伴隨智慧城市在世界各地的興起與發(fā)展，為當(dāng)?shù)卣途用駧砀嗟膬r值。但假如沒有物聯(lián)網(wǎng)，智慧城市就不會變得那么智能。而物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是持續(xù)推進智慧城市的基礎(chǔ)。

在城市中，有很多可以變得“智能”的事物，從路燈、交通、能源、健康、建筑和環(huán)境，都是因為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)而變得如此。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)有幾個關(guān)鍵層，但所有這些層都需要協(xié)同工作才能使智慧城市取得成功。

除了政府部門參與之外，實現(xiàn)智慧城市應(yīng)用所需的技術(shù)是基礎(chǔ)。正如行業(yè)專家指出的，其中兩個要素是連接性（將設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，以便它們可以交換信息）和數(shù)據(jù)（由設(shè)備生成，假如沒有它們，連接的設(shè)備的效用有限）。而沒有交換和生成信息（數(shù)據(jù)、視頻等）的設(shè)備近乎沒有任何意義。

根據(jù)研究機構(gòu)Frost&Sullivan企業(yè)在去年11月發(fā)布的研究報告，智能城市在技術(shù)上的支出預(yù)計將以22.7%的復(fù)合年增長率增長，到2025年的市場規(guī)模將躍升至3270億美元，高于2019年的960億美元。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，各地政府將需要繼續(xù)投資于其物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。

什么是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)？

正如微軟公司在其網(wǎng)站上所指出的，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序可以被描述為發(fā)送數(shù)據(jù)的事物（設(shè)備），進而產(chǎn)生洞察力。這些洞察力會產(chǎn)生改善業(yè)務(wù)或流程的行動。

該企業(yè)補充說：“一個例子是引擎（事物）發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于評估引擎是否按預(yù)期運行（洞察力）。洞察力用于主動優(yōu)先考慮發(fā)動機的維護計劃（操作）。”

該操作在稱為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的框架內(nèi)運行。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)商DigiInternational企業(yè)的銷售工程師AlecJahnke在博客文章中寫道，“物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)大凡被描述為一個四個階段的過程，其中數(shù)據(jù)從連接到‘事物’的傳感器通過網(wǎng)絡(luò)流動，最終流向企業(yè)數(shù)據(jù)中心或云進行處理、分析和存儲。

在物聯(lián)網(wǎng)中，‘事物’可以是機器、建筑物甚至是人員。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的進程還以指令或命令的形式向另一個方向發(fā)送數(shù)據(jù)，這些指令或命令告知執(zhí)行器或其他物理連接的設(shè)備采取一些行動來控制物理進程。假如檢測到即將發(fā)生的故障，執(zhí)行器可以做一些簡單的事情，譬如開燈或關(guān)閉裝配生產(chǎn)線。”

正如微軟公司和Digi公司指出的那樣，數(shù)據(jù)從設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)流動，在邊緣處理，然后在數(shù)據(jù)中心或云平臺中進一步處理。

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的四層是什么？

不同的研究企業(yè)和供應(yīng)商對物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)層有不同的名稱，但它們大凡分為以下幾類：

(1)譬如感知層

這就是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的起點。在這一層中，傳感器或執(zhí)行器分別監(jiān)視或控制某些物理對象。Jahnke寫道，“傳感器捕獲有關(guān)過程狀態(tài)或環(huán)境條件的數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、化學(xué)成分、儲罐中的液位、管道中的流體流動或裝配線的速度等等。在某些情況下，傳感器可能會檢測到需要近乎立即響應(yīng)的條件或事件，以便執(zhí)行器可以實時執(zhí)行補救措施，比如調(diào)整流體的流速或工業(yè)機器人的運動。”

(2)譬如網(wǎng)絡(luò)層

根據(jù)Jahnke的說法，來自傳感器或執(zhí)行器的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送，其中囊括互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。他寫道，“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)從傳感器收集原始數(shù)據(jù)，并將其從模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。然后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)對數(shù)據(jù)進行聚合和格式化，然后通過無線廣域網(wǎng)（如Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)）或有線廣域網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)，以進行下一階段的處理。”

(3)譬如數(shù)據(jù)處理或管理層

Jahnke寫道，“在數(shù)據(jù)被數(shù)字化和聚合之后在數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)中心或云平臺之前，需要進行處理以進一步減少數(shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)可以在靠近設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)邊緣進行預(yù)處理，這可能囊括一些分析。機器學(xué)習(xí)工具可用于根據(jù)遙測數(shù)據(jù)向連接系統(tǒng)提供反饋，以提高其性能。”

