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基于智慧城市的物联网新技术的研究

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务的内涵将得到革命性扩展,不断涌现的新型应用将使物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,如果继续沿用传统的技术路线必定束缚物联网应用的创新。从适应未来应用环境变化和服务模式变化的角度出发,需要面向物联网在典型行业中的应用需求,提炼行业普遍存在或要求的核心共性支撑技术,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务的计算技术等。 ? 管理与支撑技术

随着物联网网络规模的扩大、承载业务的多元化和服务质量要求的提高以及影响网络正常运行因素的增多,管理与支撑技术是保证物联网实现“可运行-可管理-可控制”的关键,包括测量分析、网络管理和安全保障等方面。

1) 测量分析。测量是解决网络可知性问题的基本方法,可测性是网络研究

中的基本问题. 随着网络复杂性的提高与新型业务的不断涌现,需研究高效的物联网测量分析关键技术,建立面向服务感知的物联网测量机制与方法。

2) 网络管理。物联网具有“自治、开放、多样”的自然特性,这些自然特

性与网络运行管理的基本需求存在着突出矛盾,需研究新的物联网管理模型与关键技术,保证网络系统正常高效的运行。

3) 安全保障。安全是基于网络的各种系统运行的重要基础之一,物联网的

开放性、包容性和匿名性也决定了不可避免地存在信息安全隐患。需要研究物联网安全关键技术,满足机密性、真实性、完整性、抗抵赖性的四大要求,同时还需解决好物联网中的用户隐私保护与信任管理问题。

技术创新点

本项目的技术创新点主要体现在各种传感器技术、网络通信技术、计算与服务技术在城市管理工作业务中具体有机系统的结合和应用。

1) 传感器技术:位置传感器用于人员及设施的定位;光敏、视觉传感器可

以用于摄像器材获取清晰的人像和物体图像;角度传感器可用于设施(井盖)等的状态(角度)变化;湿度传感器可用于空气湿度测量;液位传感器可用于检测低洼等地积水液面变化; 压力传感器可利用重力检测不同设备之间的配合关系;激光和红外线传感器可用于特殊情况(地下管道)中的安防侵入检测等;超声波传感器可用在物体临时位置之间的测距和探测;遥感传感器用在卫星上,通过卫星遥感可以探测地质表面变化和城市工地楼宇建设和违建情况;等等。

2) 网络与通信技术:目前普遍使用的有GPRS(3G/4G)技术,现在窄带通

信技术在物联网应用中迅速发展,尤其以LoRa和NB-IoT技术。随着联网设备急剧增多、设备的类型和应用场景变得更加丰富多样,越来越多的设备需要远距离传输以实现城市管理大范围覆盖的应用。如地下管网、路灯、井盖、垃圾桶监控、水质、雨量监控等关键基础设施实时监控。这类通信不需要高速率和超带宽,仅需要少量的数据传输,数据率很低。LoRa技术往往通过智能网关实现,传输距离长,低功耗等是该技术的主要特点。而NB-IoT则不需要网关,直接通过电信基站进行传输,但后者目前尚处于试点阶段,但普遍被业界看好,值得期待。城市管理中采用的传感器所获取的数据就可以通过LoRa和未来的NB-IoT以及WiFi技术产品实现通畅的传输。

3) 计算与服务技术:物联网离不开云。所有的城市管理中的数据最终都要

传到云端,这些数据必然在云端通过计算与服务技术实现数据的存储、管理和共享服务。

4) 管理与支撑技术:在城市管理的物联网系统中,必然需要网络安全和权

限管理等功能,同时SaaS和PaaS服务可以降低系统实施的成本,当然这需要和政府在安全方面做一个深入沟通,然后做一个综合考虑和权衡。 5) 移动终端技术:随着工作移动化,各个环节的城市管理人员以及市民需

要随时随地获取相关业务和城市设施数据和信息,移动终端作为移动通信的重要组成部分,随着手机端应用程序的发展,城市管理工作对移动终端应用软件(App、微信公众服务号、小程序等)的需求也会日益凸显。

七、项目投资分析

项目总投资预算 科目 国家拨款 省拨款 市级拨款 单位自筹 贷款 其他来源 预算数 350万 科目 设备费 材料费 经费支出预算 总支出 120万 120万 5万 10万 5万 其中市拨款 测试化验加工费 燃料动力费 差旅费 会议费 国际合作与交流

出版/文献/信息传播/知识产权事物费 劳务费 专家咨询费 管理费 其他支出 支出合计 5万 来源合计 350万 20万 5万 5万 5万 300万 八、项目绩效分析

1、绩效指标

成本指标 硬 件 成 本 软 件 成 本 运 行 成 本 维 护 成 本 培 训 成 本 准 备 成 本 性能指标 功 能 表 现 技 术 水 平 操 作 性 能 运 作 效 益 效益指标 技 术 效 益 战 略 效 益 其 他 效 益 表1 物联网在城市管理应用中的绩效指标

成本指标是指在实施物联网系统之前购置硬件、软件,以及在运行和维护物联网系统过程中产生的费用。主要包括硬件成本、软件成本、运行成本、培训成本和准备成本。

性能指标是指物联网系统实施过程中系统及前端设备的表现,主要包括功能表现、技术水平和操作性能。

? 功能表现包括系统可靠性、效率、可维护性、可扩充性、可移植性、适

应性、可共享性、系统安全保密性;

? 技术水平包括响应时间、存取能力、资源利用率、规范性、目标规划实

现度、软件质量、先进性、开发效率;

? 操作性能包括输入输出指标标准化、文档完整性、操作安全可靠性、界

面友好方便性;

效益指标是指物联网系统应用之后对于其他带来的运作效益、技术效益、战略效益以及其他效益。

2、社会效益分析

“物联网”在城市管理中的推广可以为城市产业结构的优化调整形成助推作用。在信息技术日益发达的现代社会,城市向着集约化及能源低耗化方向发展,在此过程中,“物联网”技术及云计算技术可以为城市现代服务业的兴起及发展提供信息数据上的支持及服务,从而使城市产业结构更加合理。

“物联网”及云计算技术的介入可以使城市的信息获取成本得以降低,有助于区域经济的发展。在“数字城市”的基础上,城市各项事业都开发了数据信息开发平台,但这些数据信息平台彼此之间的连接性并不强,在维护及管理上需要耗费较大的成本。而“物联网”及云计算技术可以将这些数据信息整合并连接,有助于促进城市各项管理决策及发展决策的制定及实施,最终提升区域发展水平。

3、形成产业的可行性分析

1)政策可行

2013年,国家住建部启动智慧城市试点创建工作,公布了首批90个国家智慧城市试点,其中提到要通过积极探索新型城镇化发展模式,创新手段提升城市管

基于智慧城市的物联网新技术的研究

务的内涵将得到革命性扩展,不断涌现的新型应用将使物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,如果继续沿用传统的技术路线必定束缚物联网应用的创新。从适应未来应用环境变化和服务模式变化的角度出发,需要面向物联网在典型行业中的应用需求,提炼行业普遍存在或要求的核心共性支撑技术,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务
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