【关注】智慧城市建设的关键技术研究-第2页-北极星售电网

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目前智慧城市典型应用中，设备一般在较为适宜的环境下工作，而现实环境中则会有相当一部分的应用要求设备工作在相当恶劣的环境下进行操作，甚至有些特殊行业的设备可能面临极端高温和低温、瞬间温度剧变等极端恶劣环境，而目前我们的传感器技术尚无法达到这点。我国目前智慧城市应用已初见规模，但是最多也不过数千个节点共同工作，还远远没有达到数万、数十万、数百万海量节点规模，伴随着节点规模的增加，节点、网络的接入能力和数据处理能力要求将呈指数级增加，故对节点组网速度、节点管理、协议高效性、数据并发等技术特点提出了全新的要求。

2.2 智慧城市技术瓶颈

以上分析的智慧城市应用存在的局限性，很大程度上都是由于技术瓶颈所引起的。解决技术瓶颈、才能打破局限，扩展需求，将使智慧城市具有更加广阔的发展空间。目前我们主要存在四方面的技术瓶颈。其一，传感器技术瓶颈。如何推出更小、更强、更便宜的传感器。智慧城市发展首要是大量布置各种传感器，使这些传感器与物品紧密地结合在一起，成为物品的一部分，因此传感器不仅要微型化，而且这样微型化的节点不但要拥有相当的处理能力，还需要能耗低，然而这样小型高性能的传感器目前只能用于尖端的领域，尚无法大规模应用。其二，通信网络技术瓶颈。如何做到既大容量又高性能。智慧城市中很多的应用都将是无人干预的自动操作，其与人的通信行为有很大的不同。从规模上来看，可能要面对上千万、乃至上亿的海量节点，规模将远超过原有的通信规模。其三，平台处理技术的瓶颈。如何做好海量感知信息的处理和管理。如何及时处理海量感知信息，是智慧城市发展面临的另一个技术瓶颈，随着智慧城市建设的深化，需要综合运用云计算等技术推进平台处理技术不断发展，解决海量数据的存储、归类、处理、检索需求才能打破这种局限。其四，安全性技术瓶颈。如何应对更为复杂的物联网安全问题。目前阶段，信息的安全问题其实并未引起足够的重视，其实安全问题是智慧城市发展中要解决的关键问题之一，它将直接决定智慧城市的发展前景。

3 创新技术推动城市化进程

3.1 大力推动感知技术的发展

智慧城市首先需要通过感知世界来获取信息，感知技术的发展是智慧城市发展的前提，感知技术其实包含了两种不同的技术：传感器和无线传感网。感知技术需要不断向着高性能、低能耗、微型化、低成本方向发展，才能为实现各种智慧城市应用提供丰富的想象空间，扩大智慧城市应用的范围。传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。无线传感网(WSN)是由部署在一定区域内的大量传感器节点组成的，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。无线传感网核心技术主要集中于网络拓扑控制技术、多跳可靠数据交互技术、信道资源调度技术、物理层技术、协同计算与处理技术、分布式信息感知技术等。无线传感网以其智能化、低功耗、自组织的特性提供了全新的智能化通信、控制手段，是目前大范围、低成本获得传感信息最有效的解决办法。其中无线传感网关键技术包括：射频识别技术(RFID)、IEEE 802.15.4、Zigbee/Zigbee Pro技术、Z-Wave技术、Wireless-HART技术、蓝牙技术、NFC技术。

3.2 推动网络能力增强

在当前智慧城市的初级阶段，物联网应用数量尚不大的情况下，现有网络基本可以满足物智慧城市的通信要求，但各种问题已经开始逐步显现;随着智慧城市发展的深化，物联网业务数量扩大，网络必将产生巨大压力，甚至也可能进一步影响到现有的人与人的正常通信。因此需要对通信网络的适应性进行研究，在现有网络的基础上，研究和开发适应和满足智慧城市通信特征的网络能力改进，以及与之相适应的通信网络运维体系，主要的研究内容包括以下几个方面：网络层业务特性管理、网络资源分配机制、网络性能优化机制、灵活的QoS体系、灵活的网络安全能力、移动性管理机制。其中IPv6技术与云计算机技术就是其中的主要技术，IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，它是IETF(Internet Engineeri-ng Task Force，互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议。它具有更大的地址空间，IPv6中IP地址的长度为128位，并加入了对地址自动配置的支持;IPv6的地址分配遵循聚类的原则，对IP包结构进行了简化，提升了路由转发效率;增强了对组播及流控的支持，增加了对网络层的数据加密，并对IP报文进行校验，增强了网络的安全性;可以较好地满足物联网海量节点、高安全性等应用特点的需求，是物联网网络技术的发展方向。云计算将网络上分布的计算、存储、服务构件、网络软件等资源集中起来，基于资源虚拟化的方式，为用户提供方便快捷的服务，它可以实现计算与存储的分布式与并行处理。云计算的主要特征主要有这几个方面：以高度可扩展的弹性方式交付服务;利用因特网技术和方法来开发和交付服务;资源虚拟化及资源的自动管理与配置;可实现海量数据的分布式并行处理;低成本并对用户透明。

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