低功耗物联网在新型智慧城市建设中的实施路径探析

夏婷婷 邱伟军

一、引言

与过去智慧城市相比，新型智慧城市强调城市之间、城市内部的信息融合共享以及信息资源的有效配置，通过利用新兴技术发挥信息资源在城市治理体系中的核心作用，进一步提高城市治理能力和推动基于资源开放的新兴产业经济发展。而物联网是新兴技术的重要组成部分，是被称为继计算机、互联网、移动通信之后的又一次信息技术革命，而低功耗物联网可以实现对城市更全面更深层次的信息感知，是城市管理变的更加精细化、智慧化、扁平化和简单化的信息基础。

二、新型智慧城市建设要求

新型智慧城市建设内容主要包括一个体系架构、一张天地一体的栅格网、一个通用功能平台、一个数据集合、一个城市运行中心和一套标准。而城市低功耗广域物联网的建设是新型智慧城市一个体系架构下的共性基础“一张网”的具体实践，是以提供物联网的统一管理与服务为核心，实现城市物联网体系的集约化建设，信息资源的全面感知与汇聚，提供高效便捷、无处不在的信息服务，支撑不同领域及行业的智慧化应用，以开放的方式催生互联网经济与信息经济等新兴经济模式蓬勃发展，形成更具活力和竞争力的产业体系。

三、低功耗物联网在新型智慧城市建设中的定位

基于低功耗物联网技术打造敏捷泛在的城市感知网络，是构建新型智慧城市共性基础 “一张网”的具体实践与重要建设内容，是城市感知信息资源的重要来源，是新型智慧城市建设的重要基础。城市综合物联网的建设是在一个开放的体系架构的基础上，构建一张多领域的城市运行信息感知网络，夯实新型智慧城市建设的基础，实现城市的精确感知、信息系统的互联互通和惠民服务。而低功耗物联网技术的大容量、广覆盖、低功耗、低成本、高稳定性的特征为新型智慧城市的信息来源提供了支撑。

四、低功耗物联网在新型智慧城市建设中的实施策略分析

（一）基于统一的综合感知网络满足各个行业的需求

基于城市覆盖范围广，传输距离远的特点，本文主要讨论NB-IoT及LoRa两种技术。在智慧城市的建设中，发现不同的部门在建设物联网的时候，存在对传输技术的优缺点分析不足，缺乏测试验证，导致传输技术与应用领域及场景不匹配的情况，为后续的连接数拓展与系统升级带来了问题。应基于统筹规划建设统一的综合传输网络，根据应用场景的需求，为不同的部门提供专业的解决方案和技术服务。

（二）基于统一的综合物联网体系，进行集约化建设和有效维护

部分城市在局部领域已经进行了物联网建设，但城市综合感知涉及的领域比较广泛，传感器种类多，应用场景复杂，物联网的建设存在终端、网络、芯片、操作系统和平台等各方路径不一的碎片化现象，一些传感设备安装部署以后缺少维护，运行状态监测能力弱，管理混乱，可持续应用差的情况。NB-IoT及LoRa技术的广域覆盖能力，给统一规划建设带来了技术实现基础，可以终结物联网应用的区域碎片化局面。应该在充分了解不同领域不同部门的物联网应用需求的基础上，提出一套全市可行的集约建设方案，综合利用不同的技术，整合现有不同的网络资源，构建全市“一张网，一个平台”的城市综合物联网体系，通过专业的可持续的维护与运营，提供高效的管理和服务。

（三）基于统一的平台建设，为各领域的智慧化应用提供信息资源

目前，物联网建设仍分散在各个部门，不同的数据存储在各个信息化系统中，部分数据以原始形态进行存储，没有处理和验证，数据杂乱、质量差，数据价值被掩埋，这不利于物联网建设的持续推进，更无法支撑上层精细化管理和科学决策越来越强烈的数据和应用需求。城市物联网体系建设应该在底层统筹建设的基础上，进行信息资源的汇聚融合，通过数据治理和跨领域融合应用，真正做到数据服务于城市管理，辅助于决策。同时，规范化的数据，通过合理的开放，可以进一步发挥数据价值，释放物联网建设带来的效益。

