1.2 智慧地球——物联网各场景认知

物联网应用领域范围几乎覆盖了各行各业，在其发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群生产效益。阿基米德曾说过“给我一个支点，我可以撬起地球”，而今随着技术的发展，“给我一个物联网我可以感知地球”将可能在未来得以实现。本节将介绍物联网的典型应用领域。

1.2.1 案例故事

杭州智慧城市

智慧城市是指在城市发展过程中，充分利用物联网、互联网、云计算、IT、智慧分析等技术手段，对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求，进行智慧的感知、分析、集成和应对，为市民提供一个更美好的生活和工作环境，为企业创造一个更有利的商业发展环境，为政府构建一个更高效的城市运营管理环境。

如果不带现金，只带一部手机出门，在哪座城市可以生活得最好？答案是杭州。北京大学互联网金融研究中心2016年4月发布的互联网金融发展指数报告称“杭州超京沪，排名第一”。

2016年10月，杭州市政府在云栖大会上宣布推出“城市大脑”智慧城市建设计划，将为这座拥有2200多年历史的城市，安装一个人工智能中枢——杭州城市数据大脑，如图1-25所示。让大数据帮助城市来做思考、决策，将杭州打造成一座能够自我调节、与人类良性互动的城市。

杭州将围绕城市管理、产业经济、社会民生、资源环境、基础设施等5方面的智慧应用，建立全面立体感知、安全可靠传输、智慧高效处理的智慧城市基础支撑体系。

1．智慧交通

杭州交通信息资源云平台实现了交通、交警、城管、铁路、民航等单位和公交、地铁、水上巴士、公共自行车、出租车五位一体公交体系相关数据的接入和整合，包括高速公路流量、营运车辆GPS、城市道路路况、公共停车泊位、公交车GPS、公共自行车借还数、地铁客流、铁路客货运量、萧山机场旅客流量、长途班车客流量等。路上堵不堵、哪里有空的士、哪个公共自行车点有空位？只要有一部手机，安装“交通杭州”APP（见图1-26），出门前动动手指，就可以将出租车、公共自行车、火车、航班等所有出行信息全部查清。

以公交车为例，只要输入起点和终点，系统就会自动显示多条供参考的线路，市民可以根据需求自行选择最佳公交线路，如图1-27和图1-28所示。如果想去的地方比较近，想骑自行车去，那么单击“自行车”选项系统就会自动显示离自己最近的租赁点，并显示可借数量和可还数量，如图1-29所示。还有一个功能最适合路盲了，想去哪里，单击“市内出行”，选择起点和终点，系统就会列出包括自行车、公交、出租车等多种通行方案，而且按最少时间、最短路程和转乘最少来排列，供自己参照，一目了然。

2．智慧水资源

在杭州，由于水管老化、道路修建等原因无法更换水管，自来水管的漏损率一直保持在12%左右。折算成水量就意味着每天要漏掉14万吨以上的自来水，一年损失5000万吨，相当于5个西湖的水量。不仅如此，大量自来水通过管网渗漏和地下空间渗漏，既造成水资源的浪费，又易形成大面积塌陷，造成巨大的安全事故。

杭州“智慧水资源”是利用现代化通信、物联网、遥测遥感等技术，按照“覆盖到面、监测到线、控制到点”的原则，实现水资源领域的水质水情监测、水资源管理、水利政务、饮水安全等主要业务的多层次、全方位的水利现代化、信息化、智慧化，有效提高杭州水资源利用水平。

3．智慧医疗

把市民卡信息绑定“杭州智慧医疗”APP（见图1-30），就可以同时享受所有市属医院网上挂号分时段预约、手机第一时间查看检查结果、医生咨询随访等。有了这个APP，相当于把医院装在了口袋里。

打开“杭州智慧医疗”APP首页，单击智能分诊，页面会出现“人形”，哪里不舒服点哪里，随后进入模拟临床医生问诊流程，推断出可能的疾病，并配有该疾病的详细介绍，建议去哪个科室就诊等信息，如图1-31所示。

医院一些检查检验报告结果常常需要等候几个小时甚至几天，路远或者外地的患者很不方便。现在通过手机“杭州智慧医疗”APP软件就可以很方便地查询检验检查报告，同时还提供检查检验单参考值范围，方便患者对比参考病情，如图1-32所示。

4．智慧城管建设

建立城市管理各环节全面感知、智能分析、信息共享、协同作业的统一平台，在城市公共设施精细化管控、公共安全应急预警、执法管理强化监督、环境卫生网络监测等方面，全面提升和完善城市管理功能。系统面向城管单位提供市政设施主动式监管、市政车辆定位跟踪、城市环境监测、卫生质量预警、重点地界智能监管等服务。

杭州市城管委推出了“贴心城管”APP，如图1-33所示。它整合了停车、便民服务点、行政审批等各类城市管理信息与服务，可为市民公众提供实时准确的城市服务便民信息，还推出了智慧照明、智慧节水、智慧停车、智慧手环、管道机器人等多种城市管理应用。

以“我来爆料”为例，一旦市民发现城市管理中的紧急问题，如路面塌陷、井盖丢失、水管爆裂等，就可以进行现场拍照，或添加语言，向城管部门反映相关情况。城管部门会实时跟进问题的处理情况，并用图片、文字等方式将处理进展实时反馈给市民，以便其了解自己所关心的问题，如图1-34所示。

