 智慧医疗系统结构

（四）智慧社区

社区是城市中的基本组成部分，也是城市建设和管理的重要单位，将物联网技术与社区管理建设融合在一起是当前智慧城市建设的重要内容。通过物联网技术建立智慧社区，能够为社区居民提供更好的服务，有助于强化社区管理，而且在物联网技术的帮助之下，能够使得社区居民生活更加便利，有助于资源的高效利用。智慧社区系统结构如图5所示。

图5 智慧社区系统结构

结束语

综上所述，在应用物联网技术建设智慧城市的过程中，为确保智慧城市稳定可靠地运行，不得不面对功耗、容量、连接数量、覆盖范围以及统筹规划等方面的问题，进一步发挥物联网技术的优势，确保智慧城市稳定运行，未来在物联网技术的支持下，城市交通、物流、医疗以及社区等方面都会朝着更加智能的方向发展。相信随着物联网技术的深入研究和应用，我国智慧城市建设将会取得更好的成绩。