城市中心比以往任何时候都更需要采用IoT 智慧城市措施来应对众多挑战--从减少交通拥堵和管理卫生到保护环境和降低能耗。如今，在现代城市的几乎所有方面，物联网 (IoT) 都在工业应用、应急服务、公共交通和移动性、公共安全、城市照明等方面发挥着越来越重要的作用。
在这一新模式中，先进的IoT 技术正在帮助市政当局转型为智能城市，利用更高水平的互联互通--从智能交通管理和互联车辆到通过智能互联设备进行连接和互动的智能楼宇。这有助于城市提高基础设施的效率，提高应急服务的可靠性和响应速度，改善城市宜居性，并降低成本。
IoT 智能城市市场
根据Expert Market Research 的数据，2023 年全球智慧城市市场价值约为 1.14 万亿美元，预计到 2032 年将增长到 4.14 万亿美元，年复合增长率为 15.3%。更重要的是，2023 年，该市场的智能基础设施部分（包括智能电网、能源管理系统、水管理系统和废物管理解决方案）占市场份额的 35% 以上。
IoT 智能城市应用的主要驱动因素
随着IoT 应用于智慧城市项目的数量不断增加，人们不禁要问：是什么在推动这些举措？以下是一些令人信服的因素：
- 由于安装和维护固定电话的费用高昂，降低成本是推动智慧城市从有线解决方案向无线解决方案转变的一个重要因素。此外，蜂窝数据计划成本的下降以及无线通信功能的增强，也使以前成本高昂的用例得以实现。
- 效率在智慧城市范式中也起着至关重要的作用。有线解决方案通常需要到现场进行基础设施审计和维护，导致成本高昂且效率低下的 "卡车滚动"。相比之下，无线通信可对IoT 部署进行远程监控和管理，实现固件更新、安全补丁和自动问题通知。
- 减少资源是另一个关键因素，尤其是在智能街道照明和资产监控等应用中。IoT ，智能城市通常采用一系列传感器和无线模块来控制资源使用，从而大幅降低能耗。
- 随着智慧 城市寻求新的高效方法来减少资源消耗、降低碳足迹并加强城市运营，智能能源使用和可持续性 至关重要。这些做法可促进长期的环境健康和成本节约，确保城市保持宜居性和弹性。
IoT 智能城市基础设施
用于智慧城市的完全可扩展、安全且面向未来的IoT 基础设施包括一系列硬件和软件组件，以提供连接性和边缘智能。无论您是要管理智能街道照明、租赁自行车等微型交通系统，还是要管理市政电动汽车充电基础设施，您都需要集成了边缘计算功能的传感器和IoT 智能设备，以创建一个用于数据收集和流程控制的连接网络。
以下是IoT 智慧城市基础设施组成部分的概述：
- 连接性- 包括蜂窝路由器、嵌入式无线电模块、智能系统模块和基础设施管理解决方案在内的一系列设备将传感器和智能城市基础设施（如照明、公用事业和水管理系统）连接起来，以支持监控、边缘智能和提高效率。
- 传感器 - 整个网络中各种类型的传感器可捕捉数据点，以推动决策和自动化：
- 环境传感器测量空气质量、水流量、温度、湿度、噪音水平和污染情况，以监测环境健康状况，支持可持续发展工作。
- 交通传感器 可提供有关车辆流量、拥堵点和行人流动的信息，从而优化交通管理，改善公共交通和紧急车辆的路线，并减少排放。
- 公用设施传感器可跟踪能源消耗、用水和废物管理情况，提高资源利用效率并减少浪费。
- 摄像头和移动探测器等监控传感器通过检测安全威胁或未经授权的活动，帮助改善公共安全。
- 基础设施传感器可监测桥梁、道路和建筑物的状况，以发现结构问题并防止故障发生。
- 泊车传感器可检测是否有停车位，从而减少寻找停车位所需的时间和排放的废气。
- 仪器仪表和机器人- 机械、机器人和其他设备利用基于规则的条件和传感器警报，远程自动激活基础设施，如闸门、高架桥、交通灯和街道照明。
