物联网的覆盖推动智能城市发展的必然性，你的城市变化了吗？

人类生活在城市中的比例在过去几十年里已大幅增加，这定将以稳定的步伐继续。在1800年，只有3-4%的人口在城市居住，但到1950年，这已经上升到30%左右。据联合国和世界卫生组织预测，这个数字到2050年将增长一倍以上，达到66%，而农村人口继续下降。在从现在到那个时期末，印度将以惊人的速度增加4亿城市人口，中国将增加近3亿。

现在设想的更高的人口密度，将对已经有限的现有资源（水、能源、粮食、卫生设施等）造成相当大的压力，并造成道路上交通更加拥挤，对通信网络提出更大的要求。它们也会影响当地环境（需要考虑空气、水和噪音污染）。所有这些都给市政治理、公用事业公司和许多其他服务提供商提出了严峻的挑战。由此产生的问题在所谓的特大城市中无疑是最尖锐的。这些地方有1000万多名居民。目前全球有28个公认的特大城市（东京、德令哈市、上海、孟买和圣保罗是最大的城市），预计到2030年，还有10个城市有望进入这一名单（约翰内斯堡、曼谷和胡志明市就在其中）。 

物联网 ( IoT ) 技术的应用现已成为必然的、必要的，而不只是简单地推动改善生活和工作方式。希望是现代社会将能够处理城市居民已经面临的许多问题，随着城市的不断扩大，这些问题无疑会进一步加剧。访问各种数据，连续监测和/或由位于市区附近的云连接传感器获取，将是救世主。可以提供一系列不同的服务和功能，有些是全新的，还有一些是对现有服务的改进。这将使未来的城市能够应付居住在那里的大量居民，同时也能解决人们对改善生活质量的根深蒂固的愿望。

智能城市的形成

所谓的智能城市的发展将分为两种不同类型的活动。会有全新的定居点的建立。已经可以在印度（托莱拉）、韩国（Songdo）、阿拉伯联合酋长国（Masdar）和中国（Meixi）看到这样的例子，在这些地方，雄心勃勃的大型项目都已在进行中或即将完成。剩下的是将要增添智能功能到建立的城市。

新建立的智能城市将更容易取得进展，因为可以从零开始部署必要的技术，并且他们计划的整个方案将有助于实施过程。而且，大部分技术在这些城市有居民之前都可以被纳入。虽然它们将作为展示技术进步的一种方式，但这些城市只占世界城市居民的一小部分。

取代已占领城市的家庭的大量人口是不现实的，如纽约、伦敦或马尼拉，对数代人来说，动荡将太大。因此，如果我们要目睹在城市范围内广泛采用智能技术，绝大多数活动将需要在为时甚久的大城市中进行。不利的是，这些地点的挑战将更大。在这里，需要考虑遗留的基础设施。因而旧技术和新技术至少在最初需要相互合作，这在集成和互操作性方面定是一个主要的关注点。

图1：以更多元素补充现有通信基础设施 

因此，尽管这些地方可能会从智能技术中获得最大的益处，但对于更大、更老的城市来说，要充分利用它当然需要更长的时间。在许多情况下，他们将借鉴在较新的、较小规模的操作中所做的工作。即便如此，随后也有可能缓慢加以应用，某些地区将首先获得重视，然后其他的随后效仿。这本身就有问题，可能导致贫富之间更大的数字鸿沟。

在智能城市实施物联网的可行性

新的基于物联网的硬件的推出需要从运营和基础设施的角度以具性价比的方式进行。例如，使用无线通信将使物比有线方法更容易实现，在这种方法中，需要考虑铺设电缆的不便和费用。然而，也可能有一些关于可靠性的问题，这可能要求构建冗余到系统中（在一定程度上提高所涉及的成本，但仍可能节省可观的费用）。

已有第一批将构成向智能城市发展的应用，如智能计量——在许多西方经济体中，这种计量方式现在已经相当普遍。家庭和楼宇自动化的日益普及可能代表下一个阶段。从那里附加功能将开始实现，如农业和生活用水的使用监控（使城市储备分配正确）和智能照明（将根据一天中所处的时间和一年中所处的时间调节照明的位置）。此外，物联网的传感器节点可以被用于预防性维护-检查温度分布、应力水平或建立模具、桥梁、建筑、公路等。它们也可以确保更好地照顾老人和体弱者，提供整个城市的医院床位的可用信息，或在任何给定的时间哪里有有用于特定治疗所需的设备。有无限的可能性。问题是，什么时候这些会真的发生？

几年前所期望的某些方面尚未到来。有一个假设获得了很多媒体的关注，即配电通过智能电网技术已经相当大规模的利用，但迄今为止，只在非常有限的领域。与此相关的大的财政支出似乎阻碍了进展。因此可能需要政治力量推动物联网在一些领域的发展，可以通过制定立法指导思想，将为城市提供一个明确的路线图以遵循，或者通过提供有吸引力的激励机制，鼓励创新，（如税收减免等），多是以推动光伏安装曾采用的方式。

在某些情况下，商业公司的行动，而不是市政或公用事业，将使我们更接近技术更先进城市的最终目标。智能停车系统，让上班族找到地方停车就是一个很好的例子。由于有明确的创收机会，这类应用程序可负责推进智能城市议程。

捕获和分析数据

任何物联网实施的关键是能够从周围环境获取有意义的数据。让我们回到我们的智能照明例子。这里用光电二极管测量的光，以及当地天气情况的信息可以用来确定某个地区的路灯何时应该打开或关闭。在该系统中包含无源红外 ( PIR ) 传感器，可能增加进一步的尺寸，从而对街上无人活动的时期做出直接反应（可在不需要时关灯以节省能源）。

几乎所有的业内专家一致认为，传感器融合将发挥重要作用。如果花费时间和精力在特定的地方安装传感器，最好是有多个设备以便用于不同的功能（即使这有些功能不能直接利用）。这避免在以后的阶段进行额外的安装而产生更高的成本。诚然，这需要花费较大的初始资本，但从长期来看将证明投资基于节省用于升级的劳动力成本，当然还有附加服务提供的益处和节省。

也可能有机会共享、分析和交叉传递来自不同传感器的数据。举例来说，由公路管理路局用于交通监控的摄像机拍摄的图像可能对监控/安全任务是有价值的。此外，还有机器学习的前景——系统不仅收集数据，而且随时间的推移开发智能。可以编译配置文件以提高服务效率。以公寓为例，这里的管理公司可以利用在不同地点获得的数据，并开始在这一基础上实施更好的实践。这些方法也可能被用来加速紧急服务的响应。

通用性和成本效益将成为未来几年推动智能城市发展的物联网方案的基础。因此，半导体供应商需要能够提供基本的构建块来支持，即高性能、高能效的器件，涵盖一系列不同的传感器功能，和由出色的互联性所支持。