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摘要：本文对物联网发展动态、物联网及智慧城市核心技术、物联网在建筑智能化中的应用作了探讨，最后介绍了智能城市建设，对物联网与建筑智能化的发展进行了展望。
关键词：物联网智慧城市
1.物联网产生时代背景及发展动态
1.1物联网产生的背景
物联网（Internet of Things）是信息化和工业化发展和融合的必然结果；是信息技术和传感/控制技术两者融合的产物；是物理基础设施（例如：光、机、电设备）和IT基础设施融合一体的架构。
IBM前执行官曾提出一个重要观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革，物联网是继互联网后的第四次计算模式。第一次计算模式是主机终端模式，第二次是微机网络模式，第三次是互联网，第四次就是物联网。依据美国IBM公司的15年周期定律，物联网是继互联网后的第四代计算模式，它是互联网计算模式的进一步发展。
1.2物联网的概念
物联网来势迅猛，前景美好，但概念宽泛，认识迥异，尚无较为准确而贴切的学术定义。
（1）美国MIT的Kevin Ashton用“Internet of Things”描述把计算机通过网络连接到真实传感器网络的世界（1999）。
（2）国际电信联盟（ITU）：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络（2005）。
（3）百度百科：物联网是通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
（4）《物联网产业发展研究（2010）》报告（2010.4.8）：物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。
（5）中国物联网大会（2010.6.29）：凡是用传感器和传感技术来感知物体的特性，按照固定的协议实现任何时候物与物之间、人和物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别定位跟踪管理的网络。
上述的第五种提法最为客观全面，物联网的内涵是指物与物、人与物及人与人之间的互联互通的全新技术。
2.物联网核心技术
2.1物联网组成与应用架构
物联网主要由感知层、网络层和应用层三层结构组成，如图1所示：
（1）感知层为对象通过传感或（和）执行设备联网，构成传感/控制网；
（2）网络层为互联网协议栈（包括TCP/IP网络平台、互联网应用协议）；
（3）应用层为基于Web浏览器应用。
物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域，因此物联网涵盖的核心技术也非常多，为了系统分析物联网技术体系，国家工业和信息化部在其发布的2011年物联网白皮书中将物联网技术体系划分为感知核心技术、网络通信核心技术、应用核心技术、共性技术和支撑技术。
图2所示为物联网的应用方案，感知层是由传感网及RFID阅读器组成；网络层包括接入网和通信网；而应用层是由中间件和应用方案组成。应用方案包括绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境检测等八方面组成。
2.2信息感知技术
（1）传感器网络技术
该技术将具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过Ad hoc方式连接起来，各节点能根据环境的变化自主地完成网络自适应组织和信息的传递；节点间多采用多跳方式进行通信，传感器网络的信息通过接入网关传递到承载网络。
（2）射频识别技术
射频识别（RFID）系统主要包括卷标、阅读器（含天线）、中间件。RFID是通过电磁耦合原理来实现通信，方式上有主动式、被动式和半主动式。由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。RFID现在和移动信息化实现了有机结合，有助于物流、资金流、信息流的三流合一，应用范围非常广泛。
2.3信息传输技术
（1）无线传感器网络
开展传感器节点及操作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究，开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。
（2）异构网络融合
加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发，实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。
（3）IPV6技术
IPV6地址长度为128比特，地址空间增大了2的96次方倍，彻底解决了IPv4地址不足的难题，基本满足地球上每个物体都连入互联网的需求。同时，IPv6使用更小的路由表，增强了对组播的支持和对流的支持，增加了对自动配置的支持。