1.2.2 知识提炼

“智慧地球”是IBM公司首席执行官彭明盛于2008年首次提出的新概念。他认为，智能技术正应用到生活的各个方面，如智慧的医疗、智慧的交通、智慧的电力、智慧的食品、智慧的货币、智慧的零售业、智慧的基础设施甚至智慧的城市，这使地球变得越来越智能化。

按照IBM的定义，“智慧地球”包括3个维度：第一，能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化；第二，促进世界更全面地互联互通；第三，在上述基础上，所有事物、流程、运行方式都将实现更深入的智能化，企业因此获得更智能的洞察。

根据设想，在“智慧地球”时代，IT将变成让地球智慧运转的隐性能动工具，弥漫于人、自然系统、社会体系、商业系统和各种组织中，如图1-35所示。

1．智慧农业

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件，通过移动平台或者计算机平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。

2．智慧物流

智慧物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维、感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。即在流通过程中获取信息从而分析信息作出决策，使商品从源头开始被实施跟踪与管理，实现信息流快于实物流。即可以通过RFID、传感器、移动通信等技术让配送货物自动化、信息化和网络化。

3．智慧交通

智慧交通是在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、自动控制、移动互联网等技术，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续发展服务。

4．智能工业

智能工业是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段。工业和信息化部制定的《物联网“十二五”发展规划》中将智能工业应用示范工程归纳为：生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测，促进安全生产和节能减排。

5．智慧医疗

智慧医疗通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化。

6．智能家居

智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，还兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至节约各种能源费用。

7．智能安防

物联网技术的普及应用，使得城市的安防从过去简单的安全防护系统向城市综合化体系演变，城市的安防项目涵盖众多领域，有街道社区、楼宇建筑、银行、邮局、道路监控、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等。特别是针对重要场所，如机场、码头、水电气厂、桥梁大坝、河道、地铁等场所，引入物联网技术后可以通过无线移动、跟踪定位等手段建立全方位的立体防护。形成整体城市管理系统、环保监测系统、交通管理系统、应急指挥系统等应用的综合体系。

8．智能电网

智能电网就是电网的智能化（智能电力），也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和保护用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

9．智能环保

智能环保是借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，可以实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。

1.2.3 聚焦生活

感知太湖，智慧水利

“太湖美，美就美在太湖水。”一曲歌谣，唱出了太湖碧波荡漾、山清水秀的景象。然而，曾经背负盛名的太湖，近几年却频频因环境污染和生态危害见诸媒体。无锡市民一定不会忘记2007年夏季的那一天，他们如往常一样打开水龙头，迎来的却是刺鼻的气味。太湖蓝藻大规模暴发，让“太湖明珠”无锡市因此经历了一场严重的用水危机，如图1-36所示。

2010年3月25日，由无锡市水务局组织实施的“感知中国”物联网产业应用示范工程——“感知太湖·智慧水利”一期示范工程项目启动。该示范项目是一套集防汛决策、水文监测、蓝藻治理、湖泛处置和水资源管理等诸多水利科技于一体的物联网决策指挥管理系统，如图1-37所示。

目前，太湖里已经安放了好几百个球状浮标，上面有一根杆子，杆子上安置了一块太阳能芯片，浮标下面可以探测水里的蓝藻含量。如果太湖水里的蓝藻含量超标，则芯片中的感应器就会通过无线网络向主控制台发出信号，控制台收到信号后，立刻安排打捞船和工作人员前去打捞。模拟“地球”上显示一片蓝色的水体中出现了逐渐增大的绿色区域，绿色区域代表面积在扩大的蓝藻，主控制台收到信号后，模拟“地球”上出现了3艘白色的船从3个不同方向驶向蓝藻区域，很快将蓝藻打捞干净，如图1-38所示。

无锡的环太湖区域已密布了86个水质自动监测站。其中，浮动水质监测站15个，覆盖了主要出入湖河流断面、行政交界断面、重点监视河流断面和主要饮用水源地等重点区域。监测站实行24h不间断监测，一旦出现水质突发污染，相关人员的手机会立即收到信息。

湖中心的监测点中设有监测蓝藻及水质的传感器与高清晰摄像机，可将蓝藻信息传给信息中心记录，同时自动调动最近的蓝藻打捞船打捞蓝藻；信息中心通知打捞船到藻水分离公司；藻水分离公司自动通知并调动最近的处理厂的车辆运输蓝藻。在资源化再利用基地设立监控装置，对蓝藻再去向进行跟踪，同时在杨湾藻水分离站内对蓝藻的打捞全过程进行实时监控及智能化指挥。

以往对太湖及入湖河道水质监测主要依靠人工巡视采样，费时费力且成效不高。现在使用物联网技术，通过在太湖水域内布放传感器和浮标搜集信息，再通过通信网络将搜集到的信息传到控制平台进行数据分析和处理，就可及时采集太湖水域的水质变化信息，洞悉各种污染源的排污情况，做到对水文动态的实时监控。

1.2.4 能力拓展

日前，智慧医疗在各大医院都有了不同程度的应用，请挑选一家医院，走进该医院进行实地调查，了解其智慧医疗方面的应用，并完成表1-2的填写。