最近有幾則關(guān)于智慧城市的新聞：首先是白宮宣布斥資50億啟動(dòng)新智慧城市戰(zhàn)略，包括60項(xiàng)城市計(jì)劃將于2016年啟動(dòng)，投入超過(guò)1.6億美元啟動(dòng)新的智慧城市發(fā)展計(jì)劃，這是美國(guó)智慧城市整體戰(zhàn)略的一環(huán)

物聯(lián)網(wǎng)的下一頁(yè)應(yīng)用-智慧城市快速發(fā)展中

最近有幾則關(guān)于智慧城市的新聞：首先是白宮宣布斥資50億啟動(dòng)新智慧城市戰(zhàn)略，包括60項(xiàng)城市計(jì)劃將于2016年啟動(dòng)，投入超過(guò)1.6億美元啟動(dòng)新的智慧城市發(fā)展計(jì)劃，這是美國(guó)智慧城市整體戰(zhàn)略的一環(huán)，通過(guò)中央提供的龐大資源，來(lái)與全美超過(guò)20個(gè)城市共同合作。其次，是英國(guó)要建造物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，2015年打通全英10城市物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，英國(guó)計(jì)劃將建造高速網(wǎng)絡(luò)外新的“物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)”，以應(yīng)對(duì)未來(lái)數(shù)百萬(wàn)臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)公共設(shè)備的連網(wǎng)需求。第三則是基隆市、臺(tái)中市與科技大廠思科簽署了智慧城市合作備忘錄。

所謂物聯(lián)網(wǎng)

談智慧城市之前就一定會(huì)由物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展來(lái)看。物聯(lián)網(wǎng)的概念起源于 1995年比爾蓋茨的《未來(lái)之路》一書(shū)，2005年ITU正式提出物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、硬件及感測(cè)設(shè)備的逐漸成熟與小型化，實(shí)現(xiàn)的程度越來(lái)越貼近人們的生活。從推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，作為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊后又一次的信息化產(chǎn)業(yè)浪潮；從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)有望成為后金融危險(xiǎn)時(shí)代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的引擎。中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)相關(guān)個(gè)股近二年來(lái)火到不行，可見(jiàn)一斑。

物聯(lián)網(wǎng)與我們熟知的互聯(lián)網(wǎng)之間的區(qū)別與連系可從兩個(gè)部份來(lái)看：

1.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)核心交換結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，并根據(jù)自身需要選擇RFID或無(wú)線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)的接人方式。

2.互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)Telnet、FTP、Web、P2P等人工方法獲取數(shù)據(jù)信息，而物聯(lián)網(wǎng)則是通過(guò)RFID、傳感器自動(dòng)獲取，傳輸內(nèi)容主要為RFID數(shù)據(jù)信息，包括物品名、物品編碼、物品制造商、制造時(shí)間等。而智慧城市則是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之一，以傳感器為基底筑起的硬件網(wǎng)絡(luò)、通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)串連到現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或另外建構(gòu)專(zhuān)屬核心網(wǎng)絡(luò)、信息處理系統(tǒng)通過(guò)分布式霧運(yùn)算或集中式云運(yùn)算中心。

智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

這是一個(gè)正在進(jìn)行中的現(xiàn)象 –智慧城市的舉措越來(lái)越多。在全球中城市紛紛采用了智慧技術(shù)，包括高速光纖網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、SDN及NFV，以提高他們小區(qū)的宜居性、可持續(xù)性及效率。公共服務(wù)的項(xiàng)目包括推動(dòng)藝術(shù)文化、改善空氣質(zhì)量、改善交通、犯罪打擊與維安、節(jié)約能源、有效使用水資源及健康等等，積極影響人們的生活。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)于智慧城市至關(guān)重要。例如，安全攝影機(jī)、智能電表、智能交通燈號(hào)、天氣與二氧化碳傳感器等等，所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行奶幚砼c分析，用以緩解交通、查明漏水、方便停車(chē)、改善空氣質(zhì)量等等。而所有數(shù)據(jù)流均需通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳送、SDN靈活調(diào)配、通過(guò)NFV支持負(fù)載平衡之服務(wù)鏈。

