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关键词:智慧停车;城市交通;建设要点
近年来,我国机动车保有量迅猛增加,受城市建设初期布局影响,车位配建指标不到位、车库布局不合理等因素,导致现有停车设施无法满足停车需求,停车资源未被有效利用,停车矛盾日益凸显。随着云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、自动化、5G、区块链等新技术发展及应用,智慧停车技术日益成熟,已成为缓解城市停车难问题的有效措施。
1建设背景
(1)车位配建不足,供需矛盾突出。受车位配建不足和土地利用性质影响,城市停车供需矛盾突出区域主要分布于老旧小区、核心商圈、医院以及学校等,应合理配建刚需泊位,合理抑制非必要的停车需求。(2)余位信息闭塞,泊位利用不均。受限于停车诱导信息延误,用户无法实时准确获取余位信息,寻泊时间长、效率低、分布不均的泊位资源未能得到高效利用,如部分路段及停车场因缺乏有效管理,导致“僵尸车”长期占用稀缺泊位资源。(3)停车多头管理,管理效率较低。城市各类停车场的权属、运营模式、设备品牌等涉及的部门呈现多元化特点。停车收费方式多为人工,人力成本投入较大,收费信息不透明,造成管理混乱。(4)停车不够便捷,出入周转不畅。国内大多数停车场普遍存在设计缺乏科学和人性化等现象,如半自动机械车库对驾驶人员的倒库要求严苛,必须配备专业操作人员,易造成人车损伤。较多停车场不支持自助缴费或未有效推广电子支付方式,高峰期出口收费拥堵。(5)公共意识淡薄,出行只图己便。停车资源作为一种稀缺的公共资源,应有效管理和适当抑制,公众普遍缺乏对停车收费和绿色出行的认知。
2建设要点与发展前景
2.1建设要点
城市级的智慧停车平台建设内容可以概括为“一中心,五系统”:以城市停车运营管理中心为中心,兼顾道路停车管理系统、路外停车管理系统、城市停车诱导系统、停车大数据采集处理系统、城市停车管理服务软件五大系统。根据各城市的停车现状和管理需求,开展智慧停车顶层设计,制定智慧停车平台建设的技术方案和标准规范,同步研究和出台配套政策及管理办法。建设智慧停车示范工程,定制开发核心业务软件,统一数据标准,接入典型停车场信息数据,实现智慧停车平台核心功能并示范应用。新建、改造、升级全市停车设施或设备,逐步接入全市停车信息,与其他第三方数据平台进行数据共享,实现停车资源统筹调配,挖掘停车大数据的社会经济价值。城市智慧停车顶层设计技术路线如图1所示。(1)道路停车管理系统。道路停车资源整合较易,但难以高效管理,道路停车管理技术手段主要包括PDA、地磁、高位视频、低位视频、移动巡检、ETC、北斗定位等,应结合各个城市的现状特点及管理需求,从成本、逃费率、便捷性、市场占有率等方面对技术手段进行综合评估、组合应用。系统如图3所示。(2)路外停车管理系统。路外停车主要以封闭式管理为主,涉及车牌识别、车位引导、反向寻车、车位预约、电子支付以及智能机械车库等技术。其中,人工智能新技术在停车管理场景的应用以及“ETC进城”发展前景良好。(3)城市停车诱导系统。城市级的停车诱导系统通常采用三级停车诱导方案,即一级城区诱导、二级区域诱导、三级场库诱导。停车诱导系统的建设要点在于诱导屏的规划选址和研究评估,故必须充分做好前期踏勘考证工作,统筹考虑诱导屏信息覆盖区域、取电方案及周边绿化、标识标牌的遮挡等问题。项目过程中需要结合实际情况,复用既有智能交通诱导屏,实现路况信息和停车场信息统一,节约建设成本,实现资源复用。(4)停车大数据采集处理系统。停车大数据的采集、管理、展示是城市级智慧停车平台建设的核心内容,城市各停车场管理主体分散,智能化水平参差不齐,需要结合不同停车场智能化程度进行针对性技术方案分析。通过云平台对接、数据库采集或更换出入口管理设备等方式,逐步实现全市所有停车场(库)数据资源的整合接入。海量的城市级动态停车数据需要借助云计算、大数据等技术进行存储和处理,才能发掘更多数据价值。建立静态交通大数据中心时,条件允许的情况下优先复用当地政务云进行资源弹性分配,结合智慧城市建设,实现动态交通和静态交通数据的互联共享,如图4所示。(5)城市智慧停车管理服务软件开发。