当 IoT 技术在整个大都市遍地开花，互联城市也应运而生。在提到互联城市时，您想到的可能是智慧城市计划中经常出现的一些大型城市，比如伦敦、纽约、芝加哥、里约热内卢或阿姆斯特丹。但是，小乡镇也能从人、服务和基础架构的连接中受益。在本文中，我将探讨互联城市和开发城市级 IoT 解决方案所涉及的一些挑战。
全球许多城市和乡镇都依靠 IoT 来解决城市问题（比如交通拥堵），并提高居民的安全性和生活质量。安装在整个城市、车辆和建筑中的智能传感器，以及城市内生活或工作的人们使用的应用程序和设备，它们生成的数据被用在这些互联城市中。IoT 数据被用于指导决策，比如如何设计公共空间，如何最充分地利用资源，如何更有效、高效地提供公共服务和设施。
IoT 在互联城市中的应用在都市规模上应用 IoT 技术解决的一些关键问题包括：
- 能源管理
- 环境安全
- 废物管理
- 交通运输：停车、交通和公共运输
- 应急管理和执法
- 居民参与
能源管理用于解决互联城市中的能源管理问题的 IoT 技术包括：智能电网技术、智能计量技术和智能街道照明平台。
（和）通过对从安装在整个电网中的传感器收集的数据应用预测分析，让容量与需求匹配，从而更高效地输送电力。监控电网的智能传感器通常通过网络技术连接到 (NAN) 或低功率广域网 (LPWAN)，这些网络技术包括 SigFox、LoRa、NB-IoT 或 LTE-M 等。
这些传感器包含温度传感器和相量测量设备 (PMU)，负责测量电信号的电流、电压和频率。这些传感器用于监控接入电网的可再生能源发电机（比如太阳能面板或风轮机）的效率，并确定将发电机放在何处来最大化生成的能源。提供商还使用来自发电机、输电线、电缆、变压器和变电站上的传感器的数据来检测故障，并确定应安排维护的时间。
安装在家里和智能建筑中的（和），有助于远程监控能源使用情况和远程控制供电，这节省了人工读取电表数据和进行切换的成本。集成到智能电表设备中的传感器组件包括霍尔传感器、加速计、震动传感器、各向异性磁电阻 (AMR) 传感器，以及 PMU。这些传感器将监控能源使用情况和效率，监控智能电表设备本身的状况，并检测是否有任何设备被篡改。这些传感器生成的数据经过聚合，通过室内显示设备、可视化仪表板以及集成到移动或 Web 应用程序中的报告仪表板呈现出来，让用户能实时监控能源使用情况。这些仪表板和应用程序使用户能跟踪成本和使用模式，识别能源消耗最多的活动和设备，并改变他们的行为来响应这些数据分析。
与内置了执行器组件（如充当远程开关的继电器）的智能设备相结合，智能电表能帮助管理负载。例如，水池水泵或 HVAC（加热、通风和空调）系统等高能耗设备会自动切换为在非高峰时段运行，帮助预防停电和限制用电，并通过非高峰期电价为用户节省费用。类似的程序也正推广到了其他计量设施，比如水和天然气。例如，巴塞罗那市采用了智能水表。借助这些智能水表，该城市能应用数据挖掘和分析功能，并使用智能仪表设备所生成的传感器数据的实时可视化和报告工具，更高效地通知用户，从而更高效地使用水，最终为居民节省成本。
进一步了解 Chicago Infrastructure Trust 站点上的，该项目实现了智能街灯。
在公共领域，高能效的、基于 LED 的智能街灯（比如 Cisco 的 、 或 ），已试验或安装到从巴塞罗拉（西班牙）到阿德莱德（澳大利亚）的全球数百个城市和乡镇。全球使用的街灯超过 3 亿盏。这些智能 LED 街灯节省了大量的能源，这不仅是因为 LED 相对于传统街灯的功耗更低，还因为街灯可以集中控制，可以根据附近是否有人或车来调节灯的亮度。这些调节的实现方式包括，分析来自近距离传感器和运动检测传感器的数据，比如被动式红外传感器 (PIR)、超声波传感器或微波 (Doppler) 传感器，或者使用来自摄像机的实况视频流，应用计算机视觉算法来检测是否有车辆或行人。居民也可以选择利用内置于他们的手机或互联汽车中的 GPS 跟踪器提供位置数据。
智能照明平台通常提供了主干网来连接整个互联城市的其他传感器，该网络通常实现为 (WSN)。
环境安全环境传感器用于监控公用水道、公园和绿地，传感器数据可用于识别需要清理或保护的区域。这些环境传感器还用于跟踪整个城市的各个位置的周围环境条件，比如温度、湿度、降雨和最明显的。