正如微軟公司所指出的，此時數(shù)據(jù)可以采用兩種路徑。在微軟的命名方法中，一個是“熱路徑”，它在遙測數(shù)據(jù)到達時近乎實時地分析它。數(shù)據(jù)在邊緣以非常低的延遲進行處理，局部使用“熱處理引擎”，其輸出數(shù)據(jù)可能會觸發(fā)警報或被查詢。根據(jù)微軟公司的說法，另一個是“冷路徑”，它以更長的時間間隔（每小時或每天）執(zhí)行批處理。冷路徑大凡在大量數(shù)據(jù)上運行，但其結(jié)果不需要像熱路徑那樣及時。在冷路徑中，原始遙測數(shù)據(jù)被捕獲，然后輸入批處理。

數(shù)據(jù)的進一步分析可以在云平臺或數(shù)據(jù)中心進行，來自多個現(xiàn)場站點/傳感器的數(shù)據(jù)可以結(jié)合起來，為整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供更廣泛的圖景，并為IT和業(yè)務(wù)經(jīng)理提供可行的見解。

(4)譬如應(yīng)用層

Jahnke說，“在這一層行業(yè)特定和或企業(yè)特定的應(yīng)用程序可以用于執(zhí)行深入分析并應(yīng)用業(yè)務(wù)規(guī)則來確定是否需要采取行動。傳入的數(shù)據(jù)可能表明對設(shè)備設(shè)置或其他優(yōu)化流程的方式進行了理想的更改，進而形成了一個促進持續(xù)改進的循環(huán)。”

什么是智慧城市？

對于智慧城市有一系列定義，但對基本標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一的共識。

咨詢機構(gòu)德勤企業(yè)指出，“智慧城市是一個使用信息和通信技術(shù)(ICT)來提高運營效率、與公眾共享信息，并提高政府服務(wù)質(zhì)量和公民福利的城市。”

智慧城市會審視城市運營的各個方面，并使用技術(shù)來改善結(jié)果。智慧城市的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施為所有專注于一個目標(biāo)的合作伙伴網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)：打造更智慧的城市。其結(jié)果是一個城市中心，不僅運用技術(shù)來改善自身的運營，而且以新的方式與公民、企業(yè)和非營利組織建立聯(lián)系。

該企業(yè)表示，生活質(zhì)量、經(jīng)濟競爭力和可持續(xù)性是智慧城市的三個關(guān)鍵差異化因素。

智慧城市網(wǎng)絡(luò)和社區(qū)蜜蜂智慧城市認為，一個城市要“成為真正的智慧城市或社區(qū)”，需要在六大戰(zhàn)略行動領(lǐng)域推進：智慧政府、智慧經(jīng)濟、智慧環(huán)境、智慧生活、智能移動和智慧人才。

其他人則關(guān)注使用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和連接技術(shù)的成果。

Gartner企業(yè)分析師BettinaTratz-Ryan表示：“我們對智慧城市的定義是有關(guān)怎樣高效地優(yōu)化某些技術(shù)、運營或基礎(chǔ)設(shè)施。那么怎樣開始相互分享成果或最佳實踐，不僅產(chǎn)生最佳實踐，而且產(chǎn)生公民成果或背景。在場景服務(wù)中，不僅可以查看公民，還可以查看具有個人需求的人或具有非常特殊需求的業(yè)務(wù)團體。這構(gòu)成了一座智慧城市。”

運用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智慧城市示例

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)是智慧城市用例的基礎(chǔ)。城市部署了一系列傳感器來收集所有數(shù)據(jù)，從停車位是否空到有多少人經(jīng)過某個點。

該數(shù)據(jù)在通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸并隨后進行分析時，可以告知應(yīng)用程序是否向居民顯示該地點是空的，亦或可能招致路燈變暗或根據(jù)附近的道路變得更亮。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)供應(yīng)商愛立信的戰(zhàn)略、營銷和通信副總裁EsmeraldaSwartz表示，智能停車是整個架構(gòu)的一個明顯例子。

他說，“假如考慮人員是交通擁堵的最大驅(qū)動因素之一，無論是居民還是游客，都在四處開車尋找一個空閑的停車位。現(xiàn)在可以通過一個移動應(yīng)用程序，通過部署在停車位上的傳感器，可以準(zhǔn)確地知道將車開到哪里，而無須四處尋找并試圖找到一個空閑的停車位。正是這些我們認為理所當(dāng)然的簡單事情，可以改善與公共城市服務(wù)的互動。”

Swartz指出的另一個例子是廢物管理。他說，“比如應(yīng)用于智能廢物容器的傳感器技術(shù)，它知道垃圾基本上何時扔到垃圾箱中，然后將垃圾壓縮，當(dāng)垃圾箱裝滿時，會及時通知城市環(huán)衛(wèi)部門收集垃圾。”

假如沒有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)來收集、匯集和分析數(shù)據(jù)，這些應(yīng)用程序及其優(yōu)勢都不可能實現(xiàn)。?