物联网系统如何让城市变得智慧

什么是智慧城市？

智慧城市是指使用物联网(IoT)设备和其他技术收集和传输信息，为居民和政府有效管理资产和资源的城市。用智能设备改造城市，并将其纳入新的项目规划，有助于实现联合国2030年议程中列出的17项可持续发展目标。具体而言，目标11指出：“使城市和人类住区具有包容性、安全性、复原力和可持续性。”

智慧城市是什么样的？

我们生活的城市早在新技术出现之前就已建成。从纯粹的角度来看，一个真正的智慧城市，需要使用当今最复杂的网络计算基础设施来规划和建设。

2017年，Bill Gates在亚利桑那州购买了一大片土地，用于建设自己的智慧城市。该项目名为Belmont，将成为一座“面向未来”的城市，重点发展高速网络、数据存储、新制造工艺和自动驾驶汽车。

2019年，Alphabet大张旗鼓地宣布对Sidewalk

Labs投资19亿美元，在多伦多滨水区创建一座智慧城市。该项目名为Quayside，总耗资39亿美元。最终，该项目被取消，Alphabet将疫情作为官方原因。不过，Quayside提出了许多数据隐私问题，因为需要跟踪居住者数据才能使开发项目实现互联。

更令人鼓舞的是，有多项国际倡议从头开始建设智慧城市，其中包括：

韩国松岛市，耗资400亿美元的项目

沙特阿拉伯的Neom

马尔代夫的水上城市

丰田编织城

阿布扎比马斯达尔城

中国腾讯的网城

除了技术之外，从头开始建设智慧城市还有一个特点：成本高昂。除了愿景之外，只有愿意进行这些大规模投资才能将这一切变为现实。在涉及隐私问题的情况下，私人利益相关者需要通过建立在透明度，和对隐私保护的共同承诺基础上的政府伙伴关系来赢得公民的信任。

改造现有城市，并使其变得智能

虽然目前专门建造的智慧城市仅有少数，但成熟的城市已经开始拥抱智能技术。支持智慧城市所需的许多技术已经存在。目前的挑战是以有效的方式，将这些设备和系统集成到现有基础设施中。好在，许多城市已经在开展项目，其中包括：

洛杉矶正在使用传感器和人工智能来帮助管理交通流量。

圣地亚哥有一个名为“智能路灯”的计划，该计划使用LED灯和传感器来帮助城市节省能源、减少光污染并提高公共安全。

纽约市正在使用支持WiFi的信息亭提供免费互联网接入和手机充电站。该市还使用传感器来跟踪空气质量和噪音水平等数据。

费城有一个名为PhillyStat的项目，该项目使用数据帮助城市部门提高绩效。

在巴塞罗那，覆盖全市的传感器网络收集数据，用于改善交通流量、公共安全和废物收集等。

阿姆斯特丹的智慧城市平台拥有一个运动激活的LED灯网络，由行人和骑自行车的人激活。该市还使用传感器来跟踪空气质量。

德国科隆-尼普斯区使用传感器来监控停车位可用性和交通拥堵情况。

智慧城市设备如何相互通信?

智慧城市中的设备需要能够相互通信。其需要共享数据，这样整个系统才能正常运行。其的通信方式是通过物联网设备和传感器内置的协议。智慧城市设备通常使用各种协议相互通信。

短程协议包括以下内容：

蓝牙低功耗(BLE)：蓝牙通常用于连接耳机和手机。蓝牙还可用于将传感器相互连接或连接到中央控制系统等。

Zigbee和Z-Wave：专为低功耗设备而设计，Zigbee可以将电池供电的传感器相互连接或连接到中央控制系统。

远程协议包括以下内容：

LoRa：专为低功耗设备设计。在智慧城市中，LoRa可用于连接彼此相距较远的传感器或连接中央控制系统。

NB-IoT：一种专为低功耗设备设计的蜂窝协议。在智慧城市中，NB-IoT可用于将传感器连接到互联网或中央控制系统等。

5G：第五代蜂窝技术。提供更高的上传和下载速度，将智能设备连接到互联网或中央控制系统。

以太网：以太网是一种有线协议，通常用于将设备连接到互联网。在智慧城市中，以太网可用于将传感器连接到中央控制系统。

WiFi：一种常用于将设备连接到互联网的无线协议。

Sig-mesh：一种无线协议，用于将电池供电的设备相互连接或连接到中央控制系统。

智慧城市响应可持续发展的号召

联合国报告称，到2050年，全球66%的人口将居住在城市。这种城市化趋势将使食物、水和能源等城市资源紧张，并影响交通。智慧城市技术可以更有效地管理城市基础设施。尽管许多城市已经应用了智能设备和传感器，但这只是塑造未来的开始。还需要愿景，以及投资的意愿。