环境传感器通常采用的扩大部署方式是，添加更多的传感器组件来扩展无线传感器网络（WSN，由智能电网或街道照明平台提供）中的智能传感器源节点功能。在典型的 WSN 中，智能传感器节点是低功耗的基于微控制器的设备，这些设备由电池或太阳能电池供电，通过一个使用 6LoWPAN 和 IEEE 802.15.4 或 RF 网络标准的网状网络进行连接。在网状拓扑结构中，传感器节点相互连接，并全部通过该网络参与数据传输，这使得网络范围得到扩展，同时还提高了网络的可靠性和自我修复能力。
在城市环境中，无线传感器网络容易受到干扰，比如下雨和尘雾等天气条件引发的干扰，以及来自建筑和水的反射表面的信号干扰，这种干扰是由信号采用多条路径时的多径衰减引起的。网状网络拓扑结构提供的冗余路径使网络能够智能地针对这些问题来路由流量，从而适应环境条件。另外，可以采用信道跳跃技术，使环境（和其他）传感器数据能向上游传播到云服务，从而实现这些数据的处理、存储和分析。
空气质量传感器有助于解决许多城市面临的车辆或工业排放所导致的空气污染问题。通过安装在车辆上的 CO2 传感器，可以直接监控车辆排放。通过网状网络和网关设备，将从与无线传感器网络节点相连的空气质量传感器中收集的数据传输到云服务，以便分析该数据。可以分批次对该数据进行分析，以提供历史报告和洞察，也可以使用 IoT 平台提供的流分析服务来实时分析数据（可以通过一个演示了解如何在 IoT 解决方案中实现流分析）。这些服务使得用户可以通过实时分析传感器数据来预测空气质量事故，从而发布早期预警，使人们能避免前往污染最严重的区域，这有助于改善在受影响区域生活或工作的居民们的健康和幸福。还可以通过对空气质量数据和排放数据的结合分析来调整交通线路，从而预防城市这些区域的排放物的不断累积。
废物管理管理废物是使用传感器数据降低成本并提高互联城市效率的另一个领域。可以对传感器进行改造，使其成为现有废物处理流程中的一部分。例如，互联城市可以向垃圾桶添加基于蜂窝网络的智能传感器，以便安排垃圾车仅在垃圾桶需要清空时才收集垃圾，或者可以使用街道上的传感器或对摄像头信息流运行计算机视觉算法，识别垃圾越堆越多的区域和应该安装更多垃圾桶的区域。
在，通过监控哪里的垃圾越堆越多，并集成天气数据和空建筑物的位置，使数据分析能帮助预测老鼠会在哪里筑巢，让相关机构能提前在这些区域放置诱饵。这一措施减少了鼠患，与以前在接到投诉后再放诱饵的方法相比，该措施节省了 20% 的成本。
在新开发的互联城市中，比如，能通过完全消除垃圾的人工收集，更高效地处理废物。松岛要求居民通过编码的 RFID 智慧标签来标记不同类型的垃圾，并将读取器内置于自动化气动垃圾处理系统中，使得无需人工收集或辅助分类就能将每种类型的废物运走单独处理，根据标签中编码的数据对垃圾进行掩埋、回收或焚烧（作为燃料）。
交通运输通过分析来自包括道路传感器、路旁视频摄像头和可变限速标志在内的道路报告系统的数据，互联城市改善了通勤者的体验。应用 IoT 技术来解决交通运输问题，涉及到将从传感器获取的数据加载到分析服务中，以生成可操作的洞察，这些洞察直接用于触发与自适应交通信号灯等智能设备相连的执行器，或者间接应用于指导政策决策和简化流程。在松岛，这个解决方案涉及到监控来自车上的 GPS 跟踪器和 RFID 标签的地理位置数据，分析缓慢的车流以检测事故或拥堵情况，然后直接实时调节交通信号灯来控制车流和减少延迟。
全球许多城市已采用了自适应交通信号灯，比如悉尼、新泽西和多伦多。也可以利用对交通和道路传感器数据的历史分析来调节限速和通行费，从而控制更长期的车流。除了用于疏导事故周围车辆之外，传感器还会报告道路和桥梁的状况，以便在需要时安排维修。
可以使用来自传感器和摄像头的道路报告数据来管理街面停车。例如，可以通过显示可用停车场的智能停车移动应用程序发布数据，将通勤者直接引导到最近的可用停车场，并管理停车费的支付，让停车尽可能顺利。
要进一步了解智能停车，请查阅这篇 IBM 博客“”。
还可以通过利用来自智能售票系统的使用数据，以及安装在车上的传感器和 GPS 跟踪器的路线计时，自适应地改善公共交通运输。这个 IoT 解决方案可以向等车的通勤者提供服务可用性和延迟的实时报告。从更长远来看，它也可以调节时间表，以便更准确地反映记录的计时，还可以利用分析来预测一天的不同时段对不同服务的需求，并调节计时或引入更多服务来提高效率。 |
