人類生活在城市中的比例在過去幾十年里已大幅增加，這定將以穩(wěn)定的步伐繼續(xù)。在1800年，只有3-4%的人口在城市居住，但到1950年，這已經(jīng)上升到30%左右。據(jù)聯(lián)合國(guó)和世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，這個(gè)數(shù)字到2050年將增長(zhǎng)一倍以上，達(dá)到66%，而農(nóng)村人口繼續(xù)下降。在從現(xiàn)在到那個(gè)時(shí)期末，印度將以驚人的速度增加4億城市人口，中國(guó)將增加近3億。

現(xiàn)在設(shè)想的更高的人口密度，將對(duì)已經(jīng)有限的現(xiàn)有資源（水、能源、糧食、衛(wèi)生設(shè)施等）造成相當(dāng)大的壓力，并造成道路上交通更加擁擠，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)提出更大的要求。它們也會(huì)影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境（需要考慮空氣、水和噪音污染）。所有這些都給市政治理、公用事業(yè)公司和許多其他服務(wù)提供商提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由此產(chǎn)生的問題在所謂的特大城市中無(wú)疑是最尖銳的。這些地方有1000萬(wàn)多名居民。目前全球有28個(gè)公認(rèn)的特大城市（東京、德令哈市、上海、孟買和圣保羅是最大的城市），預(yù)計(jì)到2030年，還有10個(gè)城市有望進(jìn)入這一名單（約翰內(nèi)斯堡、曼谷和胡志明市就在其中）。

物聯(lián)網(wǎng) ( IoT ) 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)已成為必然的、必要的，而不只是簡(jiǎn)單地推動(dòng)改善生活和工作方式。希望是現(xiàn)代社會(huì)將能夠處理城市居民已經(jīng)面臨的許多問題，隨著城市的不斷擴(kuò)大，這些問題無(wú)疑會(huì)進(jìn)一步加劇。訪問各種數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測(cè)和/或由位于市區(qū)附近的云連接傳感器獲取，將是救世主?？梢蕴峁┮幌盗胁煌姆?wù)和功能，有些是全新的，還有一些是對(duì)現(xiàn)有服務(wù)的改進(jìn)。這將使未來(lái)的城市能夠應(yīng)付居住在那里的大量居民，同時(shí)也能解決人們對(duì)改善生活質(zhì)量的根深蒂固的愿望。

智能城市的形成

所謂的智能城市的發(fā)展將分為兩種不同類型的活動(dòng)。會(huì)有全新的定居點(diǎn)的建立。已經(jīng)可以在印度（托萊拉）、韓國(guó)（Songdo）、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)（Masdar）和中國(guó)（Meixi）看到這樣的例子，在這些地方，雄心勃勃的大型項(xiàng)目都已在進(jìn)行中或即將完成。剩下的是將要增添智能功能到建立的城市。

新建立的智能城市將更容易取得進(jìn)展，因?yàn)榭梢詮牧汩_始部署必要的技術(shù)，并且他們計(jì)劃的整個(gè)方案將有助于實(shí)施過程。而且，大部分技術(shù)在這些城市有居民之前都可以被納入。雖然它們將作為展示技術(shù)進(jìn)步的一種方式，但這些城市只占世界城市居民的一小部分。

取代已占領(lǐng)城市的家庭的大量人口是不現(xiàn)實(shí)的，如紐約、倫敦或馬尼拉，對(duì)數(shù)代人來(lái)說(shuō)，動(dòng)蕩將太大。因此，如果我們要目睹在城市范圍內(nèi)廣泛采用智能技術(shù)，絕大多數(shù)活動(dòng)將需要在為時(shí)甚久的大城市中進(jìn)行。不利的是，這些地點(diǎn)的挑戰(zhàn)將更大。在這里，需要考慮遺留的基礎(chǔ)設(shè)施。因而舊技術(shù)和新技術(shù)至少在最初需要相互合作，這在集成和互操作性方面定是一個(gè)主要的關(guān)注點(diǎn)。

圖1：以更多元素補(bǔ)充現(xiàn)有通信基礎(chǔ)設(shè)施

因此，盡管這些地方可能會(huì)從智能技術(shù)中獲得最大的益處，但對(duì)于更大、更老的城市來(lái)說(shuō)，要充分利用它當(dāng)然需要更長(zhǎng)的時(shí)間。在許多情況下，他們將借鑒在較新的、較小規(guī)模的操作中所做的工作。即便如此，隨后也有可能緩慢加以應(yīng)用，某些地區(qū)將首先獲得重視，然后其他的隨后效仿。這本身就有問題，可能導(dǎo)致貧富之間更大的數(shù)字鴻溝。