停车大数据的应用和展示是面向多用户的软件体系,需要根据具体服务对象,开发满足不同功能需求的软件系统。主要依托城市智慧停车管理与服务软件,面向公众,开发具有停车导航、停车查询、泊位预约、电子支付、车位共享等功能的App或公众号;面向运营管理企业,开发具有停车运营收费管理、设备维护管理、报表统计分析等功能的后台管理或手持终端软件;面向政府主管部门,开发具有停车指数分析、公众满意度评价等功能的分析决策软件。城市级智慧停车管理服务软件应根据城市不同的停车现状、管理需求、技术手段、政策法规等内容进行定制开发和迭代升级。(6)城市静态交通指挥中心。城市智慧停车运营管理中心是用于支撑城市停车运营管理的静态交通指挥中心,中心应集大屏展示、视频监控、语音会议、综合布线等系统于一体,实现城市智慧停车的运营指挥、管理调度及决策展示等功能。静态交通指挥中心的建设在有条件的情况下可采取与智慧城市或智慧交通指挥中心建设相结合的模式,实现联动管理和资源复用。注重智慧停车建设、运营一体化,平台的运营管理人员在项目前期建设时提前参与介入,实现平稳过渡,避免前后脱节。
2.2发展前景
(1)设计施工精细化。通过对停车场建筑风格、结构、交通组织、智能系统等方面进行精细化设计与实施,体现不同类型停车场的特色亮点,提升停车场的建设品质,注重建设效果,推广设计采购实施一体化的建设模式。(2)运营管理规范化。制定停车行业标准,通过专业的停车运营管理企业实现停车场统一、规范运营,提升停车场管理效率和服务品质。(3)停车服务便捷化。通过研发更人性化、智能化的停车服务软件,为公众提供更全面的服务,使公众出行停车体验更便捷。(4)分析决策科学化。通过挖掘停车大数据的社会经济价值,为相关部门制定更科学合理的停车设施规划、停车收费标准、停车管理政策提供决策依据,促进城市停车建设管理高质量发展。
3结语
城市静态交通治理作为一项综合性、复杂性的系统工程,需要充分重视智慧停车顶层设计工作,立足各城市的停车管理现状,因地制宜选取技术手段并配套完善的管理制度与保障体系,结合新兴技术实现停车资源高效整合与利用,以发挥停车大数据的社会经济价值。
参考文献
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[4]叶柄杨.浅析智慧停车在智慧城市建设中的发展现状与瓶颈[J].中国安防,2019(10):50-54.
关键词:智能家居,智慧城市,应用
1、引言
近年来,虽然智能家居行业在我国发展的时间较为短暂,但是恰恰迎合了时代的发展需求,有着巨大的发展前景。智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
2、相关概念
2、1智能家居
又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。智能家居是一个居住环境,是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境,实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building),在中国香港和台湾等地区,还有数码家庭、数码家居等称法。智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。
2、2智慧城市
智慧城市是指充分借助物联网、传感网,涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域,把握新一轮科技创新革命和信息产业浪潮的重大机遇,充分发挥信息通信(ICT)产业发达、RFID相关技术领先、电信业务及信息化基础设施优良等优势,通过建设ICT基础设施、认证、安全等平台和示范工程,加快产业关键技术攻关,构建城市发展的智慧环境,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,面向未来构建全新的城市形态。
3、智能家居与建设智慧城市的关系
