Smart City: How do you live in a Smart City? | Future Smart City Projects | Surveillance or Utopia?
來源：亿欧网
物聯網技術
1、物聯網定義：
物聯網即透過射 RFID、紅外線感應器、全球定位系統、雷射掃描器、氣體感應器等訊息感測設備，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」。
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、節能減排、安全生產等領域等到了應用。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、安監、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，包括網際網路、廣電網、網路管理系統和雲端計算平台等組成，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。
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。這個例子很形象的描述了感測器、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。
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、節能減排、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、品檢、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，透過應用物聯網技術，提高了產品的智慧化水準。
2）在生產製造領域的應用：應用於生產線過程的檢測、即時參數採集、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）在節能減排應用：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
雲端計算技術：
1、雲端計算技術定義：
根據美國國家標準和技術研究所的定義，雲端計算（cloudcomputing）是一種，可以隨時隨地方便而按需地，透過網路訪問可配置計算資源（如網路、伺服器、儲存、應用 app 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、雲端計算技術的特點
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，購買計算力資源。
2）測量服務
在測量服務中，雲端服務提供商控制和監視雲服務的各個方面。這對計費、門禁控制、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，使用端可以透過網露獲取雲服務商的能力。
3、雲端計算的主要類型：
1）按照資源類型分類：
雲端計算可以認為，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。消費者透過 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計算資源；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app。
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 的模式提交給用戶。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 伺服器，使用端在此平台上部署和運行自己的應用。使用端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，使用端無需購買軟體，而是向提供商租用基於 Web 的軟體，來管理企業經營活動。
雲提供商在雲端安裝和運行應用軟體，雲使用端透過雲客戶端（通常是 Web 瀏覽器）使用軟體。雲用戶不能管理應用軟體運行的基礎設施和平台，只能做有限的應用設置。
2）按照資源使用方式分類
按照雲計算資源使用方式，可以將雲計算分為：公共雲、私有雲、混合雲。
公共雲：是指多個客戶公用一個，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，向雲服務提供商支付費用。公共雲比較適合於中、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，建設一個雲計算中心或雲服務平台供自己使用，不對外開放，不向外單位提供雲計算服務。私有雲適用於大型企業集團、政府各部會和地方政府，採用虛擬化等技術，對傳統計算中心、數據中心進行升級改造。
混合雲：是指公共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 資源有富余的單位，在滿足自身應用的同時，把多餘 IT 資源賣給外單位。
4、雲端計算技術在智慧城市中的應用
雲計算技術已在工業設計、工業仿真、網路軟體、企業數據中心等領域得到初步應用。
行動網路技術
行動網路是指，由蜂窩行動通信系統，透過終端接入網際網路。它和 3G、4G 等構成一個統一的無線、行動、網際網路系統，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。動通信系統（3G），也稱 IMT 2000，是正在全力開發的系統，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、CDMA2000、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。目前使用的地區只用中國、日本、韓國、北美。TD－SCDMA 是由中國獨自制定的3G 標準，1999 年 6 月由大唐電信向 ITU 提出。2009 年 1 月工業化和資訊化部批准了中國行動基於 TD－CDMA 的 3G 營運許可。
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，或幫助使用端訪問網路的技術。
WLAN 是指無線局域網，用戶通過手機、平板電腦、筆電在行動終端透過 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：
將因特網、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，網路電子支付，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：
指使用端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。
大數據技術
1、大數據技術的定義：
大數據是指無法再一定時間內，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準，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）政府的數據量已經初具規模
2）大數據技術逐步成熟
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。空間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 衛星星座己布設完成。
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布狀況的空間關係，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）雲端計算技術與空間資訊技術的融合
雲計算技術具有計算力，和儲存空間的彈性擴展，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，使用端可以隨時隨地的獲取地理資訊，展開 GIS 應用。
4）大數據技術與空間資訊技術的 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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