在智能城市實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)的可行性

新的基于物聯(lián)網(wǎng)的硬件的推出需要從運(yùn)營(yíng)和基礎(chǔ)設(shè)施的角度以具性價(jià)比的方式進(jìn)行。例如，使用無(wú)線通信將使物比有線方法更容易實(shí)現(xiàn)，在這種方法中，需要考慮鋪設(shè)電纜的不便和費(fèi)用。然而，也可能有一些關(guān)于可靠性的問題，這可能要求構(gòu)建冗余到系統(tǒng)中（在一定程度上提高所涉及的成本，但仍可能節(jié)省可觀的費(fèi)用）。

已有第一批將構(gòu)成向智能城市發(fā)展的應(yīng)用，如智能計(jì)量——在許多西方經(jīng)濟(jì)體中，這種計(jì)量方式現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)普遍。家庭和樓宇自動(dòng)化的日益普及可能代表下一個(gè)階段。從那里附加功能將開始實(shí)現(xiàn)，如農(nóng)業(yè)和生活用水的使用監(jiān)控（使城市儲(chǔ)備分配正確）和智能照明（將根據(jù)一天中所處的時(shí)間和一年中所處的時(shí)間調(diào)節(jié)照明的位置）。此外，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點(diǎn)可以被用于預(yù)防性維護(hù)-檢查溫度分布、應(yīng)力水平或建立模具、橋梁、建筑、公路等。它們也可以確保更好地照顧老人和體弱者，提供整個(gè)城市的醫(yī)院床位的可用信息，或在任何給定的時(shí)間哪里有有用于特定治療所需的設(shè)備。有無(wú)限的可能性。問題是，什么時(shí)候這些會(huì)真的發(fā)生？

幾年前所期望的某些方面尚未到來(lái)。有一個(gè)假設(shè)獲得了很多媒體的關(guān)注，即配電通過智能電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)大規(guī)模的利用，但迄今為止，只在非常有限的領(lǐng)域。與此相關(guān)的大的財(cái)政支出似乎阻礙了進(jìn)展。因此可能需要政治力量推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在一些領(lǐng)域的發(fā)展，可以通過制定立法指導(dǎo)思想，將為城市提供一個(gè)明確的路線圖以遵循，或者通過提供有吸引力的激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)創(chuàng)新，（如稅收減免等），多是以推動(dòng)光伏安裝曾采用的方式。

在某些情況下，商業(yè)公司的行動(dòng)，而不是市政或公用事業(yè)，將使我們更接近技術(shù)更先進(jìn)城市的最終目標(biāo)。智能停車系統(tǒng)，讓上班族找到地方停車就是一個(gè)很好的例子。由于有明確的創(chuàng)收機(jī)會(huì)，這類應(yīng)用程序可負(fù)責(zé)推進(jìn)智能城市議程。

捕獲和分析數(shù)據(jù)

任何物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的關(guān)鍵是能夠從周圍環(huán)境獲取有意義的數(shù)據(jù)。讓我們回到我們的智能照明例子。這里用光電二極管測(cè)量的光，以及當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r的信息可以用來(lái)確定某個(gè)地區(qū)的路燈何時(shí)應(yīng)該打開或關(guān)閉。在該系統(tǒng)中包含無(wú)源紅外 ( PIR ) 傳感器，可能增加進(jìn)一步的尺寸，從而對(duì)街上無(wú)人活動(dòng)的時(shí)期做出直接反應(yīng)（可在不需要時(shí)關(guān)燈以節(jié)省能源）。

幾乎所有的業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，傳感器融合將發(fā)揮重要作用。如果花費(fèi)時(shí)間和精力在特定的地方安裝傳感器，最好是有多個(gè)設(shè)備以便用于不同的功能（即使這有些功能不能直接利用）。這避免在以后的階段進(jìn)行額外的安裝而產(chǎn)生更高的成本。誠(chéng)然，這需要花費(fèi)較大的初始資本，但從長(zhǎng)期來(lái)看將證明投資基于節(jié)省用于升級(jí)的勞動(dòng)力成本，當(dāng)然還有附加服務(wù)提供的益處和節(jié)省。

也可能有機(jī)會(huì)共享、分析和交叉?zhèn)鬟f來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，由公路管理路局用于交通監(jiān)控的攝像機(jī)拍攝的圖像可能對(duì)監(jiān)控/安全任務(wù)是有價(jià)值的。此外，還有機(jī)器學(xué)習(xí)的前景——系統(tǒng)不僅收集數(shù)據(jù)，而且隨時(shí)間的推移開發(fā)智能。可以編譯配置文件以提高服務(wù)效率。以公寓為例，這里的管理公司可以利用在不同地點(diǎn)獲得的數(shù)據(jù)，并開始在這一基礎(chǔ)上實(shí)施更好的實(shí)踐。這些方法也可能被用來(lái)加速緊急服務(wù)的響應(yīng)。

通用性和成本效益將成為未來(lái)幾年推動(dòng)智能城市發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)方案的基礎(chǔ)。因此，半導(dǎo)體供應(yīng)商需要能夠提供基本的構(gòu)建塊來(lái)支持，即高性能、高能效的器件，涵蓋一系列不同的傳感器功能，和由出色的互聯(lián)性所支持。