（4）ONS技术
域名解析服务（DNS）是将一台电脑定位到因特网的某一具体地点的服务。在物联网里，对象名解析服务（ONS）是一个自动的网络服务系统，提供把一个物体定位到物联网的某一具体地点的服务。
2.4信息处理技术
（1）海量数据存储
围绕重点应用行业，开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发，实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。
（2）数据挖掘
瞄准物联网产业发展重点领域，集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究，实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广。
（3）图像视频智能分析
结合经济和社会发展实际应用，有针对性的开展图像视频智能分析理论与方法的研究，实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。 2.5信息安全技术
构建“可管、可控、可信”的物联网安全体系架构，研究物联网安全等级保护和安全测评等核心技术，提升物联网信息安全保障水平。
3.智慧城市概念
智慧城市是指在城市发展过程中，在城市基础设施、资源环境、社会民生、经济产业、市政管理领域中，充分利用物联网、互联网、云计算、高性能计算、智能科学等新兴信息技术手段，对城市居民生活工作、企业经营发展和政府行使职能过程中的相关活动与需求，进行智慧地感知、互联、处理和协调，使城市构建成为一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统，为市民提供一个美好的生活和工作环境，为企业创造一个可持续发展的商业环境，为政府构建一个高效的城市运营管理环境。
从技术手段上而言，智慧城市主要需借助物联网、互联网以及无线通信网以及IT支撑等基础设施，充分发挥信息通信技术（ICT）的集成能力，构建产业的智慧化发展环境，形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式，构建全新的智慧化应用环境，实现协同、高效、安全以及低成本的城市环境。
IDC预测到2020年，全球的数据规模将会达到35.2ZB（1ZB=1000EB=106PB），未来将面临大数据量的挑战，具体的如存储能力如何提供？计算能力如何提供？支撑面向大数据的服务的体系如何构建等问题，均需要好的技术架构来支撑。
3.1信息全面感知
通过网络把各种终端、传感器和网络，在运行、服务中捕获到的多种信息元数据，包括行业运行数据、上下文感知数据、服务过程数据和用户特征数据。
3.2海量数据处理
具备P级的多部门、多行业异构数据的存储；实现海量数据并行计算与分布式处理；构建基于人工智能的数据分析和知识管理的智能应用。
3.3智能信息化管理
形成支撑智能城市的行业智能应用。建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台。通过网络提供普适、智能的应用与服务。
4.智慧城市核心技术
城市的发展经过了数字化，无线化、移动化的发展过程（见图3）；目前随着物联网技术及模式的不断发展和成熟，城市的发展以及经营正在向物联化方向迈进。
物联化的城市发展面临的主要问题：全面感知，有效获取，海量数据的存储、管理、控制，信息的智能处理及智能化应用支撑。
目前，信息化技术的发展主要针对以上四大挑战的解决途径分别是：物联网，物联网+通信网+互联网，云计算+普适计算，云计算+人工智能。
同时，为了保证城市的可持续化发展，需要不断建设和完善面向城市智慧化经营的服务体系架构。整个的技术与服务体系的互相促进，实现智慧化城市的发展。因此，支撑智慧城市的具体技术有物联网技术、云计算技术、高性能计算技术，建模仿真技术、智能科学技术、系统工程技术、标准与安全共性技术及应用技术。
云计算技术
云计算是一种基于网络的、面向服务的计算新模式。它融合与发展了虚拟化、网络、面向服务、高效计算和智能科学等新兴信息技术，将各类计算资源虚拟化、服务化，构成虚拟化计算资源的服务云池，并进行统一的、集中的高效管理和经营，使用户通过云端就能随时按需获取计算资源服务，完成高效、低耗、低成本的计算活动。
云计算技术包含资源的虚拟化/服务化、资源感知、云服务环境的管理/构建/运行/评估、云服务安全、人机交互、云计算应用技术，及商业模式等技术。
高性能计算技术
高性能计算技术是指一类具有超高计算能力、存储能力、交互能力的计算技术。（目前计算能力已达千万亿次/秒，正研制万万亿次/秒）。
高性能计算技术研究内容包括高性能处理器、并行高效计算机系统、开发相关系统软件及研究并行算法、开发相关领域大型并行应用软件。