- 数据 存储库 - 利用中央数据库（如数据仓库或云存储库），存储库可以存储细粒度的事务数据、执行分析并创建模型，从而利用人工智能和统计算法来识别模式、预测结果并防止系统宕机。
- 设备 管理系统-设备管理系统可执行复杂的监控，并实现远程管理，以配置、诊断、排除故障和更新连接网络中数千台连接设备的固件。
IoT 和智慧城市在行动
智能城市IoT 计划涵盖交通管理、公共交通、城市照明等各个方面。让我们看看 Digi 客户部署的一些实例。
公共交通
公交系统是IoT 智慧城市应用的理想用例，可显著降低成本、加强安全、优化路线并提升乘客体验。许多城市以前面临乘客数量下降的问题，但由于公交车和铁路路线的可视性增强以及乘客 Wi-Fi 连接的改善，现在乘客数量有所增长。通过分析嵌入式传感器，公交运营商可以识别公众使用模式，确保安全并提高及时性。
DigiIoT 公共交通领域的智慧城市范例：
如需了解更多有关智能城市IoT 在公交车 和轻轨上的应用，请参阅我们的客户案例。
智能交通管理
IoT 汽车、智能手机、交通信号灯以及道路摄像头中的传感器、 蜂窝运输路由器 可以收集有关交通状况、交通拥堵和交通事故的数据，并有助于根据一天中的时间和一年中的时间确定长期模式。
这些先进的解决方案使交通管理团队能够重新规划交通路线，防止或解决突发的拥堵点，并改善公共交通和紧急车辆的行驶路线。
DigiIoT 交通管理方面的智慧城市范例：
- 纽约市交通局负责管理世界上最复杂的城市交通网之一，拥有 6,300 英里的街道和高速公路、12,000 多英里的人行道、近 14,000 个信号灯路口以及 800 座桥梁和隧道。通过与多家供应商和机构合作，该市使用Digi RM、每个交叉路口的 Digi 双蜂窝路由器以及定制的 Digi 软件和服务升级了全市交通系统。这一大规模部署在九个月内完成，且未超出预算。
- 俄勒冈州三郡大都会交通区（TriMet）是波特兰地区的一个公共交通服务机构，其服务范围超过 500 平方英里，车队拥有 700 多辆公共汽车，分布在 85 条线路上的数千个站点。虽然这主要是一个公共交通解决方案，利用Digi 交通路由器和Digi RM进行计算机辅助调度、电子收费等，但由于该组织采用了创新的公交信号优先（TSP）系统，因此我们将在智能交通管理下展示这一部署。TSP 旨在优化公交路线，改善整个都会区公交车的交通流量，并减少二氧化碳排放--这对该市的通勤者以及其改善可持续发展和空气质量的努力来说都是一次胜利。
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水资源管理
在智慧城市应用中，水管理是一项关键服务，而IoT 在这些举措中发挥着越来越重要的作用。
政府组织和地方市政当局需要使用高性能的工业蜂窝路由器和基础设施管理解决方案来升级老化的基础设施，提高效率，改善远程水箱和水管理流程的可见性，降低资产监控和服务成本。
DigiIoT 水管理方面的智慧城市范例：
废物管理
IoT 智能城市解决方案通过实时监控和数据分析加强废物管理。无线传感器和蜂窝连接设备使城市能够跟踪垃圾箱中的垃圾量，优化收集路线，降低运营成本。这确保了垃圾的及时清理，降低了燃料消耗，并最大限度地减少了对环境的影响。
DigiIoT 垃圾管理方面的智慧城市范例：
请参阅我们的客户案例研究，了解更多水资源管理和废水管理解决方案的故事。
电动汽车充电
智慧城市IoT 解决方案的基础设施可实现高效的电动汽车 (EV) 充电网络。无线连接、传感器和远程管理相结合，使城市能够实时监控和管理电动汽车充电站。这可确保优化能源分配，减少停机时间，并防止电网超载。
此外，数据分析还能帮助城市规划充电站的战略位置，确保市民能够方便地使用充电站。这些解决方案支持了可持续交通的发展，减少了碳排放，并有助于建设更高效、更适合未来发展的城市基础设施。
DigiIoT 电动汽车充电方面的智慧城市范例：
城市照明、数字标牌和摄像头
照明、标牌和安全摄像机是IoT 应用于智慧城市的一些最佳范例，如今许多市政当局都在利用无线通信来提高效率、节约成本和降低能耗。
针对城市照明、标识和安防应用的 Digi 解决方案可采用一系列 Digi 连接解决方案，包括坚固耐用的Digi 工业路由器、网关和嵌入式解决方案，如Digi XBee 无线模块和Digi ConnectCore® 系统模块。这些解决方案为支持应用提供了完全的灵活性：
- LED 照明控制
- 监控摄像机
- 环境传感器
- 电子广告牌
- 充电站
- Wi-Fi 覆盖范围
DigiIoT 照明、标识和安防领域的智慧城市范例：
- Lumca 的智能灯杆是首个内置电源、连接、传感器和其他智能功能的照明解决方案，所有功能均由一个集中式软件平台进行配置和管理。它采用 Digi 工业蜂窝路由器，坚固耐用，适用于户外条件。该路由器专为市政应用而设计，这些应用需要在受限的蜂窝 LTE 链路上为安全视频、Wi-Fi 和其他服务等系统提供可靠的通信。
- 在智利，Sicom 电子公司为市政当局提供 CityMesh®，这是一个可扩展的智能城市网络，可以更精确地智能控制成千上万的路灯和交通灯。其结果是：成本更低、生态足迹更佳、市民更安全。Digi XBee® 无线模块为实现这一目标提供无线连接。
- 通过使用 Digi 连接硬件，Owlet Nightshift可使城市利用长效智能技术改造老化的照明基础设施。每个智能灯都配备了高性能 LED 阵列和Digi XBee Zigbee 模块。 Digi XBee 模块允许灯组组成 Zigbee 网状网络，通过Digi 蜂窝网关连接到蜂窝广域网。
- 十多年来，总部位于葡萄牙的Enlight公司在世界各地设计并部署了先进的城市照明解决方案--其设计旨在为最恶劣的环境提供最高的可靠性。Enlight 设备可测量灯具的所有电气参数，并可就灯泡烧毁或其他维护问题发出通知。
智能建筑
智能楼宇利用先进技术和IoT 设备自动控制和优化各种楼宇系统，如供暖、通风、空调（HVAC）、照明、安防等。
这些系统相互连接，可以集中管理，通常通过基于云的平台进行管理，以提高效率、舒适度、安全性和可持续性。DigiIoT 解决方案提供边缘计算、可靠连接、可扩展性、安全性和云集成。这使您能够实时收集数据和监控情况，实现楼宇系统的自动化和控制，降低能耗，加强安保和安全，并提高居住舒适度。
DigiIoT 智能建筑中的智能城市范例：
公用事业、智能电网和智能计量应用
智能电网利用 Digi 可靠的连接和边缘计算优化能源分配，整合可再生能源并动态响应需求。由 Digi 的安全IoT 智能设备支持的智能计量可提供能源使用情况的实时数据，从而实现高效的资源管理和个性化的消费者洞察。
这些技术不仅能提高能源效率，还能支持可持续发展目标，降低运营成本，使市民能够更好地控制能源消耗，从而使智慧城市更具弹性和环保性。
DigiIoT 公用事业和计量领域的智慧城市范例：
- E-GEAR开发了一系列能源管理和存储解决方案，包括专有的能源管理控制器 (EMC)。该设备使用电压和电流测量传感器来监测和控制将太阳能储存到本地电池中，然后以可预测和可控制的方式将这些能量释放到住宅或电网中，以满足公用事业的需求。有了这种平滑功能，整个社区都可以充当电力公司的分布式发电和储能源。这就减少了电力公司对过剩发电能力和电网电压变化的需求。 Digi Remote ManagerEMC 立即为 E-GEAR 提供了功能强大的云接口。此外，EMC 利用 Digi 的嵌入式处理器模块Digi 系统模块的方式也加快了硬件和软件的开发。
