11.1  智慧城市的技术瓶颈

智慧城市引起了各级政府的高度重视，智慧化的应用在各城市里层出不穷，涉及能源、交通、金融、农业、制造、家居等各行各业，实际应用的种类已达数百种之多。

然而，在智慧城市广受关注的同时，我们又应该看到，目前的智慧城市应用虽然种类繁多，但是其应用的领域和规模都存在一定的局限性，呈现典型的初级阶段特征。

1．局限在一些简单的数据采集和数据传输的应用场景

目前的智慧城市应用大多是一些处理数据采集和数据传输的简单场景，例如在环境监控行业中节点自动采集各种环境参数，上传到远程平台。这种模式的应用，一方面节点不进行大量的智能判断，仅简单上传数据；另一方面，一种类型的节点（如温度采集节点）与其他类型节点（如电表读数节点）之间不进行直接的数据交互。

简单数据采集和数据传输模式虽然有一定的应用领域，但是无法处理更多的复杂需求。现实世界中，还有很多复杂的情况，需要不同类型节点协同进行智能计算的应用领域，例如英国生命信托基金会曾经描述了一种未来的全智能化老年公寓，在公寓的地板、家电等各个地方均植入电子芯片装置，如果老人走出房屋或摔倒，地面安全传感器会立即通知医护人员或亲属；冰箱里的牛奶翻倒撒出，或是锅在炉灶上无人看管，冰箱和厨房的传感器也会发出警报；自动化“药剂师”会提醒老人准时吃药；娱乐传感器则在老人进门时自动播放主人喜爱的音乐，并适时调节暖气和灯光等。这样的需求场景就需要各节点具备协同智能计算处理的能力，现有的技术还无法满足这样的需求，即使可以实现，代价也非常高昂，难以商用。

2．局限在一些对数据的安全性、实时性和可靠性要求不高的应用领域

现有的很多智慧城市典型应用是进行一些普通的数据采集和传输，或做一些普通级别的控制操作，如电表读数的采集，家用电器的控制等，这类普通的应用对于数据的安全性、实时性和可靠性的要求均不高，万一出现数据被盗用、篡改等情况，不会引起非常严重的后果，一般情况下，也就是造成测量数据错误，或者设备非法控制操作等问题。

而有一些领域一旦数据错误、丢失、延时，将会造成不可挽回的损失，例如医疗手术控制、火车等交通工具的控制、大型机械设备运转控制等，由于技术的限制，这样的领域目前物联网应用尚难触及。

3．局限在一些对设备没有特定要求的应用环境

目前智慧城市典型应用中，设备一般在较为适宜的环境下工作。现实需求中，会有相当一部分的应用要求设备工作在相对恶劣的环境下，如航标的监控设备要求在水面上工作、车载设备要求在高温和高振动环境下工作等，有些特殊行业的设备可能面临极端高温和低温、瞬间温度剧变、腐蚀性等极端恶劣的工作环境，目前的传感器技术尚难以满足这些要求。

此外，现有大部分的应用对设备大小往往没有特殊要求，常见的设备，一般像一张名片大小，已经能适应目前绝大部分的应用场景。但今后随着智慧城市应用的发展，很多场景会要求物联网设备尺寸越来越小，这就对设备提出了较高的技术要求。

4．局限在一些节点数量不大的应用规模

目前的智慧城市应用虽然已经有一定规模，然而最多也不过数千个节点共同工作，还远没有达到数万、数十万、数百万海量节点规模。随着节点规模的增加，节点、网络的接入能力和数据处理能力要求将呈指数级增加，对节点组网速度、节点管理、协议高效性、数据并发等技术提出了全新的要求。

以上分析的智慧城市应用存在的局限性，很大程度上是由于技术上的瓶颈引起的。解决技术瓶颈，才能打破局限，扩展需求，将使智慧城市具有更加广阔的发展空间。目前主要存在四方面技术瓶颈。