美國(guó)新智慧城市戰(zhàn)略起飛，這些新智慧城市戰(zhàn)略突然出現(xiàn)在美國(guó)各地。這些項(xiàng)目背后的一個(gè)關(guān)鍵球員是US Ignite，這是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和白宮辦公室底下科技政策的合資企業(yè)，其匯集了產(chǎn)業(yè)界，學(xué)術(shù)界和政府合作伙伴，以幫助創(chuàng)建下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，其提供變革性的公益目的。開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(ONF) 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是被視為國(guó)家優(yōu)先的六個(gè)方面：教育和勞動(dòng)力、能源、健康、公共安全、運(yùn)輸、和先進(jìn)制造業(yè)。在未來(lái)五年內(nèi)，合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)預(yù)計(jì)將在200多個(gè)小區(qū)試驗(yàn)床，提供數(shù)十個(gè)應(yīng)用。與其他智慧城市的努力，開(kāi)發(fā)商正在利用高速，低延遲網(wǎng)絡(luò)（關(guān)鍵處理未壓縮的視頻多路雙向流），以及SDN和OpenFlow。 SDN將提高在網(wǎng)絡(luò)路由和優(yōu)化控制，以利用匹配整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求，并支持分布式可編程資源的虛擬網(wǎng)絡(luò)。

智慧城市顯現(xiàn)各種各樣其中之一的問(wèn)題就是停車(chē)場(chǎng)。以英國(guó)米爾頓凱恩斯這個(gè)城市而言，英國(guó)電信集團(tuán)(BT)的力量聯(lián)合英國(guó)開(kāi)放大學(xué)及其他合作伙伴成立了智慧城市的合作，以幫助支持城市的擴(kuò)張，同時(shí)滿足消費(fèi)和碳減排的目標(biāo)。估計(jì)全市將需要一些1.2萬(wàn)個(gè)停車(chē)位，到2020年將再增加50％。他們的智慧城市項(xiàng)目的目標(biāo)之一是確定自由空間并將該信息發(fā)送到路邊顯示器和智能手機(jī)應(yīng)用程序，引導(dǎo)司機(jī)停車(chē)位。最大限度地利用現(xiàn)有的停車(chē)設(shè)施以減少需要新的基礎(chǔ)設(shè)施，以及減少燃料的使用和尋找停車(chē)位的車(chē)輛所需碳排放。最初的試點(diǎn)在城市的火車(chē)站推出來(lái)管理短期停車(chē)位。安裝在每個(gè)停車(chē)位傳感器檢測(cè)到車(chē)輛的抵達(dá)和離開(kāi)，并以無(wú)線方式發(fā)送信息。以燈桿安裝，太陽(yáng)能為動(dòng)力的中繼器，從而匯總數(shù)據(jù)并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)送到BT托管數(shù)據(jù)中心。一旦處理和分析后，該數(shù)據(jù)會(huì)提供在米爾頓凱恩斯市議會(huì)公開(kāi)信息儀表板，也會(huì)通過(guò)瀏覽器在谷歌地圖上，顯示停車(chē)位的狀態(tài)為紅色（占用）或綠色（空的）。該試點(diǎn)是成功的：在市議會(huì)能夠在火車(chē)站設(shè)置一個(gè)合適的停車(chē)時(shí)間限制，及證明了全市范圍內(nèi)的停車(chē)空間優(yōu)化的可行性。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

為了創(chuàng)造人、事、時(shí)、地、物都能相互聯(lián)系與溝通的物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市環(huán)境，當(dāng)中有幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的成熟與否扮演著相當(dāng)重要的角色，包含：

1.低功率奈米微型化嵌入式技術(shù)或射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)：可將信息記錄在物體上，提供存取功能，并可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作、接收網(wǎng)絡(luò)訊息或計(jì)算數(shù)據(jù)能力；

2.無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)與后端數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線技術(shù)：讓傳感器之間可以傳送數(shù)據(jù)；

3.智能型匝道技術(shù)：包括網(wǎng)絡(luò)鏈接、霧運(yùn)算、數(shù)據(jù)安全

4.回程網(wǎng)絡(luò)與骨干網(wǎng)絡(luò)

