當今世界大約有50%的人生活在城市之中，而且城市的數量和規模還在不斷擴大，隨著人口的增長，城市化的弊端也漸漸顯露出來。全球變暖、環境惡化、資源匱乏、交通擁擠和貧富差距大等一係列問題接踵而至，成為了人們深惡痛絕的“城市病”。

    目前，物聯網技術的飛速發展將城市帶入了新的發展階段，“工業城市”和“數字城市”解決不了的“城市病”，完全可以交給“智慧城市”來根治。智慧城市具有更加智能的人與人、人與物、物與人的互通互聯的感知能力，可以更加高效安全地完成數據、資源的高度整合，具備更科學的監測、計算、分析和決策能力以及更加智能化的執行力。智慧城市的建設，不僅為城市的產業規劃提供了有力的支持，還為交通、醫療、教育、能源和安全等基礎服務提供了自動化、網絡化、智能化的解決方案。

    智慧城市正逐漸引領著未來世界城市的發展方向，有關專家預測，智慧城市的建設可以使一個城市的發展紅利增長2倍以上，實現3倍的可持續發展目標。

    1.智慧交通——交通事故的終結者

    隨著社會的發展，城市的人口越來越多，在一定程度上帶動了經濟的發展。但2010年以後，汽車的使用頻率和數量大大增加，給城市的交通帶來了巨大的壓力，刮擦、車禍頻頻發生，停車場的管理效率也不盡如人意。隨著物聯網技術的發展，智能化的停車場係統應運而生，它可以利用傳感器各節點的感知能力來管理和監測每一個停車位，並提供特殊的指引服務。同時，該係統依靠M2M（機器對機器）平台和4G網絡覆蓋的優勢，必能引領停車場自動化和智能化的新格局。以係統為單位，以物聯網技術為基礎，可以將智慧交通領域所用到的智能係統分為三類。

    第一，不停車收費係統（ETC）。俗稱“全自動收費”，即收費過程中不需要任何人工的接觸和參與，無需司機停車即可實現自主繳費。ETC主要依靠射頻識別技術、電子技術和計算機技術以及網絡通信技術，通過在汽車上安裝射頻標簽，實現與收費車道上的收發器進行數據交換，然後通過聯網的銀行卡進行自動扣費。車主和司機隻需有一張卡就可以在城市的任何一個停車場和小區停放車輛，而各大停車場也無需做任何技術性的裝修和改造，也不用改變原有的運行設備和模式。不停車收費係統是建設智慧城市的必然要素，是實現“一卡在手，全城無憂”的前提。

    第二，智能停車管理係統。停車場按內部結構可分為封閉式停車場和開放式停車場，封閉式停車場有明確的出入口，缺點就是地點較為隱蔽，使用率低。而開放式停車場可以充分利用開放的道路資源，容易被發現和利用，但缺點也顯而易見，就是無法安裝門禁係統，逃費現象嚴重。而且，無論是封閉式停車場還是開放式停車場，它們都有一個共同的缺點，就是缺少對應的停車指引和信息指引，導致進入停車場的車輛無法獲取空閑車位信息，既浪費了駕駛員寶貴的時間，也不利於商圈內交通壓力的疏導。因此，很多停車場都采用了停車管理係統，它可以將商圈周圍多個停車場的車位信息實時發布，並顯示在廣場的大屏幕上，這樣不僅可以降低周邊道路的擁堵，還可以減少車輛聚集造成的環境汙染。

    智能停車管理係統的基本工作原理是這樣的：總係統為商圈周圍每個停車場的車位放置車位傳感器，當車輛在某個車位上停放或離開5秒以上時，車位檢測器就會通過無線網絡將數據發送給總係統，並通過廣播電台、大屏幕、車載收音機或者手機短信通知周圍的駕駛員。同時，管理平台開始進行車位的安排管理和引導提醒。下麵是其係統直觀圖：

    圖14-1-1 智能停車係統直觀圖

    該係統可以分為五部分，分別為前端檢測子係統、信息發布子係統、中間傳輸子係統、控製子係統和管理子係統。

    （1）前端子係統，包括車輛檢測器和車位檢測器。車位檢測器安置在地麵正中，對該車位是否有車輛進行判斷，並將信息實時發送到總係統。車輛檢測器則設在停車場入口和出口，用於監測車輛通過信息，並通知門禁係統自動控製欄杆的開啟和關閉，同時可以自動統計車流量，並向係統進行周期性上報。

    目前最先進的當屬地磁感應車位檢測器，它利用磁敏數字式傳感器觸發車位的檢測，再加上紅外網絡裝置的輔助，可以精確地感應車位是否存在車輛。

    （2）信息發布子係統，包括顯示車位的屏幕、觸摸屏查詢器和網絡發布終端。該係統可以對停車場周圍的車位信息進行實時發布，還有車位預定查詢和尋車功能。信息發布子係統的屏幕一般分兩處放置，較大的屏幕放置在停車場旁邊的商圈和廣場，而較小的屏幕則設在停車場內部的通道內，為駕駛員進行車位引導。

    （3）中間傳輸子係統，包括路由節點和中繼節點。路由節點采用MESH架構，接收車位檢測器發送的無線信號，並與網關節點進行通信，通信時可以采用無線，也可以采用有線。中繼節點算是一個輔助裝置，主要針對距離網關節點較遠的樓麵車位，它可以自動接收車位檢測器的無線信號，然後傳輸給路由節點。

    （4）控製子係統，由網關節點組成。網關節點是傳輸子係統與管理平台的連接樞紐，用於數據的匯集。另外，控製子係統還管理著出入口欄杆、二維碼讀取器、車輛檢測器等裝置，完成車輛的正確識別和場內設備的控製，並協助信息發布子係統完成LED引導屏的信息發布；還可以提供各種設備的接口，連接其他設備擴展功能。

    （5）管理子係統，包括後台和現場管理軟件、停車信息服務平台和總服務器。現場和後台管理軟件采用C/S架構，完成對車位的管理服務，其主要功能有二維平麵車位顯示、空閑車位統計、車位占用統計、空閑車位信息發布和車位使用情況周期統計等，以使停車場管理人員及時了解現場的車位使用和預定情況。

    停車信息服務平台采用B/S架構，可以與周圍的多個停車場後台管理軟件進行同步管理。同時，多個停車場設備進行統一監管，信息服務平台和二維碼平台、銀行卡支付平台相連，完成駕駛員身份的確認和收費金額的計算。

    第三，一卡通係統。該係統可以通過一張卡實現不同作用的智能管理，並可以在不同的設備上使用。一卡通將多種不同設備掛在一條數據線上，並通過這條數據線和計算機通信，在同一個數據庫中實現卡的發行、掛失、注銷和數據查詢。典型的一卡通係統分為公交智能化係統和貨車智能安全係統。

    （1）公交智能化係統。該係統不僅僅指公共汽車，還包括出租車、路橋收費、水電繳費、賣場消費和其他小額消費。要實現智慧城市的一卡通工程，就應該設計層次型的體係結構。首先，設置城市一卡通總係統，我們稱之為一級係統，主要負責清算任務；其次，在城市中設下若幹個充值和結算子係統，我們稱之為二級係統，主要為公交車或出租車提供結算終端，同時，每個二級係統下設若幹三級係統，作為公交、出租及其他小額消費的營運子站點；三級係統之後，就是無數POS機終端設備，俗稱消費點。設計該分層係統的目的就是建設一個覆蓋整個城市的公共消費領域，比如用射頻識別技術和先進的計算機技術實現電子化消費。

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