在全球對提高可持續性、減少溫室氣體排放和廢棄物以及有效利用資源的需求推動下，世界各地的城市正在大踏步的向智慧城市轉型。智慧城市的設計其基本目標是改善城市運營以及提高居民的整體生活質量，是利用物聯網技術(shu)的(de)進(jin)步來有效管理城市資產、資源和服務。智(zhi)慧城市將現代(dai)城市生活的(de)各個方面數字化，包(bao)括公共事業、市政服務、交(jiao)通(tong)控制和公共交(jiao)通(tong)，以及水和廢棄物處理系(xi)統網絡。
全(quan)球城(cheng)市(shi)(shi)(shi)人口(kou)(kou)快速增長(chang)成為促進(jin)智慧城(cheng)市(shi)(shi)(shi)全(quan)面(mian)轉(zhuan)型的(de)關(guan)鍵驅動因素(su)。據估計，每(mei)周(zhou)有130萬人從農村(cun)遷(qian)移(yi)到(dao)(dao)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)地(di)區，而(er)聯合國預計，到(dao)(dao)2050年，世界上68%的(de)人口(kou)(kou)將(jiang)居住(zhu)在城(cheng)市(shi)(shi)(shi)中心。城(cheng)市(shi)(shi)(shi)人口(kou)(kou)的(de)增長(chang)給城(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)基礎設施帶來了(le)沉重壓(ya)力(li)，反之(zhi)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)也(ye)對環(huan)境以及我們有限(xian)的(de)自然資源造成了(le)巨大壓(ya)力(li)。
設計以人為本、以環境為中心的解決方案
智慧(hui)城(cheng)市的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)技術庫是(shi)(shi)基(ji)于(yu)互聯網和(he)通(tong)信技術。隨著實(shi)地(di)(di)的(de)(de)(de)傳感(gan)器(qi)和(he)連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)增多，以及數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)運行(xing)的(de)(de)(de)算法越(yue)來越(yue)多，必然會(hui)產(chan)出更智能(neng)、更高效的(de)(de)(de)決策。然而，我們應該(gai)謹慎地(di)(di)看待(dai)智慧(hui)城(cheng)市的(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)愿景，避免只關注(zhu)每(mei)個問(wen)(wen)題的(de)(de)(de)技術方(fang)面。智慧(hui)城(cheng)市設計(ji)試圖解決非常復雜的(de)(de)(de)人(ren)類(lei)問(wen)(wen)題。城(cheng)市是(shi)(shi)基(ji)礎(chu)設施、組織和(he)居(ju)民(min)的(de)(de)(de)互聯網絡。與每(mei)一個有機復雜系(xi)統(tong)(tong)一樣(yang)，它的(de)(de)(de)主要屬性在于(yu)其復雜性，而不是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)細分(fen)或子(zi)實(shi)體(ti)。正如二十世紀的(de)(de)(de)生態學先驅(qu)者所揭示(shi)的(de)(de)(de)那樣(yang)，為(wei)了獲得最佳結(jie)果，應該(gai)將這(zhe)些復雜的(de)(de)(de)系(xi)統(tong)(tong)（想想蟻(yi)群、表土層(ceng)或美(mei)國選民(min)系(xi)統(tong)(tong)）作(zuo)為(wei)一個整體(ti)來對待(dai)。單(dan)獨(du)與部分(fen)交互或修(xiu)改(gai)部分(fen)很少能(neng)引起整個系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)改(gai)進。換句(ju)話說，在我們的(de)(de)(de)城(cheng)市沖突(tu)中(zhong)(zhong)盲目地(di)(di)投入更多的(de)(de)(de)技術，最好的(de)(de)(de)情況是(shi)(shi)問(wen)(wen)題不再惡化(hua)，最壞的(de)(de)(de)結(jie)果是(shi)(shi)弊端大(da)于(yu)利好。我們需要記住，城(cheng)市是(shi)(shi)一個互聯互通(tong)的(de)(de)(de)實(shi)體(ti)網絡，一個大(da)規(gui)模的(de)(de)(de)社(she)會(hui)有機體(ti)。