高性能计算技术为智能城市中求解复杂问题和开展海量信息处理提供了高计算能力使能技术。
建模仿真技术
建模仿真技术是以相似理论、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，根据对系统仿真的目标，建立并利用模型，对系统（已有的或设想的）进行研究、分析、试验、运行和评估（系统全生命周期活动）的一门综合性、交叉性技术。
建模仿真技术由仿真建模技术、仿真系统与支撑技术，以及仿真应用工程技术等三类技术构成。
建模仿真技术对智能城市各功能领域和运营活动进行建模仿真分析，支持智慧城市论证、设计、分析、试验、运行和评估等全生命周期活动；建模仿真系统可以成为智能城市智能处理系统的组成部分，参与城市实时运行中的各类处理分析与决策等。
智能科学技术
智能科学是一门交叉学科，主要有脑科学、认知科学、人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。
脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，解释人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。
智能科学为智慧城市提供智慧的技术基础，支持对智能城市中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。
系统工程技术
系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。
系统工程的共性基础技术科学有运筹学、控制论、信息论、计算科学和计算技术。
系统工程技术解决智能城市（复杂系统）的体系结构，支撑平台，系统集成和实施方法等，支持智能城市的构建、集成和运营。
标准与安全共性技术 标准为在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性档。
智能城市的标准体系可分为共性技术基础标准和应用子集标准两个层次。贯穿于智能城市架构的各个层次，并覆盖应用的各个领域。
安全技术为智能城市的构建、运行和领域应用提供处理安全问题的解决方案。
应用技术
在支撑平台基础上，集成感知与识别技术、智能信息处理与决策技术、以及标准和安全共性技术，围绕智慧平安城市、智能电力、智能医疗、智能水源、智慧交通、智能政务等领域，针对专业领域的特殊需求，提出应用领域的解决方案/技术，并在智能城市的管理模式、组织机构、协调机制、服务保障等方面开展研究。
5.物联网在绿色智能建筑中的应用
5.1在网络集成中的应用
智能建筑可看作城市信息化的基本单元之一，在智能建筑中集成最新的通信网络技术是必然趋势。
第一是网络宽带化。为了满足日益增长的信息应用和集成的需求，建筑通信网络的宽带化是必然的，随着EPON和GPON等光纤到楼、光纤到户的推进，智能建筑拥有更高的带宽与物联网相连。
第二是无线网络的普及。包括WLAN、无线传感网在内的多种无线通信技术将在智能建筑中广泛部署，并与有线通信相结合，形成覆盖广泛和灵活的无线网状（Mesh）网络。
第三是控制网的标准化。控制网的标准化和开放性将进一步得到提升。基于IP技术，使用具备开放性和互操作的系统，是智能建筑控制系统的最佳选择。
5.2在智能安防中的应用
小区、楼宇、家庭等场所是各种设施和安防系统密集分布区域，小区、家庭、停车场、仓库、周界等不同区域都需要进行监控，各种、车辆、人员、视频、声音、身份、位置等多种信息也都存在感知的必要性，而现有分散建设的安防系统难以满足如此复杂的智能化要求。基于现有的安防系统基础，大力加强物联网平台建设，促进信息融合和智能化建设，降低建设和运行维护成本，提高安防和管理效率，才能真正实现有效的安防，促进安全、容量和效率整体水平的提升。
防入侵系统是智能安防中的重要应用。典型代表是上海浦东国际机场防入侵系统，铺设的3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，能分辨出对像是人还是动物，一旦有人靠近栅栏，系统就会自动发出善意提醒。如果来者不听警告，继续靠近栅栏，那么第二道防线就会报警。中国电信推出的“平安E家”产品是家庭智能安防的典型产品，通过在家庭中布防红外、门磁、烟感等传感器，并部署支持联动抓拍的lP视频摄像头，可以有效保障家庭的安全。
5.3防入侵应用
唯一具有自我学习功能的综合性防入侵手段，和现有防入侵手段比较，能对目标实现：
是什么（人、车、动物、抛物识别）；
在哪里（区域定位精度可达到0.3米）；
干什么（入侵行为与正常行为区别）；
怎么干（空中抛物与翻越、攀爬与破坏围栏、地下挖洞等识别）。
可广泛应用于要地警戒，如机场防入侵、边海防封控、警署保卫、越狱警戒等。
5.4城市轨道安全技术防范应用
上海市地方标准《重点单位重要部位安全技术防范系统要求第7部分：城市轨道交通》，于2007年9月1日起强制实施。还有国内首个城市轨道安防技术标准和国家城市轨道交通公共安全标准制定。