- 北卡罗来纳州 ElectriCities 是一家非营利组织，提供一系列技术服务，为整个北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和弗吉尼亚州的电力服务提供支持。为了摒弃过时的网络基础设施（T1 和 56k 调制解调器），ElectriCities 选择了 Digi 工业蜂窝路由器，因为这些路由器将可靠性、安全性、控制性和灵活性完美地结合在一起。最重要的是 Digi Remote Manager来实现可扩展性，确保他们能够根据部署增长的需要配置、远程监控和管理新设备。
智慧城市如何受益于IoT
IoT 在智慧城市项目中的应用开创了城市更新的新时代，使城市能够提高效率，更好地控制资源使用，改善市民生活。例如，这些改进包括
- 加强城市资源管理：智慧城市利用IoT 、人工智能和大数据分析来改进交通、水和能源资源的管理方式。其结果是：节约成本、减少浪费、提高效率。
- 更强的可持续性：智慧城市旨在通过减少能源使用和鼓励使用可再生能源来提高可持续性。可持续城市倡议有助于减少浪费，提高城市的抗灾能力，并推广绿色能源战略。
- 更清洁的空气：作为一个整体，智慧城市应用和绿色科技计划不仅促进了可持续发展，还减少了导致污染和空气质量问题的温室气体排放。从大幅减少能源消耗的智能建筑，到优化交通流量、减少公交车空转的交通管理系统，再到鼓励通勤者使用人力和电动车而不是汽油车出行的微型交通项目，所有这些举措都能减少排放和碳足迹，降低污染，改善城市居民的空气质量。
- 经济增长：智慧城市通过为新企业和工作岗位创造更好的环境来推动经济增长。甚至还有许多经济激励措施来推动绿色发展！
- 更好的生活质量：由于采用了智慧城市IoT 技术，市民的生活水平大大提高，例如改进了公交和交通管理措施，缩短了通勤时间；战略性地设置了电动汽车充电站，提高了辅助交通和微型交通服务的可用性；城市规划旨在整合绿地和自行车道，并改进了公共安全服务。更重要的是，这些增强的服务能够提高公民参与度。
IoT 在智慧城市中的应用是一项具有前瞻性的战略，旨在创造更加宜居、可持续和高效的城市环境，满足当前和未来市民的需求。
常见问题
- IoT 在 智慧城市中有哪些应用？ IoT 在智慧城市中的应用可优化交通管理、改善垃圾收集、监测环境状况、加强公共安全，并实现智能电网以提高能源效率。这些创新带来了更加可持续、高效和宜居的城市环境。
- IoT 在智慧城市 计划中的优势是什么？IoT 在智慧城市计划中的主要优势是能够提高基础设施、公共安全、市内交通和能源管理等各个领域的效率。IoT 可实现实时监控、数据驱动决策和自动化流程，从而打造更具可持续性、响应性和宜居性的城市环境。
- 智慧城市的关键技术有哪些？ 智慧城市的关键技术包括用于收集各种数据点的传感器、用于互联基础设施的IoT 设备、用于数据分析和自动化的人工智能、用于快速可靠通信的 5G、用于数据存储和处理的云计算，以及用于高效能源管理的智能电网。这些技术共同提升了城市的可持续性、效率和生活质量。
- 什么是智慧城市IoT 架构？ 智慧城市IoT 架构涉及一个分层框架，包括用于数据收集的传感器、用于数据传输的网络连接、用于存储和处理的云计算以及用于实时决策的人工智能驱动分析。这种架构可实现对城市资源和服务的有效管理，从而改善城市生活。
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