因此，對(dui)于智慧城市采取(qu)更(geng)(geng)(geng)具(ju)建(jian)設性的(de)方法(fa)首先要將整(zheng)個(ge)(ge)城市系(xi)統視為一(yi)(yi)個(ge)(ge)整(zheng)體(ti)，如果解決一(yi)(yi)個(ge)(ge)問題而(er)不考(kao)慮其生(sheng)態狀況，那么可(ke)能(neng)會導致更(geng)(geng)(geng)多(duo)、更(geng)(geng)(geng)嚴重(zhong)的(de)問題。例如，一(yi)(yi)個(ge)(ge)城市的(de)目(mu)標可(ke)能(neng)是通(tong)過提高(gao)電力網絡(luo)效率來減(jian)少能(neng)源(yuan)消(xiao)耗，從而(er)減(jian)少溫室氣體(ti)排(pai)放(fang)。然而(er)，居民可(ke)能(neng)因為看到更(geng)(geng)(geng)便(bian)宜的(de)能(neng)源(yuan)賬單，不再嚴格限(xian)制自(zi)己的(de)能(neng)源(yuan)使用，這使得系(xi)統回到能(neng)源(yuan)平(ping)衡點，從而(er)消(xiao)耗與以前相同或更(geng)(geng)(geng)多(duo)的(de)能(neng)源(yuan)。
在這個程度上，智慧(hui)城市(shi)技(ji)術先驅(qu)者們需要(yao)強調(diao)其解(jie)(jie)決(jue)方案的(de)(de)(de)(de)全局影響以及在個體層面的(de)(de)(de)(de)相互關系。因(yin)此(ci)，一項可(ke)(ke)(ke)靠(kao)且可(ke)(ke)(ke)持續地顛覆城市(shi)運營方式(shi)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術，它(ta)必須(xu)考(kao)慮(lv)到城市(shi)的(de)(de)(de)(de)廣度和深度。雖(sui)然(ran)智慧(hui)城市(shi)的(de)(de)(de)(de)許多理想（抽象的(de)(de)(de)(de)現代(dai)設計、飛(fei)行(xing)投送無人機和自動駕駛汽車(che)）和共有的(de)(de)(de)(de)主題(ti)可(ke)(ke)(ke)能會成為現實，但(dan)這一愿景側重于(yu)技(ji)術解(jie)(jie)決(jue)方案，而將人的(de)(de)(de)(de)因(yin)素排(pai)除在外了。
使用 Wi-SUN連接各個節點
Wi-SUN網絡架構
對(dui)人類和環境價值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)調并沒有削(xue)弱當前技術(shu)(shu)解決方(fang)(fang)案(an)所提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)豐富性，這里說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)(shu)解決方(fang)(fang)案(an)即大(da)數(shu)據和物(wu)聯網(wang)。物(wu)聯網(wang)網(wang)絡顯露(lu)了可以引發巨大(da)建設(she)性影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)寶貴杠桿(gan)點，而(er)城(cheng)市(shi)(shi)規(gui)劃者(zhe)才剛剛開(kai)始挖掘它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潛力。技術(shu)(shu)參與者(zhe)必須成為(wei)智(zhi)慧城(cheng)市(shi)(shi)發展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指南，并確保城(cheng)市(shi)(shi)部署靈活且(qie)包容的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自適應無(wu)線平臺。隨(sui)著(zhu)越來(lai)越多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)公司(si)和組織認識到設(she)計(ji)高效智(zhi)能城(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)獨特(te)細微差別，電子行(xing)(xing)業正在(zai)朝著(zhu)智(zhi)能城(cheng)市(shi)(shi)應用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)線標準(zhun)化發展、邁(mai)進。2011年(nian)，一群有遠見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)領導者(zhe)發起了基于IEEE 802.15.4g標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可互操作智(zhi)慧城(cheng)市(shi)(shi)網(wang)絡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)構想，成立了Wi-SUN（無(wu)線智(zhi)能泛在(zai)網(wang)絡）聯盟(meng)。Wi-SUN擁有超過300家成員公司(si)，利用廣泛采用且(qie)久經驗證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)業標準(zhun)來(lai)實現(xian)開(kai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、可互操作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決方(fang)(fang)案(an)生態系統(tong)，為(wei)未來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)慧城(cheng)市(shi)(shi)網(wang)絡提(ti)供了無(wu)限可能。