5.5在节能减排中的应用
中国电信等运营商正在有计划地推出节能减排解决方案。运营商在客户耗电量大的空调设备（如冰水主机、箱型冷气）加装控制模块，透过网络通讯将空调设备的运转信息收集至节能管理统一平台进行统计分析，产出空调设施优化控制策略，同时使用者可透过平台进行空调设备操控管理，同时，亦监测空调设备每天24小时的运转状况，一旦侦测发现异常，可立即发出告警通知，以利于管理者维修处理。
在客户空调系统的负载端设备（FCU、分离式冷气、空调箱等）及外气引进装置加装控制设备，同时于空调环境内加装环境感知组件，来侦测环境状况（温度、湿度、CO2浓度等），透过对环境状况的数据搜集与分析，由节能管理统一平台自动将空调系统的负载端设备进行自动调控，将空调环境的温、湿度及CO2浓度控制在一定范围下，避免因不当的人为控制导致环境过冷或过热，让使用者能充分享受一个自动调控且舒适的空调环境。
5.6在智能家居中的应用
智能家居主要包括前端控制通信设备、户内主机、家庭网关、系统平台及手机客户端五部分。通过在家庭内安装智能家居设备，用户可通过手机客户端登陆到平台，将命令经由家庭网关下发到户内主机，户内主机通过有线或无线的方式将信号传递至前端控制设备，从而实现远程操控。
智能家居的应用价值主要在于：
一、增加客户的家庭安全性体验。比如远程通过视频和图片查看家庭室内情况。
二、提高客户的家居舒适性和人性化感受。家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。
三、提高客户在途时间的利用率。比如通过短信指令让家里热水器提前启动，让电饭煲提前开始煮饭。
5.7在监控管理中的应用
通过物联网技术实现对事物和作业的不间断监测、及时响应突发事件，是物联网的另一项重要应用。具有灵敏度高、体积小、易于铺设、对被检测场无破坏与干扰、抗电磁干扰能力强、能够进行分布测量等特点的光纤传感器在建筑智能化中将发挥越来越大的作用。可以预知结构局部的载荷及状况。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构同时进行冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等，以监视结构的缺陷情况。 另外，多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络，对结构进行准分布式检测，可以用计算机对传感信号进行远程控制。
6.物联网、智慧城市与绿色智慧建筑发展展望
2010年国内物联网主要行业应用中，安防（安全防护、防入侵、智能家居）、电力、交通三大行业位居前列。安防行业的应用遥遥领先，占据了接近一半的市场份额（43%），规模接近900亿元。其中，智能家居占26%，规模超过500亿元；网络视频监控市场也是其中一个重要应用领域，占到15%的市场份额。
2008年中国RFID市场规模已经超过50亿元，2009年实现了25%以上的增长，接近80亿元的市场规模。基于相关数据的整理和分析，据中国物联网研究发展中心预测，2010年中国RFID市场规模将达到120亿元的规模，2012年有望达到200亿元。
未来5年全球物联网产业市场将呈现快速增长的态势，预计2012年全球市场规模将超过1700亿美元，2015年更接近3500亿美元，年均增长率接近25%。这样的增长态势持续下去，未来10年全球的物联网无疑都将实现数量和质量的飞跃，实现大规模普及和商用，走进普通人家。
智能城市是战略性的复杂系统工程，目前，尚处于初创阶段。
6.1传统信息服务业智能化
智能城市是多个垂直行业智能系统联动，从而形成的一个智能的大系统。因此，智慧城市将推动各个纵向行业解决方案的发展，推动以服务金融、电信、企业、政府、公共事业如教育、卫生等行业为目标客户的传统信息服务业的发展和提升。
随着云计算等技术的创新发展和应用，底层技术不再是门坎，基于客户体验的应用创新将成为发展的核心驱动力，以客户为核心的应用软件也将成为下一轮软件企业竞争的制高点。
6.2智慧新兴产业融合发展
智慧城市，不仅可以极大地提升城市管理水平，应对高速城市化过程中的挑战，还可以为城市打造新兴战略产业。
以市民卡应用为例，它不仅解决了民生和城市管理的问题，同时也创造了一个新的、以个人信息服务为特征、以云计算为支撑的，融合服务民生和城市管理为一体的现代服务业。特别是以IaaS、PaaS、SaaS为特征的云计算，在城市化的进程中，通过融合创新，必将孕育出多种战略性新兴业态。
6.3新型智慧城市产业链
智慧城市的建设和运营涉及到城市各项主体和各个领域，将构建完善的上下游产业链形成协同效应。例如，供应链为智慧城市提供高效便捷的物流体系，金融为智慧城市项目提供租赁和创投等资金服务，产业园开发为智慧城市产业提供支撑环境。