智能家居是住宅智能化的核心,也是建设智慧城市的必要步骤。智能家居能够为家庭提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。如果每个家庭、每个居住区都拥有了智能家居,那么,居住在这个城市的人们,就能够感受到智慧城市的魅力。可以说,智能家居是建设智慧城市的一个系统。智慧城市建设,必然离不开智能家居的应用。
4、智能家居在建设智慧城市中的应用
4、1一般应用
最近两年,人们会在电视节目、报纸、网络媒体中经常性看到关于智能家居产品的报道,像家里没有人,有小偷进入或者发生火灾,主人可以第一时间知道,并做出处理等等。而且,智能家居产品,可以满足上班族特别是白领的很多需求,他们只需轻轻按一两个键就可以实现家庭监控﹑预警等诸多功能。对于一个家庭智能家居系统产品来说,起码应包括娱乐﹑安防﹑家庭自动化等几方面的产品。(1)娱乐包括数字客厅﹑智能影音﹑电影厅﹑配套音视频面板﹑喇叭等,主人在家就可以享受到家庭影院的效果。(2)安防产品主要包括声光警告﹑光电对射﹑红外等。安防产品可以实现当有陌生人闯入,监控系统首先会响起警报音,并且打开窗帘和灯光以吓阻闯入者,主人只需要通过电脑、手机或在卧室的电视机上就可以全程监控闯入者。同时,监控系统还可以自动通知小区的物业管理处,也可以联动110直接报警。(3)家庭自动化产品包括门禁系列、温控系列、感应系列、联网系列、调光系列等,这些产品可以让主人进入房间时,灯光、窗帘、背景音乐会自动打开,通过电脑、ipad、手机等可以根据不同场景设置各种模式,完成灯光、空调、地暖、背景音乐等控制。
4、2案例应用
在一个具体的智能家居工程案例中,包括的内容有:
4、2、1入户门
(1)入户门设置灯光感应器,主人回家或客人来访时,灯光自动打开,方便主人开锁和客人按门铃,灯光过后会自动延时熄灭。(2)入户门设置室内定点监控控摄像机,记录进入人员的出入情况。实现24小时监控。
4、2、2大厅
(1)大厅内设置自动照明开关,主人进入灯光自动打开,方便主人行走和操作触摸屏,并延时熄灭。(2)大厅集中控制触摸屏:可实现的功能有:1)开启大厅部分灯光;大厅全部灯光系统,直达主卧室的灯光系统。2) 开启宅内背景音乐系统。3)可设置“回家模式”,完成撤防、开启大厅灯光、开启指定区域背景音乐、开启指定区域空调、采暖系统。4)可设置“离家模式”按键:完成安防设防,关闭全宅灯光、空调、地暖、背景音乐等工作。5)可设置全宅灯光的全开或全关,也可设置迎客模式键,大厅和起居室的灯光全部打开,喜迎客人;当主人进入衣帽间或洗手间,灯光自动打开,延时并于离开后熄灭。
4、2、3自动车库识别
(1)主人开车到达车库门时,按动车库门遥控开关,车库门自动打开,车辆进入后,主人下车,灯光自动打开,并延时等主人离开车库后熄灭。(2)车库进入室内的门口设置情景面板,可启动“夜间回家模式”(联动撤防、启动制定区域空调/采暖系统、同时打开大厅或起居室等制定区域的灯光;或者一键启动门口到主卧室沿途的灯光照明);当离家时,在进入车库前一键启动“离家模式”,(联动设防、关闭制定区域空调/采暖系统、灯光系统、音视频电源系统,窗帘系统,泳池设备等等子系统)。(3)主人进入室内后,走廊灯光自动打开,穿过走廊后,灯光自动熄灭。
关键词:
智慧小区;物联网;应用设计
中图分类号:TP903.4文献标识码:A文章编号:10053824(2013)06005704
0引言
全球经济国际化和社会信息化的浪潮汹涌澎湃,通信和IT产业的发展正在极大地改变人们工作、居住和生活的方方面面。IT技术向传统的建筑行业快速渗透,建筑行业的智能化水平得到快速发展,从早期的楼宇智能化逐步发展到住宅小区智能化,住宅小区智慧化是IT产业向传统建筑产业和人们生活渗透的必然结果,是社会信息化发展的必然趋势。
所谓住宅小区智能化,是指通过综合配置住宅区内的各功能子系统,以综合布线为基础,通过计算机网络实现区内各种设备管理自动化的新型住宅小区。普遍认为智能化住宅小区也是“三A”系统,即安全自动化(safe automation system,SAS)、通信自动化(communication automation system,CAS)和管理自动化(management automation system,MAS)。SAS包括室内防盗报警系统、消防报警系统、紧急求助系统、出入口控制系统、可视对讲系统、煤气泄露报警系统、室外闭路电视摄像监控系统和室外的巡更签到系统等;CAS包括数字信息网络、语音与传真功能、有线电视和公用天线系统等;MAS包括水、电、煤气的远程抄表系统、停车场管理系统、供水、供电设备管理系统和公共信息显示系统。
