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2019年8月19日 星期一

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源:亿欧网



物聯網技術
1、物聯網定義:
物聯網即透過 RFID、紅外線感應器、全球定位系統、雷射掃描器、氣體感應器……等,資訊感測設備,按約定的協議,把任何物品與網路連接起來,進行資訊交換和通訊,以實現智慧化辨識、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。簡而言之,物聯網就是「物物相連的網路」。

Infgraphic smart cities technologies - Business Insider

物聯網是人與物、物與物之間相互通信的網路,是智慧城市的感知技術。在兩化融合領域,物聯網技術已在產品資訊化、生產製造、經營管理、節能減碳、安全生產等領域得到了應用。在電子政務領域,物聯網技術在公安、國土、環保、交通、海關、海關、質檢、安控、林業等政府主管部門得到初步應用。

2、物聯網的技術架構:
物聯網主要由感知層、網路層、應用層組成。
1)感知層由各種感測器構成,包括溫濕度感測器、二維碼標籤、RFID 標籤和讀寫器、攝影機、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯網辨識物體、採集資訊的來源。

2)網路層由各種網路,包括互聯網廣電網網路管理系統雲端運算平台等組成,是整個物聯網的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的資訊。

3)應用層是物聯網和用戶的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智慧應用。

What Is IoT Gateway ? | IoT Gateway Architecture | Thetips4you

3、物聯網的關鍵技術:
在物聯網應用中有四項關鍵技術:
1)感測器技術,這也是電腦應用中的關鍵技術。大家都知道,到目前為止絕大部分電腦,處理的都是數位信號。自從有電腦以來,就需要感測器把類比信號,轉換成數位信號,電腦才能處理。

2)RFID 標籤也是一種感測器技術,RFID 技術是融合了,無線射頻技術和嵌入式技術,為一體的綜合技術,RFID 在自動辨識、物品物流管理有著廣闊的應用前景。

3)嵌入式系統技術是綜合了電腦軟硬體、感測器技術、整合電路技術、電子應用技術為一體的複雜技術。經過幾十年的演變,以嵌入式系統為特徵的智慧終端產品隨處可見;小到人們身邊的 MP3,大到航太航空的衛星系統。

嵌入式系統正在改變著人們的生活,推動著工業生產以及國防工業的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻,感測器相當於人的眼睛、鼻子、皮膚等感官,網路就是神經系統用來傳遞資訊,嵌入式系統則是人的大腦,在接收到資訊後要進行分類處理。這個例子很具體的描述了感測器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用。

4)M2M:是將數據從一台終端傳送到另一台終端,是機器對機器之間的對話。

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4、物聯網技術在智慧城市中的應用
目前物聯網技術已在產品資訊化、生產製造環節、經營管理環節、節能減碳、安全生產等領域得到應用。並在公安、國土、環保、交通、海關、海關、質檢、安控、林業等政府主管部門,得到初步應用,取得了良好的效果。

1)產品資訊化:在汽車、家電、工程機械船舶等行業,透過物聯網技術的應用,提高了產品的智慧化水平。

2)在生產製造領域的應用:應用於生產線過程的檢測、即時數據採集、生產設備與產品監控管理等。

3)在經營管理領域的應用:應用於物流管理、生產管理等。

4)在節能減碳應用:主要在鋼鐵、有色金屬、電力、化工、紡織、造紙等高能耗、高污染行業應用。

5)在安全生產領域的應用:主要在煤炭、鋼鐵、有色等行業,保障安全生產的重要技術手段,利用物聯網技術對礦山井下人、機、環境進行監控。

Siemens Smart City Technologies

雲端運算技術:
1、雲端運算技術定義:
根據美國國家標準和技術研究所的定義,雲端運算(Cloud computing)是一種可以隨時隨地,方便而按需地透過網路,訪問可配置運算資源(如網路、伺服器、儲存、應用程式和服務)的共享池的模式,這個池可以透過最低成本的管理或服務提供商交會,來快速配置和釋放資源。

2、雲端運算技術的特點
1)快速彈性
彈性是指根據需要可伸縮地使用資源的能力。對於消費者來說,雲端似乎是無限的,消費者可以根據需要,購買運算力資源。

2)測量服務
在測量服務中,雲端服務提供商控制和監視雲端服務的各個方面。這對計費、訪問控制、資源優化配置、容量規劃和其他任務來說是非常重要的。

3)按需自助服務
這意味著消費者可以根據需要,使用雲端服務,不需要與雲端服務提供商進行人機交互。

4)無處不在的網路接入
無處不在的網路接入,意味著用戶可以透過網路,獲取雲端服務商的能力。

3、雲端運算的主要類型:
1)按照資源類型分類:
雲端運算可以認為,包括以下幾個層次的服務:基礎設施即服務(IaaS),平台即服務(PaaS)和軟體即服務(SaaS)。這裡所謂的層次,是分層體系架構意義上的「層次」。IaaS、PaaS、SaaS 分別在基礎設施層,軟體開放運行平台層,應用軟體層實現。