在智慧城市的基础建设过程中，还会推动传统意义上的信息技术企业与电信运营商、互联网、有线电视系统等多方的紧密合作，在无线宽带、三网融合、云计算中心、IPV6等技术领域，共同为城市通信与信息基础设施建设提供服务，形成互相融合的产业链和生态圈。
关键词：物联网智慧城市
1.物联网产生时代背景及发展动态
1.1物联网产生的背景
物联网（Internet of Things）是信息化和工业化发展和融合的必然结果；是信息技术和传感/控制技术两者融合的产物；是物理基础设施（例如：光、机、电设备）和IT基础设施融合一体的架构。
IBM前执行官曾提出一个重要观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革，物联网是继互联网后的第四次计算模式。第一次计算模式是主机终端模式，第二次是微机网络模式，第三次是互联网，第四次就是物联网。依据美国IBM公司的15年周期定律，物联网是继互联网后的第四代计算模式，它是互联网计算模式的进一步发展。
1.2物联网的概念
物联网来势迅猛，前景美好，但概念宽泛，认识迥异，尚无较为准确而贴切的学术定义。
（1）美国MIT的Kevin Ashton用“Internet of Things”描述把计算机通过网络连接到真实传感器网络的世界（1999）。
（2）国际电信联盟（ITU）：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络（2005）。
（3）百度百科：物联网是通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
（4）《物联网产业发展研究（2010）》报告（2010.4.8）：物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。
（5）中国物联网大会（2010.6.29）：凡是用传感器和传感技术来感知物体的特性，按照固定的协议实现任何时候物与物之间、人和物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别定位跟踪管理的网络。
上述的第五种提法最为客观全面，物联网的内涵是指物与物、人与物及人与人之间的互联互通的全新技术。
2.物联网核心技术
2.1物联网组成与应用架构
物联网主要由感知层、网络层和应用层三层结构组成，如图1所示：
（1）感知层为对象通过传感或（和）执行设备联网，构成传感/控制网；
（2）网络层为互联网协议栈（包括TCP/IP网络平台、互联网应用协议）；
（3）应用层为基于Web浏览器应用。
物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域，因此物联网涵盖的核心技术也非常多，为了系统分析物联网技术体系，国家工业和信息化部在其发布的2011年物联网白皮书中将物联网技术体系划分为感知核心技术、网络通信核心技术、应用核心技术、共性技术和支撑技术。
图2所示为物联网的应用方案，感知层是由传感网及RFID阅读器组成；网络层包括接入网和通信网；而应用层是由中间件和应用方案组成。应用方案包括绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境检测等八方面组成。
2.2信息感知技术
（1）传感器网络技术
该技术将具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过Ad hoc方式连接起来，各节点能根据环境的变化自主地完成网络自适应组织和信息的传递；节点间多采用多跳方式进行通信，传感器网络的信息通过接入网关传递到承载网络。
（2）射频识别技术
射频识别（RFID）系统主要包括卷标、阅读器（含天线）、中间件。RFID是通过电磁耦合原理来实现通信，方式上有主动式、被动式和半主动式。由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。RFID现在和移动信息化实现了有机结合，有助于物流、资金流、信息流的三流合一，应用范围非常广泛。
2.3信息传输技术
（1）无线传感器网络
开展传感器节点及操作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究，开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。
（2）异构网络融合
加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发，实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。
（3）IPV6技术
IPV6地址长度为128比特，地址空间增大了2的96次方倍，彻底解决了IPv4地址不足的难题，基本满足地球上每个物体都连入互联网的需求。同时，IPv6使用更小的路由表，增强了对组播的支持和对流的支持，增加了对自动配置的支持。
（4）ONS技术