（四）通过试点建设对产业链的发展产生良性的引导

与传统产业相比，物联网的产业生态更加复杂，在从底层芯片、模组、终端、通讯设备、运营商、平台到应用的生态链中，每个环节的企业的产品质量、技术能力和服务成熟度参差不齐，并且每个环节都有NB-IoT，LoRa不同技术标准的厂商存在。基于产品的纵横交错，市场结构复杂，不同领域和部门业务复杂，应用场景多，如果不能充分的分析整个产业链的企业，选择专业合理的技术、产品和服务，容易造成不当的建设，无法对应用提供更好的支撑，不利于整个产业的良性发展。

在实际设计和实施中，需要对不同的业务领域进行调研和需求分析，以城市综合物联网试点建设为基础，梳理产业链的产品和服务，攻克关键技术难点，通过测试验证筛选质量好、成本低、拓展性强的产品，通过对关键模组和芯片的集成，不同传输网络資源的整合，统一平台的建设、管理与服务，剔除产业链中不稳定不成熟的产品，推动产业持续性发展。

五、低功耗物联网在新型智慧城市建设中的实践——城市综合感知平台的建设

（一）通过统一的城市综合感知平台建设，实现城市基础设施的改造升级

城市综合感知平台的建设基于新型智慧城市“一张网”的建设要求，构建城市的综合物联网感知体系，结合新型智慧城市上层智慧应用的实际需求，通过公共基础设施的物联网感知设备部署，例如交通、能源、给排水、环保、应急等城市基础设施的物联网建设与改造，做到对整个城市基础设施的无缝感知与信息采集。

（二）通过统一的城市综合感知平台建设，有效支撑了城市运行信息的全面感知和汇聚

城市综合感知平台建设就是将城市各类物联网感知信息集中汇聚，并进行标准化处理后与数据交换共享平台对接，实现信息集中整合、跨部门共享。平台建设需要重点推动现有智慧城市设施平台整合、政府部门管理服务职能整合和基础信息资源整合。打造“资源整合、业务协同、便捷高效”的智慧城市建设、运营与服务模式，形成网络互联互通、运营协同一体、资源充分共享的良好格局，推动智慧城市建设取得更大成效。

（三）通过统一的城市综合感知平台建设，打造“互联网+”城市治理的示范应用

城市综合感知平台建设通过在园区内部署传感设备，实现对园区内的大气、土壤、水质等安全生产以及环境保护方面的实时监控；通过在主城区部署试点传感器，实现对试点区域内大气、扬尘等城市运行相关的环境要素的实时监测以及对个人在公共场所活动的安全监控。通过选择社会公众急需、受益面广、信息密集的重点项目优先实施，进一步深化推进城市治理相关领域智慧应用，以点带面促进城市智慧应用在产业发展、民生服务、城市管理等领域的全面发展，在城市管理、应急指挥、综合调度等方面形成有效的工作体系和常态的工作模式，进而推进城市治理现代化。

（四）聚焦开放创新，为物联网、大数据产业的融合发展提供动力

城市综合感知平台的建设围绕大数据的开放应用，以物联网感知信息资源开放促进产业转型和产业链延伸。通过释放物联网感知数据的信息资源价值，使得数据在社会中向公众、企业自由流动，形成以公众为中心、以企业创新应用为特点的新兴产业形态，进而打造一批智慧型企业及应用示范项目，拉动智慧产业发展。

六、结论

本文通过分析新型智慧城市建设共性基础“一张网”的要求，结合低功耗物联网NB-IoT，LoRa的技术特点，从城市治理需求、基础设施集约建设、应用体系支撑以及产业可持续性发展四个方面阐述了低功耗物联网在新型智慧城市建设中的实施策略，并基于在智慧城市建设中的规划设计与实施经验，提出了建设城市综合感知平台的具体实践，实现新型智慧城市基础设施的共建共享，支撑城市治理能力的提升。

作者单位：中通服咨询设计研究院有限公司