随着光网络、3G移动网络和物联网等新技术的不断应用,电信运营商正发挥自身的固话网络、宽带、3G移动网络、IT和物联网技术等优势,在社区信息化方面提供了丰富的产品和服务,形成了智慧小区的整体解决方案。智慧小区是当代科学技术在住宅产业中的综合应用,旨在改善住宅功能,优化居住环境,提高居住生活质量,使业主畅想信息社会新生活。
智慧小区的智慧来源于智慧城市。IBM自提出智慧地球以来,就提出了包括智慧交通和智慧医疗等在内的智慧城市。智慧城市包含全面感知,充分整合,激励创新,协同运作的意思,其更多是站在技术应用层面来讲怎么利用先进的信息技术使城市资源更加优化,让城市更加充满活力,使城市运作更加高效。本文研究的智慧小区就是如何利用先进的信息技术和物联网技术,使小区的资源和环境更加优化,使业主更为便利地享受高品质的家居生活,使住宅小区的管理和运营更加高效和安全,真正做到以人为本。
1物联网技术
物联网(internet of things,IoT)的概念最早出现在比尔・盖茨1995年所著的《未来之路》[1]中。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了被称为EPC系统的“物联网”构想,该构想主要建立在物品编码、射频识别RFID(radio frequency identification)技术和互联网的基础上[2]。
在我国,物联网以前被称为传感网,中科院早在1999年就启动了对传感网的研究。2005年国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式论述了“物联网”概念。报告指出世界上所有物体,从轮胎到牙刷,从房屋到纸巾,都可以通过物联网主动进行信息交换。RFID技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。物联网时代,在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通扩展到人与物之间的沟通。物联网实际上就是实现物物相连的互联网络,物联网的用户端延伸和扩展到任何物体和物体之间,使其进行信息交换和通信[34],如图1所示。
不同的视角对物联网概念的看法不同,所涉及的关键技术也不相同。可以确定的是,物联网技术涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程,需要在材料、器件、软件、网络、系统等各个方面都有所创新才能促进其产业链的全面发展。国际电信联盟报告提出,物联网主要需要4项关键性应用技术:标签物品的RFID技术、感知事物的传感网络技术(sensor technology)、思考事物的智能技术(smart technology)和微缩事物的纳米技术(Nano technology)。物联网作为传统技术的继承和延伸,其并不是一门新兴技术,而是一种将现有的、遍布世界的传感设备和网络设施连为一体的应用模式。我们需要做的是充分利用现有的信息设备,把人类社会与物理世界更好地连接起来,提高整个社会的信息化水平与智能化水平[2]。
2智慧小区的组成和功能
目前大多数住宅小区已经陆续具备了基本的智能化系统,如小区安防系统、视频监控系统和物业服务管理系统,也有一些高档小区实现了更高层次的智能化系统。但这些系统只是局部满足了业主和物业的需求,在系统的扩展性、稳定性、信息技术应用的全面性、业主生活的便捷性等方面还存在瓶颈和制约因素[5]。随着通信、IT、物联网技术的逐步应用,业主对小区智能化、信息化的需求也逐步提高,因而更高层次的数字小区、智慧小区也就应运而生。
本文提出的智慧小区物联网应用解决方案思路如下:一,从认识到体验、一切以用户为中心的人性化思路;二,从线上到线下,构筑全方位信息化体系的融合思路,最终实现将小区现有的、未来可能建设的设施、系统、功能等各种资源集中、统一、安全、人性化地融合,实现快捷、高效的超值服务和管理,为业主提供安全、舒适、绿色、宜居的人性化家居环境。按照智慧小区包含的产品功能、应用区域将智慧小区的功能组成分为3个大类:基础网络、智慧社区和智慧家庭,每个类别包括多项产品,既有已经普遍采用的智能化方案,也有全新的物联网应用解决方案,主要产品和功能说明见表1。