IaaS(Infrastructure as a Service):基礎設施即服務。使用端透過 Internet ,可以從完善的電腦基礎設施獲得服務。

IaaS 透過網路,向使用端提供電腦(實體機和虛擬機)、儲存空間、網路連接、負載均衡和防火牆等基本運算資源;使用端在此基礎上,部署和運行各種軟體,包括操作系統和應用程式。

PaaS(Platform as a Service):平台即服務。PaaS 實際上是指將軟體研發的平台,作為一種服務,以 SaaS 的模式提交給使用端。因此,PaaS 也是 SaaS 模式的一種應用。但是,PaaS 的出現,可以加快 SaaS 的發展,尤其是加快 SaaS 應用的開發速度。

平台通常包括操作系統、編程語言的運行環境、數據庫和Web服務器,用戶在此平台上部署和運行自己的應用。用戶不能管理和控制底層的基礎設施,只能控制自己部署的應用。

SaaS(Software as a Service):軟體即服務。它是一種透過 Internet 提供軟體的模式,用戶無需購買軟體,而是向提供商租用基於 Web 的軟體,來管理企業經營活動。

雲端提供商在雲端安裝和運行應用軟體,雲端用戶透過雲客戶端(通常是 Web 瀏覽器)使用軟體。雲端用戶不能管理應用軟體運行的基礎設施和平台,只能做有限的應用程式設置。

2)按照資源使用方式分類
按照雲端運算資源使用方式,可以將雲端運算分為:公有雲、私有雲、混合雲。

公有雲:是指多個客戶共用一個雲端服務提供商的 IT 資源。每個用戶根據自己的佔用、消耗IT資源的多少,向雲端服務提供商支付費用。公有雲比較適合於中、小企業、微型企業、政府基層單位和個人用戶。

私有雲:是指政府和企業事業單位,建設一個雲端運算中心,或雲端服務平台供自己使用,不對外開放,不向外單位提供雲端運算服務。私有雲適用於大型企業集團、各級政府機關、,採用虛擬化等技術,對傳統運算中心、數據中心進行升級改造。

混合雲:是指公有雲和私有雲的混合體。混合雲的一部分資源公用,對外開放;一部分私用,不對外開放。混合雲適用於 IT 資源有富餘的單位,在滿足自身應用的同時,把多餘 IT 資源賣給外單位。

4、雲計算技術在智慧城市中的應用
雲端運算技術已在工業設計、工業仿真、在線上軟體、企業數據中心等領域,得到初步應用。

Transforming cities with technology | The Economist

行動網路技術
行動網路是指,由蜂窩行動通信系統,透過終端接入網路。它和 3G、4G 等構成一個,統一的無線、行動、互聯網系統,使使用端可以在任何地點、任何時間都能方便接入,以獲得網路上豐富的資訊資源和服務。

1、行動通信技術:
1)第一代和第二代行動通信技術
第一代行動通信技術(1G)採用頻分多址(FDMA)類比語音調制技術,這種系統主要缺點,是頻譜利用率低,信令干擾話音業務。

第二代行動通信技術(2G)主要採用時分多址(TDMA)的數位調制方式,提高了系統容量,並採用獨立信道傳送信令,使系統性能大大改善。

2)第三代行動通信技術
第三代行動通信系統(3G),也稱 IMT2000,其最基本的特徵,是智慧信號處理技術,智慧信號處理單元,將成為基本功能模組,支持話音和多媒體數據通信,它可以提供前兩代產品,不能提供的各種寬頻資訊業務,例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。第三代行動通信系統的通信標準,共有 WCDMA,CDMA 2000、TD-SCDMA 和 WIMAX。

WCDMA 是歐洲提出的寬頻 CDMA 技術,這套系統能夠架設在現有的 GSM 網路上,是當前世界上採用的國家以及地區最多、終端種類最豐富的一種 3G 標準。

CDMA2000 是美國高通北美公司為主導提出的摩托羅拉、Lucent、韓國三星參與。目前使用的地區只有北美、日本、韓國、中國。TD-SCDMA 是由對岸中國獨自制訂定的 3G 標準。

WIMAX 成為無線城域網。2007 年被國際電信聯盟批准為,繼 WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 之後的第四個全球 3G 標準。