域名解析服务（DNS）是将一台电脑定位到因特网的某一具体地点的服务。在物联网里，对象名解析服务（ONS）是一个自动的网络服务系统，提供把一个物体定位到物联网的某一具体地点的服务。
2.4信息处理技术
（1）海量数据存储
围绕重点应用行业，开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发，实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。
（2）数据挖掘
瞄准物联网产业发展重点领域，集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究，实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广。
（3）图像视频智能分析
结合经济和社会发展实际应用，有针对性的开展图像视频智能分析理论与方法的研究，实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。 2.5信息安全技术
构建“可管、可控、可信”的物联网安全体系架构，研究物联网安全等级保护和安全测评等核心技术，提升物联网信息安全保障水平。
3.智慧城市概念
智慧城市是指在城市发展过程中，在城市基础设施、资源环境、社会民生、经济产业、市政管理领域中，充分利用物联网、互联网、云计算、高性能计算、智能科学等新兴信息技术手段，对城市居民生活工作、企业经营发展和政府行使职能过程中的相关活动与需求，进行智慧地感知、互联、处理和协调，使城市构建成为一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统，为市民提供一个美好的生活和工作环境，为企业创造一个可持续发展的商业环境，为政府构建一个高效的城市运营管理环境。
从技术手段上而言，智慧城市主要需借助物联网、互联网以及无线通信网以及IT支撑等基础设施，充分发挥信息通信技术（ICT）的集成能力，构建产业的智慧化发展环境，形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式，构建全新的智慧化应用环境，实现协同、高效、安全以及低成本的城市环境。
IDC预测到2020年，全球的数据规模将会达到35.2ZB（1ZB=1000EB=106PB），未来将面临大数据量的挑战，具体的如存储能力如何提供？计算能力如何提供？支撑面向大数据的服务的体系如何构建等问题，均需要好的技术架构来支撑。
3.1信息全面感知
通过网络把各种终端、传感器和网络，在运行、服务中捕获到的多种信息元数据，包括行业运行数据、上下文感知数据、服务过程数据和用户特征数据。
3.2海量数据处理
具备P级的多部门、多行业异构数据的存储；实现海量数据并行计算与分布式处理；构建基于人工智能的数据分析和知识管理的智能应用。
3.3智能信息化管理
形成支撑智能城市的行业智能应用。建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台。通过网络提供普适、智能的应用与服务。
4.智慧城市核心技术
城市的发展经过了数字化，无线化、移动化的发展过程（见图3）；目前随着物联网技术及模式的不断发展和成熟，城市的发展以及经营正在向物联化方向迈进。
物联化的城市发展面临的主要问题：全面感知，有效获取，海量数据的存储、管理、控制，信息的智能处理及智能化应用支撑。
目前，信息化技术的发展主要针对以上四大挑战的解决途径分别是：物联网，物联网+通信网+互联网，云计算+普适计算，云计算+人工智能。
同时，为了保证城市的可持续化发展，需要不断建设和完善面向城市智慧化经营的服务体系架构。整个的技术与服务体系的互相促进，实现智慧化城市的发展。因此，支撑智慧城市的具体技术有物联网技术、云计算技术、高性能计算技术，建模仿真技术、智能科学技术、系统工程技术、标准与安全共性技术及应用技术。
云计算技术
云计算是一种基于网络的、面向服务的计算新模式。它融合与发展了虚拟化、网络、面向服务、高效计算和智能科学等新兴信息技术，将各类计算资源虚拟化、服务化，构成虚拟化计算资源的服务云池，并进行统一的、集中的高效管理和经营，使用户通过云端就能随时按需获取计算资源服务，完成高效、低耗、低成本的计算活动。
云计算技术包含资源的虚拟化/服务化、资源感知、云服务环境的管理/构建/运行/评估、云服务安全、人机交互、云计算应用技术，及商业模式等技术。
高性能计算技术
高性能计算技术是指一类具有超高计算能力、存储能力、交互能力的计算技术。（目前计算能力已达千万亿次/秒，正研制万万亿次/秒）。
高性能计算技术研究内容包括高性能处理器、并行高效计算机系统、开发相关系统软件及研究并行算法、开发相关领域大型并行应用软件。
高性能计算技术为智能城市中求解复杂问题和开展海量信息处理提供了高计算能力使能技术。
建模仿真技术
