物联网平台在智慧城市中的作用

物联网平台在智慧城市中的作用

宋润航

杭州指令集智能科技有限公司浙江省杭州市310000

摘要：智慧城市建设是其中最大的应用场景之一。同时城市的发展长期面临人口不断增长、治理日益艰难的挑战。如何让繁杂的城市物联设备可控、可管、安全、智能、互联、互动是城市治理急需解决的问题。本文对物联网平台在智慧城市中的作用进行分析。

关键词：物联网平台；智慧城市；作用

1物联网架构及特征

目前物联网的典型架构可分感知层、网络层和应用层三层结构。其中，感知层由各种传感器构成，主要作用是用来识别和获取各类所需的数据和信息；网络层由包括互联网、云计算和各类网络管理系統在内的各类结构单元组成，主要作用是负责传递和处理感知层传送过来的数据等信息，它在物联网中的地位类似于人中枢系统；应用层则是用来实现物联网与用户之间的连接，通过结合各行业的实际需求，最终形成涉及们日常学习、工作和生活方方面面的物联网应用集合，如跟踪、定位、监控等。

与传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征，与其网络架构相互对应，主要体现在以下几个方面：（1）全面感知性：即利用射频识别（RFID）、传感器、二维码等感知、捕获、测量技术随时随地采集和获取物体的信息；（2）可靠传递性：通过借助互联网与各种通信网络及电信网络的融合，实现物物之间信息的实时交互与共享；（3）智能处理性：通过利用包含云计算、自动识别在内的各种智能处理技术，对大量数据进行统计、计算和分析，从而实现对物体的智能化控制和决策。

2智慧城市对物联网平台的需求

2.1城市建设需要物联网平台

行业普遍认为，当前城市的体系化发展要求物联网以平台化匹配，城市综合治理要求物联网从分散碎片化向开放共享转变，构建城市级物联网平台成为城市创新发展的必要支撑。

2.2城市物联网应用及趋势

城市物联网建设包括物联网网络基础设施、物联网平台，以及环境监测、公共安全等领域应用。建立城市级物联网平台，接入海量异构的城市物联设备，构建面向城市治理、公共事业、环境保护、城市服务、公共安全的物联网体系，成为一种共识，并正在逐步落地。包括鹰潭、马尾、宁波、上海、深圳、雄安等地，均在开展城市级物联网的落地实验，其中雄安新区，在顶层设计上提出了一树一标签的治理颗粒度。毫无疑问，物联网技术正在影响和改变智慧城市的建设、治理以及服务模式。

2.3城市物联网建设的挑战

城市物联网建设的挑战主要体现在以下几个方面：（1）打通众多垂直应用，消除信息孤岛；（2）构建统一的平台，有效减少重复建设，实现资源的集约化；（3）规范城市物联网标准，弥补安全短板，并在标准方面逐步走向统一；（4）实现数据的收集和共享，挖掘城市物联大数据的价值，形成城市大智慧。此外，城市物联网的建设还要面对城市个性化特点、既存的应用系统以及行政体制方面的问题，故而在具体的城市建设中，需要考虑城市的实际情况进行一定的均衡取舍。

3城市物联网解决方案

3.1方案概述

针对城市级物联网建设的需求，我们提出了软件定义物联网SDIoT的概念，将SDIoT融入城市物联网平台和应用的建设中，我们称之为CityThing城市物联网平台。它是依托物联网、人工智能、大数据、云计算等技术，实现设备接入、设备映射（虚物）、虚物管理、数据分析和应用支撑等服务，规范第三方接入和设备标准指令集，满足城市对于多样、海量、异构的物联设备应用、管理和运营需求。CityThing不仅仅涵盖连接管理平台CMP、设备管理平台DMP、应用使能平台AEP和业务分析平台BAP，还包含了对城市中相关“物“的业务和应用的整合。从业务架构上看，城市级的物联网平台是一个“平台之上的平台”。

一方面，它本身具备物联网平台的全部功能，可以提供对“城市仪表盘”“城市生命线”“绿色城市”等城市物联网场景应用的良好支撑。另一方面，它对城市物联网标准进行了规范，在授权的条件下，可以实现对第三方的平台以及应用系统设备的安全接入。这让城市物联网平台既能兼容既有业务系统的接入，也可提供足够的开放能力允许城市建设力量参与城市的建设。

3.2多样、海量、异构物联设备的连接

连接层需要根据城市的特殊场景，实现两个创新：（1）可轻松应对从几万到几千万设备的并发连接，以满足城市海量异构化场景的需求；（2）服务类型的接入，通过标准化、规范化、指令化的方式规范第三方IoT平台和应用系统的接入。需要特别重视的是只有建立城市级物联网接入规范和标准，才有可能实现对城市“物”的整合。

3.3永远在线的设备映射

设备的映射也即软件定义IoT设备的过程，它将设备的属性、功能、数据等等定义在数字空间，将虚拟与实体进行脱耦合，用以支撑城市的治理/服务/运营的方方面面。比如一个城市的路灯，在数字空间中它将具有ID、位置、功能等属性，SDIoT还将赋予它空间和时间的属性，可以映射为3分钟之前的路灯、下雨条件下的路灯等等，从而赋予业务应用产生极大的灵活性。基于一对多的映射特性，我们甚至可以结合AI技术，进行城市的推演、回溯等操作。

3.4可想象的城市物联大数据服务

遍布城市的物联设备、传感器每时每刻都在采集城市每一次呼吸、脉动产生的大数据，这些数据经过存储、清洗、加工，数据建模，可为城市管理服务提供全局监测、预测维护、关联分析、趋势预测、多维度对比和价值刻画等直接或间接的数据分析及增值服务。

3.5城市物联网典型应用

城市物联网主要目的是实现对城市中“物”的管理，实现物与物、物与人的交互，并最终面向城市治理、公共事业、环境保护、城市服务、公共安全等方案提供服务。本文重在平台和支撑层的设计，相关城市物联应用层的内容不再展开说明。

3.6产品/技术创新点

（1）城市物联网平台（CityThing）平台

是城市海量物联设备连接聚合平台、整合共享平台、应用快速搭建平台、大数据融合分析平台、生态开放共建平台；

（2）每个真实的物联设备都有一个永远在线的虚物映射单元，从而打破众多垂直应用之间的隔离、异构、分散状态，实现城市物联设备的统一管理、策略联动、数据共享、业务复用；

（3）平台通过规范第三方接入和设备标准操作指令集，实现城市物联网设备的统一管理。

（4）形成面向物联网应用的API服务标准，包含设备控制、规则引擎定义、数据统计与分析服务、通用型业务形成、行业型业务形成、接入规范形成。

4结束语

本文基于物联网平台的技术积累以及城市信息化建设的经验，从城市业务全局的角度规划城市物联网平台CityThing，以支持于城市的治理、服务、运营。CityThing最关键的创新在于规范第三方接入和设备标准操作指令集以及“虚物映射”软件定义物联网SDIoT，前者实现物联设备规范化和模板化的接入，后者为每个真实的物联设备产生永远在线的虚物映射单元。CityThing方案既可以打破众多垂直应用之间的隔离、异构、分散状态，又能提供足够的兼容性和开放能力，允许更多力量参与城市的建设，最终创新城市规划、建设、治理、服务、运营模式。该方案目前已成功应用在多个城市的园区、水务、环保、能效、安监等项目中，得到了很好的验证。

参考文献：

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[2]张旭斌.物联网技术的发展现状及对策探析[J].信息与电脑：理论版，2017（24）：168-170.

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