智慧城市的4層模型結(jié)構(gòu)和13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
智慧城市通用模型自下而上分為:感知層、通信層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層;以及完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和安全體系。智慧城市通用模型如下圖所示:

感知層是智慧城市實(shí)現(xiàn)其“智慧”的基本條件。感知層具有超強(qiáng)的環(huán)境感知能力和智能性,通過(guò)RFID、傳感器、傳感網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市范圍內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、建筑、安全等的監(jiān)測(cè)和控制,為個(gè)人和社會(huì)提供無(wú)處不在的、無(wú)所不能的信息服務(wù)和應(yīng)用。
通信層是智慧城市中的信息高速公路,是未來(lái)智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。未來(lái)城市的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是由大容量、高帶寬、高可靠的光網(wǎng)絡(luò)和全城覆蓋的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)所組成,為實(shí)現(xiàn)城市的智慧化奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí),讓市民“隨時(shí)、隨地、隨需”都可以寬帶上網(wǎng),而且可以享受網(wǎng)絡(luò)電視、高清電視、高清視頻通話等寬帶業(yè)務(wù)。
數(shù)據(jù)層的核心目的是讓城市更加“智慧”,在未來(lái)的智慧城市中,數(shù)據(jù)是非常重要的戰(zhàn)略性資源,因此構(gòu)建智慧城市的數(shù)據(jù)層是智慧城市建設(shè)中非常重要的一環(huán)。數(shù)據(jù)層主要的目的是通過(guò)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)活化等技術(shù)解決數(shù)據(jù)割裂、無(wú)法共享等問題。數(shù)據(jù)層包含各行業(yè)、各部門、各企業(yè)的數(shù)據(jù)中心以及為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)活化等建立的市一級(jí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。
應(yīng)用層主要是指在感知層、通信層、數(shù)據(jù)層基礎(chǔ)上建立的各種應(yīng)用系統(tǒng)。智慧產(chǎn)業(yè)、智慧管理和智慧民生構(gòu)成的智慧應(yīng)用層,促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)發(fā)展、功能提升、民生幸?!钡闹腔鄢鞘?。市民可以通過(guò)各種終端訪問這些系統(tǒng),市民可以親自體驗(yàn)到城市生活的幸福與和諧。
1.1.1.1 技術(shù)體系
智慧城市無(wú)疑是靠現(xiàn)代信息技術(shù)支撐的系統(tǒng)。智慧城市建設(shè)至少包含13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),可以分為設(shè)備與器件相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、應(yīng)用服務(wù),以及對(duì)用戶體驗(yàn)極其重要的情景計(jì)算相關(guān)技術(shù)。
1. 設(shè)備與器件相關(guān)技術(shù)
(1) 泛在傳感器網(wǎng)絡(luò):為具有感知能力的小型嵌入式設(shè)備間提供泛在的通信環(huán)境。
(2) RFID:由RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器構(gòu)成的自動(dòng)辨識(shí)物體身份的技術(shù)。能支持從1.8米到27米的距離。
(3) 片上系統(tǒng)SoC:在一顆芯片上集成盡可能多的計(jì)算機(jī)部件。
(4) GPS:全球定位系統(tǒng),位置服務(wù)。
2. 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
(1) 寬帶聚合網(wǎng)BcN:集成的下一代無(wú)線有線網(wǎng)絡(luò),聚合話音,數(shù)據(jù),互聯(lián)網(wǎng),通信和廣播業(yè)務(wù)。預(yù)期端點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)訪問速度50Mbps到100Mbps。
(2) FTTx:光纖通信直達(dá)用戶處所。
(3) HSDPA與無(wú)線寬帶網(wǎng)WiBro:無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),是用戶在手機(jī)上的多媒體內(nèi)容體驗(yàn)達(dá)到PC上同樣的效果。
(4) IPv6:互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,IPv6的后繼者。IPv6可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)解決IP地址數(shù)量限制的問題。
3. 應(yīng)用服務(wù)技術(shù)
(1) 中間件中的仿真技術(shù):連接軟件構(gòu)件或者應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件,支持復(fù)雜的分布式應(yīng)用。
(2) 遠(yuǎn)程信息服務(wù)Telematics:用通信設(shè)備,實(shí)現(xiàn)傳送、接收和儲(chǔ)存信息的服務(wù)。用于集成GPS系統(tǒng)的移動(dòng)計(jì)算。
(3) GIS:地理信息系統(tǒng)。
(4) 云計(jì)算:云計(jì)算本質(zhì)上是一種新的提供資源按需租用的服務(wù)模式,是一種新型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center,IDC)業(yè)務(wù)。
4. 情景計(jì)算技術(shù)
(1) 上下文感知計(jì)算:設(shè)備可以獲取和識(shí)別周邊環(huán)境的信息,決定在特定的時(shí)間、地點(diǎn)、時(shí)間、人群提供不同的服務(wù)。如在音樂會(huì)現(xiàn)場(chǎng),手機(jī)自動(dòng)設(shè)置為震動(dòng)模式(至少可以通過(guò)預(yù)先設(shè)置的音樂會(huì)日程表來(lái)實(shí).
(2) 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR:研究真實(shí)世界和計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的組合方法,是智慧城市最激動(dòng)人心的技術(shù)。
智慧城市建設(shè)的技術(shù)體系圖如下圖所示:
