资讯频道 → 互联网
阅读更多

0顶
0踩

互联网

原创新闻 智慧城市离不开的四层数据“架构”

2017-01-12 13:36 by 副主编 jihong10102006 评论(0) 有6853人浏览
数据 架构 智慧城市 AI

声明：ITeye资讯文章的版权属于ITeye网站所有，严禁任何网站转载本文，否则必将追究法律责任！

引用
作者：CHANDRASHEKHAR DESHPANDE
译者：张新慧
原文地址：What are the 4 layers of data “architecture” needed for smart cities?
审校：贾维娣，关注 IoT 领域，寻求报道或者投稿请发邮件jiawd@csdn.net，技术之路，我们共同进步。

智慧城市中的智慧水资源/能源/交通/建筑管理等均是通过一个中央系统建立起来的。遍布城市的传感器网通过感测物理环境中的活动将数据馈送到该集中式系统或中央控制中心。在控制中心，数据被处理和存储为有意义的信息。这一信息由城市政府各部门共享，为各部门协调和科学决策提供数据依据。

听起来很简单，对吧？但操作起来绝非易事。

建设可持续、高效能的智慧城市面临的最大挑战便是将不同设备、技术和现存通信技术设施整合为一个有机整体。

智能城市的信息通信技术（ICT）架构有4层：传感层、通信层、数据层和服务层。

第一层：传感层
传感层拥有遍布城市各个角落的IoT节点，负责收集物理环境下各类活动的数据。一个IoT节点由传感器、微芯片、电源供应和网络组成，根据运行条件分为两类：
  • 限制性节点：在低功率环境下运行，处理能力和数据传送速率较弱。
  • 非限制性节点：能量功耗、处理速度和数据传送速率均无运行限制
节点根据运行环境和条件可自由切换于限制性和非限制性之间。举个例子：一个近距离传感器节点放在小型办公楼停车场里，则为限制性；放在大型停车场里，则为非限制性。

IoT节点通过传感器感应周围环境，将数据经数据层送往数据中心。数据交换时，非限制性节点以可扩展标示语言 (XML)格式发送数据，该格式由于传输数据解析复杂耗时，不适用于限制性节点。除此之外，XML的文本性质也不适用于CPU受限的节点。

为解决这一问题，万维网联盟(W3C)发布了高效XML交换(EXI)格式，由此一来，限制性检点就可以通过使用XML兼容的开放数据格式来实现本地支持和信息产出。

EXI有两种编码方式：
  • 模式未知编码：XML数据直接编码，然后由EXI处理器解码，无需提前知晓被编码数据；
  • 模式已知编码：编码/解码开始前，XML模式共享给两个EXI处理器。共享的模式允许EXI处理器为XML标签发放数字标识符，在此编码基础上构建EXI语法。
模式已知的EXI处理器可实现任何限制性IoT节点的无缝整合，由此一来限制性IoT节点不仅可读取EXO格式，还可切换为多功能IoT节点。

第二层：通信层
每个智能城市系统都有10亿个IoT节点，分布在整个城。提供128位地址的IPv6帮助实现了这一点。

但IPv6（给IoT节点分配地址）不适用于受限设备，所以采用6LoWPAN（低功率个人局域网）。

IPv6和6LoWPAN的无缝切换离不开连接在6LoWPAN网络上的桥接路由器。桥接路由器将某个节点的IPv6数据包转换为6LoWPAN，反之亦然。

由于大量的IoT节点分布在一个城市，因此建立需要一种可靠的通信技术，覆盖广阔的地理区域并且可以处理大量的数据流量。单一的通信技术无法兼顾限制性和非限制性节点，于是对于非限制性节点使用WiFi，光纤、以太网、宽频电力线等传统的LAN、MAN和WAN通信技术，以及UMTS和LTE等移动通信技术。这些技术可靠度高，传输速率快、延迟时间短。

另外，限制性节点的传输速率小于每秒1兆比特(1 mbit/sec)，用于限制性节点更可靠的通信技术是IEEE 802.11低功率，蓝牙低功耗，IEEE 802.15.4，蓝牙，PLC，RFID和NFC。

第三层：数据层
数据层相当于智慧城市的“智慧层”了。只要城市数据井然有序，即使是特大智慧城市也能高效、有效运行。要实现这一点，下列条目的数据库要分开维护：
  • 所有IoT节点
  • 所有控制节点的部门（比如控制水资源管理节点的部门）
  • 向各部门传送部门对应的信息
数据层的根基是借助不同数据模型来处理数据的数据服务器。数据模型包括：
  • 预测模型：属于数据挖掘技术，分析过去和当下的数据，从而预测未来；
  • 描述模型：描述现实世界的动态及其影响因素之间的关系；
  • 决策模型：在决策因素和可能的结果之间建立联系，预测决策的后果。
这些预测帮助市政府以数据为依据，推出前瞻性的决策。

数据层也包括企业资源规划(ERP)系统——主要控制市政府各部门之间的数据流。

第四层：服务层
服务层相当于跨部门指挥中心。水资源管理、电力供应、污染控制、交通运输等部门通过建立在这一层的网络门户/移动应用来共享信息。服务层不仅支持政府部门间的信息共享，还将部分重要信息公之于众，使得非政府实体也可以提高自身的服务质量，建设更好的智慧城市。

为维持发展，很多城市每天为各种问题搞得焦头烂额，最终才发现最完美的解决方案在于拥抱技术。巴塞罗那、特拉维夫、阿姆斯特丹、首尔和斯德哥尔摩的智慧城市项目可谓是拥抱技术的成功典范。

  • 大小: 198.5 KB
  • 大小: 124.9 KB
0
顶
0
踩
评论 共 0 条 请登录后发表评论

发表评论

您还没有登录,请您登录后再发表评论

相关推荐

  • AI架构师必知必会系列：AI在智慧城市的应用

    作者：禅与计算机程序设计艺术 ...据统计，截至2021年底，全球智慧城市占有土地面积超过5万平方公里，规模达到10亿美元，是世界第四大智慧城市。如今，智慧城市已经成为人们最喜欢的一个词汇。许多高科技企业将智慧城

  • 智慧城市解决方案（智慧城市系统及相关技术）

    智慧城市总体规划设计 “智慧城市”是一个复杂长远的工程。首先要了解“智慧城市”的发展现状与趋势，从而确定“智慧城市”建设的关键点；了解城市信息化现状与基础，明确现有基础；解读“十二五”规划、了解各领域...

  • 数据智能、孪生城市——展望未来智慧城市产业发展

    可以预见在即将来临的2020年开始，会有更多智慧城市建设与运营开始公布成绩单，围绕法制、数据生产交易、数据脱库（中心库）上链（区块链）、三维实景城市更新城市信息模型的CIM底座，围绕BIM建筑信息模型、5G、...

  • 2020 智慧城市解决方案（智慧城市系统及相关技术）

    智慧城市总体规划设计 “智慧城市”是一个复杂长远的工程。首先要了解“智慧城市”的发展现状与趋势，从而确定“智慧城市”建设的关键点；了解城市信息化现状与基础，明确现有基础；解读“十二五”规划、了解各领域...

  • 智慧城市如何在云计算的助力下加快发展？

    感知层是智慧城市的“感官”，用来监测和搜集信息，依托传感技术，把感应设备嵌入到城市各个角落网络层是智慧城市的神经系统，负责信息的高效传递，涉及5G互联网、IoT等技术平台层是信息汇聚的“大脑”，完成信

  • 案例分享 | 政府数字化转型建设，离不开这四种方法

    一、数字政府建设目标 至2025年，打造国际新型智慧城市标杆和“数字中国”城市典范，成为全球数字先锋城市。逐步建成数字孪生城市，让城市能感知、会思考、可进化、有温度，赋能城市数字化加速转型，主要表现为以下...

  • 论CyberVein在新型智慧城市建设中的应用现状，让智慧城市不再“乌托邦”

    智慧城市包含城市大脑、数字政府，城市大脑偏向于中后台的建设打造城市中枢神经系统，数字政府偏重政务信息化建设，不过三者的边界越来越模糊，有望在未来统一为“数字城市”或是“数据智慧城市”。 智慧城市是一个...

  • 智慧城市

    智慧城市 资料搜集 智慧城市 智慧城市模拟图智慧城市是指充分借助物联网、传感网，涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等...

  • 大数据在智慧城市中的应用

    摘要：文章首先介绍了大数据和智慧城市的概念、大数据的应用潜力和当前国际上智慧城市的建设概况，然后简要介绍了大数据的四个方面共16种关键技术，最后参考欧盟提出的大数据在智慧城市应用的九个方面，提出了自己在...

