随着全球对提高可持续性、减少温室气体排放、废物和有效利用资源的需求，世界各地的城市正在向智慧城市转型。智慧城市设计的基本目标是改善城市运营，提高居民的整体生活质量。利用物联网技术的进步，有效管理城市资产、资源和服务。智慧城市将现代城市生活的各个方面数字化，包括公共事业、市政服务、交通控制和公共交通，以及水和废物处理系统网络。

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全球城市人口的快速增长已成为推动智慧城市全面转型的关键驱动因素。据估计，每周有130万人从农村迁移到城市，而联合国预计到2050年，世界上68%的人将居住在城市中心。城市人口的增长给城市的基础设施带来了沉重的压力。相反，城市也给环境和我们有限的自然资源带来了巨大的压力。

设计以人为本、以环境为中心的解决方案

基于互联网和通信技术的智能城市基础技术库。随着现场传感器和连接的增加，以及数据中心运行的算法越来越多，必然会产生更智能、更高效的决策。然而，我们应该仔细看待智慧城市的愿景，避免只关注每个问题的技术方面。智慧城市设计试图解决非常复杂的人类问题。城市是基础设施、组织和居民的互联网。和每一个有机复杂系统一样，它的主要属性是它的复杂性，而不是它的细分或子实体。正如20世纪生态先驱所揭示的，这些复杂的系统(蚁群、表土层或美国选民系统)应该作为一个整体来对待，以获得最佳结果。单独与部分交互或修改部分很少会导致整个系统的改进。换句话说，在我们的城市冲突中盲目投入更多的技术，最好的情况是问题不会恶化，最坏的结果是缺点大于好处。要记住，城市是一个互联的实体网络，一个大规模的社会有机体。

因此，对于智慧城市，采取更具建设性的方法，首先要把整个城市体系视为一个整体。如果不考虑其生态状况而不考虑解决问题，可能会导致越来越严重的问题。例如，城市的目标可能是通过提高电网效率来减少能源消耗，从而减少温室气体排放。然而，居民可能不再严格限制他们的能源使用，因为他们看到了更便宜的能源账单，这使得系统恢复到能源平衡点，从而消耗与以前相同或更多的能源。

在这种程度上，智慧城市技术先驱需要强调其解决方案的整体影响和个人层面的相互关系。因此，考虑到城市的广度和深度，一项可靠、可持续地颠覆城市经营模式的技术。虽然智慧城市的许多理想（抽象的现代设计、飞行无人机和自动驾驶汽车）和共同主题可能成为现实，但这一愿景侧重于技术解决方案，排除了人类因素。

Wi-SUN网络架构

使用 Wi-SUN连接每个节点

对人类和环境价值的强调并没有削弱当前技术解决方案提供的丰富性，即大数据和物联网。物联网网络显示了一个宝贵的杠杆点，可成巨大的建设性影响，而城市规划者刚刚开始挖掘他们的潜力。技术参与者必须成为智慧城市发展的指南，确保城市部署灵活包容的自适应无线平台。随着越来越多的公司和组织认识到高效智能城市设计的独特细微差异，电子产业正在向智能城市应用的无线标准化发展和发展。2011年，一群有远见的领导人基于IEEE 802.15.4g智能城市网络的标准可互操作理念已经建立Wi-SUN(网络中的无线智能)联盟。Wi-SUN拥有300多家成员公司，利用广泛使用和长期验证的行业标准实现开放、可互操作的解决方案生态系统，为未来的智能城市网络提供了无限的可能性。

Wi-SUN场域网络(FAN)它是一种高度稳定、低功耗的物联网无线网络，它有许多数据速率选项支持大型物联网网络。将 Wi-SUN之所以能够支持现有和新兴应用的可扩展性、安全性、互操作性和广度，是真正的智能城市协议。Wi-SUN还允许使用模式切换技术根据应用需要调整数据速率。到目前为止，大多数智能城市应用程序仍在使用专有网络，通常是为特定应用程序设计的，安全性和升级灵活性有限。它们通常使用星形架构，其中设备应与基站接收器通信。另一方面，Wi-SUN它是一种自建、自修复的网络，支持数千个节点，不依赖一个基站，从而提高其可靠性和弹性。Wi-SUN FAN当存在连接问题时，架构可以在数千个节点之间重新路由数据，使设备在最需要的时间（如极端风暴、网络攻击、和/或电力使用限制导致轮流停电）获得完整的网络连接和整个城市的持续服务支持。与传统的LPWAN与低功耗广域网相比，Wi-SUN提供更高的数据速率和更低的延迟(见表)，以及低功耗、安全性和互操作性。

IoT网络数据速率和延迟

IoT网络

数据速率

延迟

Wi-SUN FAN

Up to 2.4 Mb/s

0.02-1 second

LoraWAN

300 bits/s to 62.5 kb/s, depending on spreading factor

1-16 seconds

NB-IoT

Up to 140 kb/s uplink, up to 80 kb/s downlink

2-10 seconds

此外，Wi-SUN FAN它在数据速率和能耗方面提供了灵活性，使用户能够更广泛地处理智能城市和其他应用程序。智能城市应用对底层网络基础设施要求高、安全性高、连接可靠、故障或条件变化灵活等要求高。Wi-SUN FAN

在从农村到人口密集的城市社区的各种地形环境中，以极少的额外基础设施提供安全、经济、高效、灵活的连接。

今天的智能城市发展面向智能测量、智能路灯系统、公共安全、交通监控、噪声检测和污染监测，这些都是Wi-SUN应用目标。Wi-SUN也非常适合其他领域，如智能城市传感器（废物管理、自动售货机）和DER(分布式能源)集成到电网中。

保护我市最容易受到攻击的资产

Wi-SUN 该协议的安全优势是差异化的另一个因素，为智慧城市的设计创造了巨大的机遇。随着医院、政府机构、公共交通、商业组织和电网越来越容易受到网络攻击，必须制定零容忍风险的安全标准。城市正在成为互联网城市网络的节点，互联网城市系统的薄弱取决于其最薄弱的环节，这使得网络安全无法妥协。Wi-SUN它创建了许多内置安全功能，以确保用户的安全和保障，以确保操作安全Samsung代理最重要的是安全认证，可以追溯到云提供商，这不是大多数协议的标准。Wi-SUN还遵循网络安全规则，以确保端到端安全、加密、密钥管理和安全漏洞的可靠运行。Wi-SUN其独特的功能是当地公钥基础设施(PKI)集成、基于证书的相互身份验证、验证的数据加密和密钥交换算法。Wi-SUN FAN基于访问控制PKI并仿照Wi-Fi安全框架。每个Wi-SUN该设备还具有认证机构在其制造点签署的唯一证书。

智能城市计划将人类生活质量和环境影响提高到更高的标准，与城市基础设施生态系统合作并在其系统中工作的企业可能会获得最大的回报，因为他们的项目有更高的可持续成功机会。Wi-SUN牢记这一概念，其技术特点使城市规划师和技术架构师能够成功地连接城市基础设施，适应未来的发展，最终为居民和环境资源带来利益。

未来几年，我们将继续看到物联网的进步将影响世界向智慧城市的过渡。在改造城市基础设施和公民生活时，如何平衡城市的许多因素仍然非常重要，就像如何平衡如何促进技术、可持续性和提高个人和群体层面的生活质量一样。