智慧城市基礎設施的技術基礎
發布時間：2022-4-1 11:02
發布者：eechina
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來源：Digi-Key 作者：Wevolver.com 什么是智慧城市？ 智慧城市是由互連并與云端相連的智能對象組成，這些智能對象作為物聯網的一部分協同工作，打造更高效、更可持續和更便利的城市生活。智慧城市還有望解決緊迫的社會問題，包括城市人口不斷增加、能源消耗過大、道路安全等等。智慧城市的目標是提高效率、安全性和可持續性，以實現經濟、社會和環境的可持續性。 智慧城市首先在互聯網絡利用方面進行了嘗試，如利用智能電網來提高能源效率，利用傳感和監測技術實現智能交通管理和污染監測，利用增強的計算和數據存儲以及數字 ID 改善服務的獲取。 這背后的技術是什么？ 智慧城市的核心是一個收集和共享數據的互聯網絡。這個網絡不僅必須不間斷地工作，同時還必須滿足對連接性、帶寬和處理能力的高要求，而且能夠以非常低的功耗進行工作。 因此，半導體技術是智慧城市必備物聯網設備的關鍵技術。 半導體技術可用于智能對象內部的芯片和硬件組件，尤其是智能傳感器和監測技術。物聯網設備中的處理器（如 MCU 微控制器）必須嵌入軟件，才能讓設備感知數據、處理數據并與網絡通信。由于網絡大多與互聯網相連，因此在開發物聯網系統的過程中，很大一部分工作是打造具有高性能連接選項（例如 5G、LTE、WiFi 和藍牙）的設備。 智慧城市的基礎設施 · 智能電網 智能電網是一個完全互聯的電力系統，以高能效水平運行，為智慧城市的整個基礎設施提供電力。智能計量技術可以通過監控和調節電力供應來提高電網的可靠性。 · 智能儀表 智能儀表是一種智能電子設備，可記錄電力、水和天然氣的使用數據。雙向通信系統使服務提供商和供應商能夠收集能源消耗信息，并監測客戶的能源模式。 · 電動汽車 (EV) 充電站和智能停車 EV 充電站利用電網的電力為電動汽車充電。雖然電動汽車配備了交流電/直流電 (AC/DC) 轉換器用于家用充電，但插入式充電站可以直接提供直流電 (DC)，實現快速充電。 · 分布式能源系統 (DES) 以往能源是從發電廠流向消費者，智能電網已使這種集中式模式轉變為分布式模式，即可再生能源分布式發電，消費者能直接參與其中。家用和公共太陽能板、風力渦輪機、生物質能發電機，以及水力、地熱和混合電源，還有電動汽車充電器和智能家居，都有助于通過發電或儲存電力來為電網供電。 · 智能監測和傳感器 智慧城市依靠使用智能技術對從環境中收集的數據進行詳細分析，并根據這些數據采取行動。數據的收集利用了傳感技術和智能攝像機。傳感器技術需要在非常低的功耗下工作，以延長電池使用壽命，并且可以利用熱、雷達、激光雷達、鄰近性、化學檢測和陽光。 · 交通和污染管理 在交通管理中，傳感器使用毫米波 (mmW) 雷達來收集數據，并通過網絡進行無線通信，將實時數據反饋給交通系統。這開啟了一系列應用，例如事故預防、交通管理，以及將車輛改道至交通流量較少的區域。 · 智能攝像機 視頻監控也是系統的一部分，用于維護目的以及整體控制和安全性。全天候監控仍然是討論最多的問題之一，因為其中涉及到數據安全和隱私等重要的道德問題。 · 邊緣計算和網關 半導體傳感器和監測技術收集的大量數據需要存儲和處理。網關會存儲、詳細分析和選擇收集的數據，并將敏感數據發回系統以采取糾正措施。根據一個本地分布節點網絡模型，系統會對數據進行處理，此過程稱為“邊緣計算”。通過在收集來源附近詳細分析數據，網絡能夠實時處理大量共享的數據。 · 數字 ID 和其他技術 數字 ID 將成為智慧城市系統不可或缺的一部分。公民將能夠直接連接到政府服務，并使用他們的數字 ID 與網絡進行互動，即訪問公共交通、進行交易、預約停車位或規劃路線，以及確認自己的身份。 總結 隨著實現自主、智能和互聯物聯網的技術不斷完善，未來城市的設計雛形也開始變得更明確。由于物聯網系統逐漸融入未來和改造城市規劃，因此全世界公民和物聯網系統的互動將越來越頻繁。未來城市的前景是更少浪費、更節能、更便利和更安全。然而，在這些技術的路線圖以及文化和社會采納方面，仍然存在挑戰。 |
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