5.云端中心、管理與自動(dòng)化、及應(yīng)用支持平臺(tái)。

就節(jié)能低功耗而言、物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品比手機(jī)產(chǎn)品需要的 IC 要更節(jié)能，電源管理以及創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，會(huì)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)。荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)研究人員Hao Gao打造了一個(gè)只有2mm2、重1.6毫克的溫度傳感器，放在手指上的傳感器就如同一粒砂大小，該傳感器可通過(guò)特制的路由器，經(jīng)由無(wú)線電波充電，可望解決物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下傳感器供電的問(wèn)題。以荷蘭Peter Knorringa的教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種可以無(wú)線充電的溫度傳感器。不是讓你不用換電池，而是它小到根本不能換電池─因?yàn)樗蟾啪鸵涣Ｖヂ榇蟆＿@樣的技術(shù)能讓互聯(lián)網(wǎng)和智慧建筑的合作跨出重要的一步。它不必任何電池或電線，通過(guò)無(wú)線訊號(hào)就能獲得電力。首先傳感器有專(zhuān)用的路由器，路由器能將電磁波集中能量傳輸給傳感器，借此充電。當(dāng)電力足夠時(shí)，它就能感測(cè)溫度并回傳數(shù)據(jù)。除此之外，它還可以在油漆、塑料和混凝土下運(yùn)作，并且除了溫度之外，將來(lái)也能開(kāi)發(fā)出感測(cè)其他東西的傳感器，比如說(shuō)動(dòng)作、濕度或者光線。售價(jià)還不到一美元。

一、霧計(jì)算

霧計(jì)算在2011年被人提出，是由性能較弱、更為分散的各類(lèi)功能計(jì)算器或內(nèi)嵌在匝道器的服務(wù)器組合，滲入工廠、汽車(chē)、電器、街燈、及人們物質(zhì)生活中的各類(lèi)物品。將網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中心擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，低延時(shí)和位置感知、更廣泛的地理分布、適應(yīng)移動(dòng)性的應(yīng)用、支持更多的邊緣節(jié)點(diǎn)。例如「車(chē)聯(lián)網(wǎng)」，其應(yīng)用和部署要求有豐富的連接方式和相互作用，車(chē)到車(chē)、車(chē)到接入點(diǎn) (無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、3G、LTE、智能交通燈、導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等)、接入點(diǎn)到接入點(diǎn)。試想如果城市中所有交通燈都需要有數(shù)據(jù)中心云計(jì)算來(lái)統(tǒng)一計(jì)算而指揮所有交通燈，這樣子不僅不及時(shí)也容易出錯(cuò)。智能交通燈本意是根據(jù)車(chē)流量來(lái)自動(dòng)指揮車(chē)輛通行，避免無(wú)車(chē)遇紅燈時(shí)也要停車(chē)等綠燈再行。

二、云計(jì)算

云計(jì)算承載著業(yè)界的厚望。然而，將數(shù)據(jù)從云端導(dǎo)入、導(dǎo)出實(shí)際上比人們想象的要更為復(fù)雜和困難。由于接入設(shè)備（尤其是移動(dòng)設(shè)備）越來(lái)越多，在傳輸數(shù)據(jù)、獲取信息時(shí)，帶寬就顯得捉襟見(jiàn)肘。因此，搭配分布式的霧計(jì)算，通過(guò)智慧路由器等設(shè)備和技術(shù)手段，在不同設(shè)備之間組成數(shù)據(jù)傳輸帶，可以有效減少網(wǎng)絡(luò)流量，數(shù)據(jù)中心的計(jì)算負(fù)荷也相應(yīng)減輕。霧計(jì)算可以作為介于M2M（機(jī)器與機(jī)器對(duì)話）網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算之間的計(jì)算處理，以應(yīng)對(duì)M2M網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。運(yùn)用處理程序?qū)@些資料進(jìn)行預(yù)處理，以提升其使用價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

思科的系統(tǒng)預(yù)測(cè)，到2022年時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省的成本和獲得的營(yíng)收將高達(dá)14.4兆美元。通用公司在2012年11月發(fā)表的研究結(jié)論也指出，智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將促使效率提升，生產(chǎn)力大有斬獲，而到2025年，這些進(jìn)展將在幾乎每個(gè)經(jīng)濟(jì)部門(mén)產(chǎn)生回響，對(duì)大約一半的全球經(jīng)濟(jì)體系產(chǎn)生巨大沖擊。此外，逐一觀察每個(gè)產(chǎn)業(yè)，更能體會(huì)建立史上第一個(gè)智慧基礎(chǔ)建設(shè)，甚至建立一個(gè)偉大的智慧城市，能促使生產(chǎn)力產(chǎn)生多大的潛在進(jìn)展。