  • 物联网技术在智慧城市建设应用中的难点与疑点

    物联网技术在智慧城市建设应用中的难点与疑点本文由本人发表《中国安防》第141期-2017年7月刊智慧城市栏目徐建明@佳都科技18971024137Xujianming@pcitech.com一、 引言“物联网”概念首先由美国麻省理工学院（MIT）...

  • 浅谈城市大脑与智慧城市发展趋势

    摘要：本文从城市大脑的概念出发，概述了智慧城市的宏观发展目标和新型智慧城市建设的基本原则及发展需求。重点阐述了城市大脑建设内容、智慧城市顶层设计1533+N系统架构、城市KPI指标、五个...

  • 智慧城市的“十四五”：深圳和平安找对了方向

    对于向往浪漫田园生活的人们来说，这样的观点无疑是异端学说，特别是在“大城市病”的焦虑心理下，任何试图对城市做加法的行为都不缺少反对的声音，以至于不少被寄予厚望的智慧城市项目，也在人为因素的干扰下被迫...

  • 一文读懂区块链如何赋能智慧城市

    区块链为智慧城市发展带来新机遇：新型ICT技术将驱动下智慧城市发展将迎来新的变革，在构建智慧城市过程中，我国面临着城市全域数据感知对城市数据采集与传输提出了更高要求、海量设备接入使得身份...

  • 组织化视角的智慧城市

     人类离不开手机说明什么 未来总是在我们身边静悄悄地发生，社会在改变人们的习惯也随之改变，最突出的变化是须臾离不开手机，太多的服务通过手机与人连接，各种服务将人们组织到各种网络之中，人的很多能力是通过...

  • 智慧城市系列之智能交通系统(ITS)

    第四章ITS的主要内容 ITS的基本功能表现在：减少出行时间、保障交通安全、缓解交通拥挤、减少交通污染等四个方面，其最终目标是建立一个实时、准确、高效的交通运输管理系统。ITS的基本功能模块包括：先进的出行者...

  • 智慧供应链的学习笔记（库存管理、配补货、仓间调拨、控制塔等）

    文章目录1 供应链集成系统案例1.1 京东物流一体化供应链1.1.1 算法...2.3 得体科技——面向服装行业，打造一站式柔性供应链平台2.4 数势科技：Supply Force智慧供应链平台2.5 杉数科技2.6 顺如丰来2.7 华为云：供应链灵

  • 确实, 5G与物联网离不开区块链!

    自物联网（IoT）兴起到现在，专家们一直都在研究物联网的实际应用，但物联网一直也都是处于不温不火的状态，究其原因，是因为有两大拦路虎在作怪：容量和安全。 然而，一项全新的技术让我们看到了物联网通向成功...

  • 大数据在新型智慧城市的作用

    在大数据时代，政府治理能力的提高越来越离不开云计算、大数据等技术所创造的智慧，这些"技术智慧"的诞生离不开城市管理者应用大数据的人类智慧。建设一个新的智能化城市，不仅要有对技术的热情，而且要有准确的判断...

  • 【java毕业设计】智慧社区教育服务门户.zip

    有java环境就可以运行起来 ,zip里包含源码+论文+PPT, 系统设计与功能： 文档详细描述了系统的后台管理功能，包括系统管理模块、新闻资讯管理模块、公告管理模块、社区影院管理模块、会员上传下载管理模块以及留言管理模块。 系统管理模块：允许管理员重新设置密码，记录登录日志，确保系统安全。 新闻资讯管理模块：实现新闻资讯的添加、删除、修改，确保主页新闻部分始终显示最新的文章。 公告管理模块：类似于新闻资讯管理，但专注于主页公告的后台管理。 社区影院管理模块：管理所有视频的添加、删除、修改，包括影片名、导演、主演、片长等信息。 会员上传下载管理模块：审核与删除会员上传的文件。 留言管理模块：回复与删除所有留言，确保系统内的留言得到及时处理。 环境说明： 开发语言：Java 框架：ssm，mybatis JDK版本：JDK1.8 数据库：mysql 5.7及以上 数据库工具：Navicat11及以上 开发软件：eclipse/idea Maven包：Maven3.3及以上

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics