人工智能与物联网技术在智慧城市中的应用

人工智能与物联网技术在智慧城市中的应用

裴继任

身份证号码：230184199006046816

摘要：在智慧城市建设中，人工智能和物联网技术是两个非常重要的应用领域。人工智能技术可以帮助城市实现更加智能化和高效的城市管理，而物联网技术则可以实现城市各种设备的互联互通和信息共享。通过探讨人工智能与物联网在智慧城市中的应用，为智慧城市建设提供研究和实践的经验。

关键词：人工智能；物联网技术；智慧城市；应用

1物联网的概念及技术架构

物联网是基于信息联网、移动联网的一种新的连接模式。物联网相关的连接设备包括传感器、嵌入式系统和网络，通过互联网实现对数据的收集、传输和分析。物联网的技术架构包括感知层、传输层、网络层、平台层及应用层等模块。感知层的感知技术有传感器、射频识别（RadioFrequencyIdentification,RFID）、智能卡、生物识别以及多媒体信息。传输层包括传感器组网及协同信息处理、传感器中间件技术、低速和中高速短距离传输技术、自组织组网技术以及协同信息处理技术。网络层包括异构网融合、移动通信网络、专用网络、无线接入、光纤以及远程控制。平台层包括海量存储、分布数据处理、数据挖掘以及信息管理等。应用层包括个人/家庭用户、生产领域以及公共领域。

2人工智能技术原理

人工智能是一种基于计算机技术的智能模拟，它的核心是计算机的处理能力和算法能力，包括数据结构和算法、数据库、应用算力、编程语言和框架、网络通信等。数据结构和算法是人工智能中的重要基础。由于人工智能需要处理和分析大量的数据，因此需要使用一些常见的数据结构和算法，例如队列、栈、堆、散列表、排序、搜索、图论等。它们可以提供高效的数据存储、处理和分析能力，为机器学习、自然语言处理、图像识别等领域提供了重要的支持。数据库技术在人工智能中也非常重要。由于人工智能需要大量的数据作为训练集和输入，因此需要使用数据库技术来存储和管理这些数据。数据库可以提供高效的数据存储和访问能力，同时还可以支持数据的复杂查询和分析，为人工智能提供了强有力的支持。

人工智能应用算力简单来说就是指应用于人工智能算法中的计算能力。在人工智能领域，许多算法都需要大量的计算资源来进行运算，例如深度学习、神经网络等。因此，人工智能应用算力可以指代整个算法执行过程中所需要的计算资源，包括计算机、服务器、GPU、FPGA等硬件设备，以及运算速度、算力、并行处理等运算能力参数。通常，越大规模的人工智能应用需要的算力也就越大，需要更为强大的硬件设备来实现。

编程语言和框架是人工智能中的另一个重要技术。人工智能需要使用一些特定的编程语言和框架来实现机器学习、深度学习、自然语言处理等算法。例如，Python、Tensorflow、PyTorch等语言和框架提供了强大的工具和库，大大简化了人工智能的实现过程。此外，网络通信技术在人工智能中也起着重要作用。人工智能需要与其他计算机系统进行通信和协作，以实现各种智能应用。例如，一个聊天机器人需要与用户进行交互，一个智能家居需要与各种设备进行通信。因此，网络通信技术在人工智能中也非常关键。

3人工智能与物联网技术在智慧城市中的应用

3.1智慧物流

移动互联网的普及以及物联网技术的发展，给电商行业带来了新一轮的发展契机。物流体系的现代化程度是衡量一个城市建设智慧化水平的重要因素。物联网技术的应用，有效实现了物流公司对物流产品的全过程透明追溯。使用物联网控制设备，在物流过程中的管理与仓储环节，有效实现了运输物品的自动化装卸和筛选，不仅降低了人工工作成本而且有效提升了工作效率。

3.2环境监测和可持续性

智慧城市环境监测和可持续性方面，通过分布式传感器网络，城市实时监测大气质量、水质、噪音水平及温度等环境参数。物联网技术还用于监测自然灾害如洪水、地震和火灾，以提高城市的安全性和应急响应能力。通过数据分析，物联网帮助城市管理者制定更有效的环境政策和资源管理策略，改善城市生活质量，降低碳排放，实现可持续发展目标。以雄安新区智慧城市建设为例，雄安新区结合白洋淀圩田纵横、沟壑繁杂的特点，运用物联网、大数据等新一代信息技术，建设3500m2标准化环境监测实验室，包括6个水质自动站、6个浮船站、王家寨超级站等水质监测站点，实现无人机+无人船+水质监测车+水质监测船+大气走航车+遥感+VR的自动检测模式，覆盖白洋淀全域的水质监测。雄安新区在生态环境监测网络基础上通过固定监测+移动监测+卫星遥感的多样化监测模式，建设成水质、水文、气象、大气、雨水等天、空、地、淀立体化监测网络。

3.3面部识别

人脸识别技术是一种基于人脸图像特征的生物识别技术，通过计算机算法和人脸图像数据库实现对人脸的识别、比对、搜索等功能。在智慧城市中，人脸识别技术可以应用于公共安全、城市管理等多个领域。在城市公安领域中，人脸识别技术可以实现人脸搜索和实时监控等功能。在人员通行区域设置人脸识别系统，可以对人员的身份进行认证，实现出入口的自动化控制。在公共场所设置人脸识别监控设备，可以快速识别犯罪嫌疑人，迅速抓捕罪犯，提高城市的公共安全水平。此外，在智能公交车站中，通过人脸识别技术可以实现车站内外人员的快速认证和进出车站的自动控制。在人员出入口权限控制方面，通过人脸识别技术可以对人员的身份进行快速识别，实现出入口的自动化控制，提高出入口通行的效率和安全性。

3.4智慧医疗

医疗资源分配不均衡成为目前主要的民生难题，智慧医疗有效缓解了优质医疗资源集中于三甲级别以上医院，病人“排队2小时，看诊5分钟”的问题，主要体现在以下两个方面。（1）构建了以物联网技术为核心的智慧医疗系统，不仅解决了异地预约以及异地挂号的问题，而且通过物联网设备实现了基础诊断，有效节约了病人及医生的时间。（2）以智慧医疗中生命急救为例，使用物联网设备能够有效帮助危急患者从“发生控制”转为“预警控制”。通过实时采集病人的生命体征参数，经过数据分析结果预估病人发生危机情况的概率，并给出临床干预，从而降低突发疾病引起的死亡率。

3.5物联网安全技术

物联网技术中的安全问题是人们关注的焦点之一。物联网中的设备和传感器数量庞大，而且它们之间的连接与交互也非常复杂，容易被黑客攻击。物联网安全技术可以为物联网设备和系统提供数据加密、漏洞检测、身份认证等安全保障措施，确保城市的信息安全和数据隐私。例如，在城市安保领域，物联网安全技术可以通过人脸识别、视频监控、实时预警等手段提高城市安全防范水平；在智慧交通领域，物联网安全技术可以保护交通系统免受黑客攻击和网络威胁。

3.6智慧养老

平均寿命的延长是社会进步的重要特征，但同时也带来了社会的老龄化问题。因为能够为老年人提供智能化、便捷化的服务，智慧养老产业有着不可限量的发展前景。以目前应用较广泛的老年手环为例，通过云计算技术与物联网技术可以实现老人位置的实时定位、健康状态实时监测、突发疾病预警等，当出现老人摔倒情况时，会启动报警服务。报警服务包括GPS融合定位、亲人报警短信群发、自动拨打紧急联系人电话，有效缩短了急救时间，提升了抢救的成功率。

结论

我国在智慧城市方面的建设顺应了世界各国的发展潮流。在智慧城市规划、建设工作中，城市建设规划部门，应该充分发挥物联网技术的先进性、突出物联网技术的创新性，深度挖掘物联网技术的应用范围和应用价值。促进智慧交通、智慧社区、智慧医疗、智慧养老为代表的智慧城市的健康绿色与可持续发展，有效提升市民的获得感、幸福感以及生活品质。

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