Wi-SUN場域網絡(luo)(luo)(FAN)是一種高度穩健、低(di)(di)(di)功耗的(de)(de)物聯(lian)網無(wu)線網狀網絡(luo)(luo)，它(ta)擁有(you)眾(zhong)多支持(chi)(chi)大規模(mo)物聯(lian)網網絡(luo)(luo)的(de)(de)數(shu)據速率(lv)(lv)選項。將 Wi-SUN確立為真正的(de)(de)智慧(hui)城市(shi)協議(yi)，其原因在(zai)(zai)于它(ta)可(ke)以(yi)(yi)支持(chi)(chi)現有(you)和(he)新(xin)興應(ying)用(yong)的(de)(de)可(ke)擴展性、安(an)全性、互操作性和(he)廣度。Wi-SUN還允許使(shi)用(yong)模(mo)式(shi)切換技術去(qu)根據應(ying)用(yong)需求來調整(zheng)數(shu)據速率(lv)(lv)。到目前為止(zhi)，大多數(shu)智慧(hui)城市(shi)應(ying)用(yong)還一直(zhi)在(zai)(zai)使(shi)用(yong)專有(you)網絡(luo)(luo)，這(zhe)些專有(you)網絡(luo)(luo)通(tong)常(chang)是為特定應(ying)用(yong)設(she)(she)計的(de)(de)，安(an)全性和(he)升級(ji)靈活(huo)性有(you)限(xian)。它(ta)們通(tong)常(chang)還使(shi)用(yong)“星型”架構，其中的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)要與(yu)基站接收器進行通(tong)信。另一方面，Wi-SUN是一種自構建(jian)、自修復(fu)的(de)(de)網狀網絡(luo)(luo)，支持(chi)(chi)數(shu)千個節(jie)點(dian)，不依賴于一個基站，從而(er)提高了其可(ke)靠性和(he)彈性。Wi-SUN FAN架構可(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)有(you)連(lian)接問(wen)題時不斷地(di)在(zai)(zai)這(zhe)數(shu)千個節(jie)點(dian)之間重新(xin)路由數(shu)據，讓設(she)(she)備(bei)(bei)在(zai)(zai)最(zui)需要的(de)(de)時候（例如在(zai)(zai)極端風暴、網絡(luo)(luo)攻擊、和(he)/或電力使(shi)用(yong)限(xian)制(zhi)導致輪流(liu)停電）獲得完(wan)整(zheng)的(de)(de)網絡(luo)(luo)連(lian)接以(yi)(yi)及整(zheng)個城市(shi)的(de)(de)持(chi)(chi)續(xu)服務支持(chi)(chi)。與(yu)傳統的(de)(de)LPWAN（低(di)(di)(di)功耗廣域網）相(xiang)比，Wi-SUN提供更高的(de)(de)數(shu)據速率(lv)(lv)和(he)更低(di)(di)(di)的(de)(de)延遲（見表(biao)格），以(yi)(yi)及低(di)(di)(di)功耗、安(an)全性和(he)互操作性。
此外，Wi-SUN FAN在數據速率和能(neng)耗方(fang)面提供了(le)靈活性(xing)(xing)，使(shi)用戶能(neng)夠(gou)更(geng)廣泛(fan)地處理智慧(hui)城(cheng)市和其(qi)他應用。智慧(hui)城(cheng)市應用對底層網絡基礎設施(shi)提出了(le)很高的要求，需要高度的安全性(xing)(xing)、可(ke)靠(kao)的連接性(xing)(xing)、發生故障或條件變化時的彈性(xing)(xing)等等。Wi-SUN FAN
以極少的額外基(ji)礎設施，在從(cong)農村到(dao)人口密集(ji)的城市社區的各種地形環(huan)境中提供安(an)全、經濟高(gao)效且彈性(xing)的連接。
今天的智(zhi)慧城市(shi)發展面向智(zhi)能(neng)(neng)計量、智(zhi)能(neng)(neng)路(lu)燈(deng)系(xi)統(tong)、公(gong)共安全、交通監(jian)控、噪(zao)音檢測和污染監(jian)控，所有這些都(dou)是Wi-SUN的應用目標。Wi-SUN也非(fei)常適合的其他領域，例如將智(zhi)能(neng)(neng)城市(shi)傳(chuan)感(gan)器（廢(fei)棄(qi)物管理、自動售(shou)貨機）和DER（分布式(shi)能(neng)(neng)源）集成到電(dian)網中。
保護我們城市最易受攻擊的資產
Wi-SUN 的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)優(you)勢是(shi)(shi)該協(xie)議(yi)實現差異化的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)(yi)個(ge)因素(su)，為智慧城市的(de)(de)(de)(de)(de)設計創(chuang)造了巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)機會。隨著醫院、政(zheng)府機構(gou)、公共交(jiao)通(tong)、商(shang)(shang)業(ye)組(zu)織和(he)(he)電網(wang)越來越容易受到網(wang)絡(luo)攻(gong)擊，必(bi)須制(zhi)(zhi)定對風險的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)容忍安(an)全(quan)(quan)標(biao)準。