建模仿真技术是以相似理论、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，根据对系统仿真的目标，建立并利用模型，对系统（已有的或设想的）进行研究、分析、试验、运行和评估（系统全生命周期活动）的一门综合性、交叉性技术。
建模仿真技术由仿真建模技术、仿真系统与支撑技术，以及仿真应用工程技术等三类技术构成。
建模仿真技术对智能城市各功能领域和运营活动进行建模仿真分析，支持智慧城市论证、设计、分析、试验、运行和评估等全生命周期活动；建模仿真系统可以成为智能城市智能处理系统的组成部分，参与城市实时运行中的各类处理分析与决策等。
智能科学技术
智能科学是一门交叉学科，主要有脑科学、认知科学、人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。
脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，解释人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。
智能科学为智慧城市提供智慧的技术基础，支持对智能城市中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。
系统工程技术
系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。
系统工程的共性基础技术科学有运筹学、控制论、信息论、计算科学和计算技术。
系统工程技术解决智能城市（复杂系统）的体系结构，支撑平台，系统集成和实施方法等，支持智能城市的构建、集成和运营。
标准与安全共性技术 标准为在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性档。
智能城市的标准体系可分为共性技术基础标准和应用子集标准两个层次。贯穿于智能城市架构的各个层次，并覆盖应用的各个领域。
安全技术为智能城市的构建、运行和领域应用提供处理安全问题的解决方案。
应用技术
在支撑平台基础上，集成感知与识别技术、智能信息处理与决策技术、以及标准和安全共性技术，围绕智慧平安城市、智能电力、智能医疗、智能水源、智慧交通、智能政务等领域，针对专业领域的特殊需求，提出应用领域的解决方案/技术，并在智能城市的管理模式、组织机构、协调机制、服务保障等方面开展研究。
5.物联网在绿色智能建筑中的应用
5.1在网络集成中的应用
智能建筑可看作城市信息化的基本单元之一，在智能建筑中集成最新的通信网络技术是必然趋势。
第一是网络宽带化。为了满足日益增长的信息应用和集成的需求，建筑通信网络的宽带化是必然的，随着EPON和GPON等光纤到楼、光纤到户的推进，智能建筑拥有更高的带宽与物联网相连。
第二是无线网络的普及。包括WLAN、无线传感网在内的多种无线通信技术将在智能建筑中广泛部署，并与有线通信相结合，形成覆盖广泛和灵活的无线网状（Mesh）网络。
第三是控制网的标准化。控制网的标准化和开放性将进一步得到提升。基于IP技术，使用具备开放性和互操作的系统，是智能建筑控制系统的最佳选择。
5.2在智能安防中的应用
小区、楼宇、家庭等场所是各种设施和安防系统密集分布区域，小区、家庭、停车场、仓库、周界等不同区域都需要进行监控，各种、车辆、人员、视频、声音、身份、位置等多种信息也都存在感知的必要性，而现有分散建设的安防系统难以满足如此复杂的智能化要求。基于现有的安防系统基础，大力加强物联网平台建设，促进信息融合和智能化建设，降低建设和运行维护成本，提高安防和管理效率，才能真正实现有效的安防，促进安全、容量和效率整体水平的提升。
防入侵系统是智能安防中的重要应用。典型代表是上海浦东国际机场防入侵系统，铺设的3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，能分辨出对像是人还是动物，一旦有人靠近栅栏，系统就会自动发出善意提醒。如果来者不听警告，继续靠近栅栏，那么第二道防线就会报警。中国电信推出的“平安E家”产品是家庭智能安防的典型产品，通过在家庭中布防红外、门磁、烟感等传感器，并部署支持联动抓拍的lP视频摄像头，可以有效保障家庭的安全。
5.3防入侵应用
唯一具有自我学习功能的综合性防入侵手段，和现有防入侵手段比较，能对目标实现：
是什么（人、车、动物、抛物识别）；
在哪里（区域定位精度可达到0.3米）；
干什么（入侵行为与正常行为区别）；
怎么干（空中抛物与翻越、攀爬与破坏围栏、地下挖洞等识别）。
可广泛应用于要地警戒，如机场防入侵、边海防封控、警署保卫、越狱警戒等。
5.4城市轨道安全技术防范应用
上海市地方标准《重点单位重要部位安全技术防范系统要求第7部分：城市轨道交通》，于2007年9月1日起强制实施。还有国内首个城市轨道安防技术标准和国家城市轨道交通公共安全标准制定。
5.5在节能减排中的应用
