欢迎来到IoT 智慧城市--在这里，互联设备正推动着巨大的变革。城市比以往任何时候都更需要应对众多挑战--从减少交通拥堵、管理卫生和垃圾，到保护环境和降低能耗。这就是为什么在现代城市的几乎所有方面，物联网IoT）都在工业应用、公共交通、公共安全和应急服务、城市照明和其他应用中发挥着越来越重要的作用。
如今，IoT 与智慧城市齐头并进，先进的IoT 技术使市政当局能够在从智能楼宇、联网汽车和电动汽车充电站到共享出行、公共交通和市政公用事业等各个方面利用连接性和数据驱动的智能。智慧城市的IoT 使城市中心能够提高基础设施的效率，改善应急服务的可靠性和响应速度，提高城市宜居性，降低成本等等。我们可以预见， IoT 在智慧城市中的应用会越来越多。
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
是什么推动了在智慧城市计划中应用IoT 的投资？
- 由于安装和维护固定电话的费用高昂，成本是推动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，使以前成本高昂的使用案例得以实现。
- 效率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，无线通信可以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。这些IoT 智慧城市解决方案利用传感器和无线模块来控制资源使用，从而大幅降低能耗。
- 随着城市寻求新的高效方法来减少资源消耗、降低碳足迹并改善城市运营，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
用于智慧城市的可扩展、安全和面向未来的IoT 基础设施包括一系列硬件和软件组件。
- 传感器 - 在整个IoT 智慧城市中，传感器捕捉到大量数据点，用于自动化、决策制定、报告和合规。这些数据点包括
- 智慧城市中的环境传感器实时监测空气质量、噪音、温度和其他条件，以提高公众健康水平、优化城市规划并支持数据驱动决策。
- IoT 智慧城市应用中的交通传感器可实时监控车辆流量、拥堵情况和速度，从而优化交通信号配时、减少延误、改善道路安全和行人安全，并减少排放。
- 公用事业传感器 可对水、气和电的使用情况进行实时监控，以检测泄漏、防止停电并支持智能城市的高效资源管理。
- 摄像头和移动探测器等监控传感器 可探测安全威胁或未经授权的活动，从而改善公共安全。
- 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。
- 停车传感器可以检测是否有停车位，从而减少寻找停车位所需的时间和排放的废气。
- 连接性--通过利用蜂窝、蓝牙和 Wi-Fi 设备，智能城市基础设施可提供智能和洞察力--实现服务和机构的协调，减少浪费，提高运营效率。
- 仪表- 利用基于规则的条件和传感器警报，智慧城市运营可远程自动启动基础设施，如打开闸门和高架桥、重新配置交通灯模式、修改街道照明等。
- 数据存储库 --中央数据库（如数据仓库或数据湖）可存储交易数据并进行复杂的分析，从而利用人工智能和统计算法建立预测模型，以确定模式和相关性。
- 集中管理-先进的管理应用程序使管理员能够远程集中调配、诊断、排除故障和维修整个城市的联网设备，例如部署在十字路口用于交通监控和 V2X 应用的蜂窝路由器。
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，它可以显著降低成本、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，现在由于公交和铁路路线的可视性增强，以及利用双蜂窝 5G 交通路由器改善了乘客的 Wi-Fi 连接，乘客数量实现了增长。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 智能城市交通解决方案在行动
- TriMet（俄勒冈州三郡大都会交通区）运营着一支由 700 多辆公共汽车组成的车队，在波特兰大都会区的 85 条线路上设有数千个站点。每辆公交车上都装有一个Digi TX64交通路由器，由 Digi Remote Manager使 TriMet 能够利用 CA/AVL 技术并执行电子收费以及其他联网应用。此外，Digi 路由器还支持该公司屡获殊荣的公交信号优先计划，以优化公交路线、扩大运力并改善乘客体验。
- 通过 Digi Remote Manager与安装在数百辆公交车上的 Digi 专用交通路由器相配合，匹兹堡地区公交公司为乘客提供了有关时刻表、位置和乘客密度的实时信息，以及免费 Wi-Fi 服务，这些都是提高公共交通乘客满意度的目标之一。
- 在大波士顿地区，马萨诸塞州海湾运输局（MBTA）是世界上规模最大、运营时间最长的运输机构之一，它以有组织、有条理和有记录的方式为 1000 多辆公共汽车加油、清洁、检查和定期维护。 这得益于 S&A Systems 公司的 Fleetwatch 系统，该系统是一个功能强大的硬件/软件解决方案，由每辆公交车上的Digi XBee 3 Zigbee 3 射频嵌入式模块驱动，通过 2.4 GHz 连接以传输和接收数据。其结果是：对车辆、员工、燃料/流体和油箱监控系统进行可靠、准确的实时控制和数据采集。
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，防止或解决突发拥堵点，并改善公共交通和紧急车辆的路线。
DigiIoT 智能城市交通管理解决方案的实际应用
- 纽约市交通局监管着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。通过与多个供应商和机构的合作，该市使用Digi Remote Manager®(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的交通系统。这项大规模部署在九个月内完成，且未超出预算。
下载我们的解决方案简介
了解智能交通和应急准备
下载 PDF
水资源管理
水资源管理是一项高度优先的活动，IoT 在IoT 智慧城市计划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 智能城市水管理解决方案在行动
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 智能城市废物管理解决方案在行动
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、传感器和远程管理平台相结合，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 智能城市电动汽车充电解决方案实际应用
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、数字标牌和安防应用的 Digi 解决方案可根据具体应用的不同，采用一系列解决方案。例如，一家机构开发了一种智能电线杆，使用坚固耐用的Digi 工业蜂窝路由器，为智能电线杆上的多个设备节点提供插入式连接和数据路由。城市还可以使用与Digi XBee® 模块配对的Digi 工业蜂窝网关等嵌入式解决方案。这些解决方案具有完全的灵活性，可支持各种应用：
- 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 智能城市照明解决方案的实际应用
- Dimonoff 是街道和区域照明无线控制和远程监控技术的创新者，该公司将嵌入式硬件和后端管理软件整合到一个解决方案中，旨在减少能源消耗、降低运营和维护成本并提高公民安全。通过将Digi XBee DigiMesh 2.4 模块集成到其解决方案中，该公司创建了一个安全的网状网络，可与主控中心进行数据记录和调度通信。这样，管理员就可以通过传感器、开关或远程配置和控制路灯。该系统可追踪灯具的实时数据，包括耗电量、电压、电流、功率因数和运行状态，并自动发出警报。
- 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® 射频模块为实现这一目标提供了无线连接能力。
- 由总部位于德国美因茨的 Schréder 公司开发的Owlet Nightshift采用 Digi 连接硬件，使城市能够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一个高性能 LED 阵列和一个Digi XBee ZigBee 模块。Digi XBee 模块允许灯具组形成 ZigBee 网状网络，并通过Digi 蜂窝网关连接到蜂窝广域网。
智能建筑
智能楼宇利用先进技术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，通常通过云平台进行集中管理，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。这让您可以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，提高居住舒适度。
DigiIoT 智能楼宇解决方案的实际应用
- NuOz可帮助楼宇管理员实时管理能源使用情况，持续获取能源指标，帮助他们及时做出决策，降低成本，提高运营效率，并加强对可持续发展目标的承诺。为了实现这些目标，NuOz选择了Digi企业蜂窝路由器和 Digi Remote Manager用于连接和管理楼宇配电板上电流互感器中的传感器。这使他们能够收集电路级的精确数据。这些传感器通过 LoRaWAN® 与本地服务器网关通信，在本地服务器网关中，数据被汇总并通过云回传至 NuOz 服务器，客户可在 NuOz 服务器中浏览和深入了解使用指标和趋势。
- Infinitum Electric致力于利用其获得专利的 PCB 定子技术重塑电气化领域，该技术可制造出更智能、更轻便、更安静、更环保的电动机和发电机。Digi XBee® 蜂窝调制解调器在这一使命中发挥着关键作用，因为该公司瞄准了暖通空调系统的重大商机，提供卓越的效率和耐用性。
公用事业、智能电网和智能计量应用
智能电网利用 Digi 可靠安全的解决方案（包括工业连接和边缘计算路由器）优化能源分配，整合可再生能源并动态响应需求。由 Digi 安全网络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，从而使智能城市更具弹性和环保性。
DigiIoT 智能能源解决方案在行动
- E-GEAR专有的能源管理控制器 (EMC)。该设备使用一系列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，然后以公用事业公司所希望的平稳、可控的方式将这些能量释放到住宅或电网中。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 Manager立即为 E-GEAR 提供了功能强大的云接口。而 EMC 利用Digi 系统模块的方式，也加速了硬件和软件的开发。
- Digi 设计了一种全新的定制软件应用程序，以满足 E-DeMa 的要求，该项目是SWK、RWE、西门子、Miele、ProSyst、波鸿大学、杜伊斯堡/埃森大学、多特蒙德大学和多特蒙德应用科学与艺术大学之间的联合试点项目。这为公用事业公司创造了一个可持续发展的模式，让消费者通过控制自己的消费成为市场的积极参与者。项目中所有组件和消费者之间的通信连接均由 Digi 扩展电网解决方案平台管理，该平台利用 Digi Remote Manager和Digi 蜂窝网关。
- 北卡罗来纳州电力城市ElectriCities 是一家非营利组织，提供一系列技术服务，支持北卡罗来纳州、南卡罗来纳州和弗吉尼亚州的电力服务。为了摆脱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 因为它们提供了可靠性、安全性、控制性和灵活性的完美结合。
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：IoT 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，并促进绿色能源战略。
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。
更好的生活质量：在智慧城市中，由于数据和技术的帮助，市民的生活水平大大提高。这可以转化为更好的医疗、教育和公共安全服务。更重要的是，这些增强的服务会带来更高的公民参与度。
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。这些技术共同提高了城市的可持续性、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。
下一步工作