物聯網如何助力智慧城市

　　智慧城市可以創造一個基礎設施順暢、效率提升的烏托邦，改善城市地區的生活質量，促進當地經濟發展。其影響意義重大，預計到2024年，智慧城市基礎設施的收入將超過1000億美元。

　　從改善公共交通到解決犯罪問題和提高能源效率——應有盡有，智慧城市都可以做到。物聯網是智慧城市技術的核心，并為許多此類項目提供動力。本文將探討物聯網在智慧城市中的作用及其各種應用。

　　什么是智慧城市?

　　智慧城市是指利用物聯網技術等數字解決方案優化多種形式基礎設施的城市。其使用連接的設備，如燈、儀表、傳感器和其他技術，利用無線和云技術實時收集和分析數據。

　　這些數據用于制定決策，以改善公共基礎設施、服務、公共交通、公用事業等。公民可以通過智能手機或其他移動設備、聯網汽車和智能家居等聯網設備積極參與其中。

　　智慧城市應用的一些示例包括：

　　智能家居公用事業——例如水、天然氣、能源智能計量，使公民能夠控制和降低消耗，并允許公用事業平衡供需

　　通過監測環境條件——例如可能對人類有害的水條件，來實現環境福祉。

　　通過實時監控增強公共安全——傳感器和閉路電視攝像頭遍布整個城市，并結合其數據來預測犯罪現場

　　智能交通——與停車計時器通信的聯網車輛，將引導電動汽車駕駛員前往最近空位的充電座、汽車共享等等

　　街道照明——接收傳感器數據的聯網交通燈可以調整燈光節奏和時間，以實時響應交通并減少擁堵。

　　物聯網在智慧城市中的作用是什么?

　　智能技術優化了城市生活，包括交通、基礎設施、公用事業、市政和公共服務。物聯網技術是智慧城市的支柱，通過跨設備共享信息來實現這些目標，這些信息可用于改善城市范圍的基礎設施和功能。

　　物聯網傳感器在大多數智慧城市技術中發揮著核心作用，例如：

　　濕度傳感器——用于自動調節供暖系統或預測天氣。

　　壓力傳感器——用于檢測水系統的變化。

　　接近傳感器——用于優化停車場或實施交通管理解決方案。

　　哪些物聯網技術最適合智慧城市?

　　雖然物聯網有多種應用，但一些解決方案可以滿足特定需求。例如，WiFi和藍牙在小規模甚至私人用途上更有效，例如智能家電或健身追蹤器和心臟監測器等可穿戴設備。

　　智慧城市需要旨在滿足市政需求的技術，這些需求的規模通常甚至比最大的企業還要大。滿足這些需求意味著技術必須滿足特定要求，包括高射程和低能耗。

　　智慧城市傳感器分布在更大的表面積上，通常無法快速訪問，這使得更換電池等定期維護變得不切實際。其還服務于一大群人，增加了設備斷電或失去連接的潛在后果的風險。如果家用設備沒電了，更換電池很容易，而且只有少數人受到影響。但智慧城市設備可能會影響數百萬人的生活。

　　考慮到這些因素，以下是一些非常適合智慧城市使用的物聯網技術：

　　低功耗廣域網

　　低功耗廣域網(LPWAN)是智慧城市中明確使用的一類技術。LPWAN提供遠程通信，由小型、廉價的電池供電，可持續使用數年。LPWAN專為支持跨廣闊空間的大規模物聯網網絡而構建，可以連接到所有類型的物聯網傳感器，使其適用于從環境監測到資源管理的各種應用。

　　需要注意的一些重要事項是，LPWAN只能以低速率發送少量數據，因此不適合時間敏感的應用或需要高帶寬的應用。LPWAN的性能因各種因素而異，包括功耗、可擴展性和范圍。

　　為了確保最大程度的可靠性、安全性和互操作性，必須選擇最佳的LPWAN技術，并保持每個項目的標準化。例如，NB-IoT和LTE-M是蜂窩LPWAN技術，可以可靠地為各種智慧城市應用提供支持，例如智能計量、閃電或資產跟蹤。

　　蜂窩網絡

　　蜂窩網絡是目前公認和應用最廣泛的物聯網技術形式之一。其快速高效，提供可靠的寬帶，并支持各種通信方式。

　　蜂窩技術也是一項快速發展的技術。5G是其最新版本，具有高速和超低延遲的優勢。5G是蜂窩連接的未來，對于開發自動駕駛汽車和增強現實等技術至關重要。在智慧城市規模上，蜂窩網絡，尤其是5G，可以實現醫療行業中醫療數據的實時傳輸、支持公共安全的實時監控錄像以及各種工業自動化應用。

　　雖然蜂窩網絡將在未來的物聯網連接中發揮核心作用，但管理蜂窩網絡，特別是在如此巨大的范圍和廣闊的表面上，可能非常具有挑戰性，并且需要大量的電力。

　　智慧城市的物聯網應用

　　物聯網的用途非常廣泛。未來的一些應用包括能源資產管理、智能交通、智能廢物管理以及空氣質量管理等環境和健康舉措。所有這些技術都依賴物聯網傳感器來發揮作用。

　　例如，臺北市即將實現成為世界上最具創新力的城市之一的雄心。其舉措包括將數據分析和物聯網傳感器納入常規運營的智能建筑，以減少碳排放和政府開支。

　　當今城市實施智能技術的另一個例子是倫敦的SmartPark計劃。SmartPark解決方案包含3,400多個地下車輛檢測傳感器，可為駕駛員提供有關空閑停車位的實時信息。隨著智能技術已經發揮作用，完全互聯的物聯網驅動的城市在未來不會太遙遠。

　　網絡安全對于物聯網驅動的智慧城市的重要性

　　盡管智慧城市有很多好處，但新技術往往會帶來新的危險。連接性的增強意味著設備可以相互通信，但這也意味著網絡犯罪分子只需破壞一臺設備即可訪問整個網絡。這種攻擊的后果也將比以往任何時候都更加嚴重，因為攻擊可能會破壞公共基礎設施，使市政運營停止。

　　這就是為什么智慧城市必須保持警惕并實施必要的步驟來保護每個設備和網絡。

　　智慧城市必須是安全的城市

　　根據聯合國的一項研究，到2050年，世界上68%的人口將居住在城市地區。智慧城市技術可以滿足不斷增長的人口的需求，并解決城市從一開始就面臨的挑戰。雖然傳感器、蜂窩網絡和連接設備對于智慧城市功能至關重要，但也可能使其面臨風險。

　　對于如此大規模的項目，企業必須盡最大努力防止網絡攻擊者破壞網絡或導致連接失敗。