中国电信等运营商正在有计划地推出节能减排解决方案。运营商在客户耗电量大的空调设备（如冰水主机、箱型冷气）加装控制模块，透过网络通讯将空调设备的运转信息收集至节能管理统一平台进行统计分析，产出空调设施优化控制策略，同时使用者可透过平台进行空调设备操控管理，同时，亦监测空调设备每天24小时的运转状况，一旦侦测发现异常，可立即发出告警通知，以利于管理者维修处理。
在客户空调系统的负载端设备（FCU、分离式冷气、空调箱等）及外气引进装置加装控制设备，同时于空调环境内加装环境感知组件，来侦测环境状况（温度、湿度、CO2浓度等），透过对环境状况的数据搜集与分析，由节能管理统一平台自动将空调系统的负载端设备进行自动调控，将空调环境的温、湿度及CO2浓度控制在一定范围下，避免因不当的人为控制导致环境过冷或过热，让使用者能充分享受一个自动调控且舒适的空调环境。
5.6在智能家居中的应用
智能家居主要包括前端控制通信设备、户内主机、家庭网关、系统平台及手机客户端五部分。通过在家庭内安装智能家居设备，用户可通过手机客户端登陆到平台，将命令经由家庭网关下发到户内主机，户内主机通过有线或无线的方式将信号传递至前端控制设备，从而实现远程操控。
智能家居的应用价值主要在于：
一、增加客户的家庭安全性体验。比如远程通过视频和图片查看家庭室内情况。
二、提高客户的家居舒适性和人性化感受。家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。
三、提高客户在途时间的利用率。比如通过短信指令让家里热水器提前启动，让电饭煲提前开始煮饭。
5.7在监控管理中的应用
通过物联网技术实现对事物和作业的不间断监测、及时响应突发事件，是物联网的另一项重要应用。具有灵敏度高、体积小、易于铺设、对被检测场无破坏与干扰、抗电磁干扰能力强、能够进行分布测量等特点的光纤传感器在建筑智能化中将发挥越来越大的作用。可以预知结构局部的载荷及状况。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构同时进行冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等，以监视结构的缺陷情况。 另外，多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络，对结构进行准分布式检测，可以用计算机对传感信号进行远程控制。
6.物联网、智慧城市与绿色智慧建筑发展展望
2010年国内物联网主要行业应用中，安防（安全防护、防入侵、智能家居）、电力、交通三大行业位居前列。安防行业的应用遥遥领先，占据了接近一半的市场份额（43%），规模接近900亿元。其中，智能家居占26%，规模超过500亿元；网络视频监控市场也是其中一个重要应用领域，占到15%的市场份额。
2008年中国RFID市场规模已经超过50亿元，2009年实现了25%以上的增长，接近80亿元的市场规模。基于相关数据的整理和分析，据中国物联网研究发展中心预测，2010年中国RFID市场规模将达到120亿元的规模，2012年有望达到200亿元。
未来5年全球物联网产业市场将呈现快速增长的态势，预计2012年全球市场规模将超过1700亿美元，2015年更接近3500亿美元，年均增长率接近25%。这样的增长态势持续下去，未来10年全球的物联网无疑都将实现数量和质量的飞跃，实现大规模普及和商用，走进普通人家。
智能城市是战略性的复杂系统工程，目前，尚处于初创阶段。
6.1传统信息服务业智能化
智能城市是多个垂直行业智能系统联动，从而形成的一个智能的大系统。因此，智慧城市将推动各个纵向行业解决方案的发展，推动以服务金融、电信、企业、政府、公共事业如教育、卫生等行业为目标客户的传统信息服务业的发展和提升。
随着云计算等技术的创新发展和应用，底层技术不再是门坎，基于客户体验的应用创新将成为发展的核心驱动力，以客户为核心的应用软件也将成为下一轮软件企业竞争的制高点。
6.2智慧新兴产业融合发展
智慧城市，不仅可以极大地提升城市管理水平，应对高速城市化过程中的挑战，还可以为城市打造新兴战略产业。
以市民卡应用为例，它不仅解决了民生和城市管理的问题，同时也创造了一个新的、以个人信息服务为特征、以云计算为支撑的，融合服务民生和城市管理为一体的现代服务业。特别是以IaaS、PaaS、SaaS为特征的云计算，在城市化的进程中，通过融合创新，必将孕育出多种战略性新兴业态。
6.3新型智慧城市产业链
智慧城市的建设和运营涉及到城市各项主体和各个领域，将构建完善的上下游产业链形成协同效应。例如，供应链为智慧城市提供高效便捷的物流体系，金融为智慧城市项目提供租赁和创投等资金服务，产业园开发为智慧城市产业提供支撑环境。
在智慧城市的基础建设过程中，还会推动传统意义上的信息技术企业与电信运营商、互联网、有线电视系统等多方的紧密合作，在无线宽带、三网融合、云计算中心、IPV6等技术领域，共同为城市通信与信息基础设施建设提供服务，形成互相融合的产业链和生态圈。