3)第四代行動通信技術(4G),是一種能夠傳輸高清影像的高頻寬行動通信技術,使用端能以 100Mbps 的速度下載,目前國際上 4G 的標準有 TD-LTE 和 FDD-LTE 兩種。FDD-LTE 標準,已於2011年年初,在歐美國家正式商用。

2、WiFi 和 WLAN
WiFi是一種可以將個人電腦、手持設備等終端,以無線方式互相連接,或幫助使用者訪問互聯網的技術。

WLAN是指無線局域網,使用者透過手機、平板電腦、筆記型電腦,行動終端透過 WLAN 上網卡,高速接入網路和企業局域網,獲得資訊,進行行動辦公和娛樂。

3、智慧終端
主要包括智慧手機、平板電腦。

4、行動網路技術的應用:
行動網路技術的應用,主要包括行動電子商務、行動電子政務。

1)行動電子商務:
將 Internet、行動通信技術、短距離通信技術,及其他資訊處理技術完美結合起來,使人們可以在任何時間、任何地點進行各種商貿活動,實現隨時隨地、線上線下的購物與交易,在線電子支付,以及各種交易活動、商務活動、金融活動和相關的綜合服務活動等。

2)行動電子政務:
指用戶可以透過終端盒無線通信網路,獲取政府部門提供的資訊和服務。可以隨時隨地的處理公文,可以隨時隨地查閱資訊。提高了辦事效率。

Understanding How Analytics Can Be Useful for Developing Smart City

大數據技術
1、大數據技術的定義:
大數據是指無法在一定時間內,用常規軟體工具,對內容進行抓取、管理和處理的數據集合。隨著城市資訊化建設的深入,許多政府部門和企業累積了海量的數據資源。

迫切需要利用大數據技術,對這些數據資源進行處理、分析和挖掘,提供政府部門的行政管理和公共服務水平,提高企業的生產經營管理水準,使海量的數據資源轉化成巨大的社會財富。

2、大數據技術的特徵:
大數據技術的主要包括:數據差異化程度大、數據容量極大、處理速度快、時效性強、可視性強、複雜度高。

3、政府大數據的必要性和可行性分析
必要性:
1)發展大數據是促進政務資訊資源,開發利用的必然需要

2)發展大數據是提高政府決策科學化水準的必然要求

3)發展大數據是提高城市管理精細化水平的必然要求

4)發展大數據是促進現代化服務業的必然要求

可行性:
1)很多政府的數據量已經初具規模

2)大數據技術逐步成熟

Smart City with GIS

空間資訊技術
1、空間資訊技術的定義:
空間資訊技術的一個顯著的特點,是地理空間的可視化,即能夠把經濟、社會等領域的非空間資訊與地理空間位置進行疊加顯示,使人們可以非常直接地認識城市中的各種事物。資訊資訊技術重要包括遙感、衛星導航系統、地理資訊系統。

1)遙感:
遙感技術是從遠距離感知目標,反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線,對目標進行探測和辨識的技術。遙感系統主要包括空間資訊採集系統、地面接收和預處理系統、地面實況調查系統、資訊分析應用系統。

2)衛星導航系統
全球定位系統(GPS)是20世紀70年代,由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統。

其主要目的是為陸、海、空三大領域提供即時、全天候和全球性的導航服務,並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,是美國全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗,耗資 300 億美元,到 1994 年 3 月,全球覆蓋率高達 98% 的 24 顆 GPS 衛星星座已佈設完成。

3)地理資訊系統
地理資訊系統(GIS)是一種具有資訊系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上,這是一個具有集中、儲存、操作、和顯示地理參考資訊的電腦系統。

它與各管理資訊系統的根本差異,在於它不僅能夠儲存、分析和表達現實世界中,各類對象的屬性資訊,而且能處理、表達事物之間地理空間分佈狀況的空間關係,從空間特徵和屬性特徵兩個方面,對現實世界進行綜合、分析、管理,方便地獲取資訊、滿足應用和研究的需要。

2、空間資訊技術和其他技術的融合
1)物聯網技術和空間資訊技術的融合
物聯網將對 GIS 的數據獲取、動態監測、圖形化控制等方面產生深刻的影響。

2)雲端運算技術與空間資訊技術的融合
雲端運算技術具有計算力和存儲空間的彈性擴展,資源動態分配和共享等特點,將對GIS數據處理、儲存和應用服務產生大的影響。

3)行動網路技術與空間資訊技術的融合
透過行動網路,用戶可以隨時隨地的獲取地理資訊,開展 GIS 應用。

4)大數據技術與空間資訊技術的融合
透過遙感採集地理資訊、真 3D GIS 應用等,都面臨著海量數據處理的問題,採用大數據技術,可以顯著提高遙感圖像的處理效率,促進 3D GIS 的普及。

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