城市正在(zai)成為互(hu)聯城市網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)節(jie)點，而(er)互(hu)聯城市系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)薄(bo)弱(ruo)程(cheng)度取(qu)決于其最(zui)薄(bo)弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)(de)環節(jie)，這就使在(zai)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)(quan)性方面不(bu)能做(zuo)任何妥協(xie)。Wi-SUN為其用戶的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)和(he)(he)保(bao)障而(er)創(chuang)建(jian)，具(ju)有許多內置的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)(quan)功(gong)能以確(que)保(bao)操作安(an)全(quan)(quan)，其中(zhong)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)項(xiang)是(shi)(shi)安(an)全(quan)(quan)認證(zheng)(zheng)，可一(yi)(yi)(yi)直追溯到云(yun)提供商(shang)(shang)，要(yao)知道(dao)目前(qian)這并不(bu)是(shi)(shi)大(da)(da)多數(shu)協(xie)議(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準規(gui)(gui)范。Wi-SUN還(huan)在(zai)設計網(wang)絡(luo)時遵循(xun)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)(quan)規(gui)(gui)則，以確(que)保(bao)可靠運行(xing)，包括端到端安(an)全(quan)(quan)、加密(mi)、密(mi)鑰管(guan)理(li)和(he)(he)安(an)全(quan)(quan)漏洞時的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)絡(luo)隔離(li)。Wi-SUN的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)獨特功(gong)能是(shi)(shi)其本地公鑰基(ji)(ji)礎(chu)設施(PKI)集(ji)成、基(ji)(ji)于證(zheng)(zheng)書的(de)(de)(de)(de)(de)相互(hu)身份(fen)驗證(zheng)(zheng)以及經過(guo)驗證(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)加密(mi)和(he)(he)密(mi)鑰交(jiao)換算法。Wi-SUN FAN訪問控(kong)制(zhi)(zhi)基(ji)(ji)于PKI并仿照Wi-Fi安(an)全(quan)(quan)框架。每個(ge)Wi-SUN設備還(huan)具(ju)有由認證(zheng)(zheng)機構(gou)在(zai)其制(zhi)(zhi)造點簽署的(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)(yi)(yi)證(zheng)(zheng)書。
智慧(hui)城(cheng)(cheng)市(shi)計劃(hua)將人類生活質量和(he)環境影響提(ti)升到更高標準(zhun)，而與城(cheng)(cheng)市(shi)基礎(chu)(chu)設(she)施生態系(xi)統合作并(bing)在其系(xi)統內工作的(de)企業(ye)可能(neng)會獲(huo)得最大的(de)回報，因為(wei)他們(men)的(de)項目有更高的(de)可持續成(cheng)功的(de)機會。Wi-SUN在構(gou)建(jian)過程中牢記(ji)這一理念，其技(ji)術特性使城(cheng)(cheng)市(shi)規劃(hua)師和(he)技(ji)術架構(gou)師能(neng)夠成(cheng)功連接(jie)城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)基礎(chu)(chu)設(she)施并(bing)適應未(wei)來發展，最終為(wei)居民和(he)環境資(zi)源帶(dai)來利益。
在未來幾(ji)年，我們將繼續(xu)看到(dao)物聯網(wang)的(de)進(jin)(jin)步將影響全世(shi)界向智(zhi)慧城市(shi)去(qu)過渡。在改造城市(shi)基礎(chu)設(she)施和市(shi)民生(sheng)活(huo)(huo)時(shi)，如何平衡(heng)城市(shi)的(de)眾(zhong)多要素仍然是非常重要的(de)，正如在個人和群(qun)體(ti)層(ceng)面去(qu)平衡(heng)如何推(tui)進(jin)(jin)技術(shu)、促進(jin)(jin)可持續(xu)性(xing)和提高生(sheng)活(huo)(huo)質(zhi)量(liang)。