3智慧小区的物联网应用设计
在智慧小区涵盖的产品和功能中,已经普及的智能化产品在其它资料中多有论述,不是本文研究的重点,将不再详述,下面重点论述每个大类中物联网应用的相关解决方案。
3.1基础网络
基础网络包括光纤到户、小区无线网、数字家装布线和物联网平台+互联网平台。目前新建小区的网络建设主流采用FTTH全光网,有条件的小区在积极推动建设小区内的WiFi网络。数字家装布线通过数字、语音和视频综合布线,为业主精心设计家庭网络布线方案,可有效解决家庭语音通信、数据通信、网络互动影视等网络连接问题,为家庭信息化提供网络基础。下面重点研究物联网平台+互联网平台的解决方案。
传统的互联网平台着眼点在于信息服务与智能化、物业管理与安防智能化和住宅智能化等方面,通过计算机、通信网络、控制中心、IC卡等为小区管理提供技术手段。而新的智慧小区是要能实现信息、设备、人三位一体的信息化、智能化平台,让小区内现有的和未来可能应用的设施、系统、功能等各种资源实现集中、统一、安全和人性化的管理。物联网平台+互联网平台是小区建设中基本的一步,需要在物管中心设立智能监控中心,在小区内部每隔一定距离设置RFID卡读写器和定位器,形成覆盖小区范围的物联网无线骨干网络,承载所有小区智能系统的通信和定位功能的实现[67]。物联网与智能控制中心的计算机相连,实现物理网平台+互联网平台的建设,网络结构如图2。
3.2智慧社区
智慧社区涵盖的产品非常丰富,智能物业管理系统、视频监控系统、周界防范系统、智能可视对讲已经是小区的成熟解决方案,下面重点研究业主身份识别、手机一卡通、社区环境监控和社区路灯管理等物联网应用。
业主身份识别系统是为每一位业主配置基于RFID技术的身份识别卡,通过计算机系统可以将业主信息导入卡中,信息通过物联网平台进行交互,实现进入小区大门、楼栋单元门和家庭入户门时自动读取身份卡信息。当保安巡逻时携带手持读卡设备,能自动识别一定范围内所有携带身份卡的业主信息,可以识别没卡的外来闲杂人员,业主身份识别示意图如图3所示。
手机一卡通系统利用带一卡通功能的智能手机,将停车场管理、门禁管理、人行道管理、报案巡更、访客管理以及社区会所、商圈消费支付等归入系统统一管理,并与社区物业信息管理系统进行信息交互,实现一个智能手机号完成小区日常管理到消费购物等所有涉及需要刷卡行为的功能。
社区环境监控系统通过安装在业主家中的智能探头,可以实时了解室内温度、天然气浓度等信息,在异常情况时自动报警,降低安全事故发生几率。通过安装在小区各处的监控探头,实时了解小区的温度、噪声等环境信息,传送至物管中心,显示在小区的电子信息公布栏中,为广大业主进行提醒和服务,实现社区环境监控的功能。
社区路灯管理系统通过设置光线强度感知开关,红外线感知自动亮度调节器,实现损坏或非正常工作路灯自动报警功能,通过监控中心自动实现路灯节能管理。
3.3智慧家庭
随着业主需求的提升,智慧家庭的产品会越来越丰富,下面主要研究智慧家庭中的智能家居、弱势群体保障系统产品与功能。
家居系统中存在的主要问题是家居设施能耗过高、家庭安防手段落后、家用电器使用不便等[4]。人们对家居的追求从面积、位置、户型逐步提升到对整个家居安全、智能、健康、舒适等更高层次、更人性化的追求。智能家居是物联网应用的一个典型领域,它是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、智能控制技术、物联网技术将与家居生活有关的所有设备有机地结合在一起,具体来说是利用信息传感设备与家居生活有关的家电、安防和水电气设置集成,通过互联网进行监控和信息交换,构成高效的家居管理系统,提供安全、舒适、环保的居住环境。在智能家居方案中,每个家庭配备1台智能终端,通过该终端可以直接控制家中的家电、窗帘和灯光等各种设备,智能家居的无线组网示意图如图4所示。
弱势群体保障系统是通过物联网技术为家中的老年人和儿童提供远程医疗和安全定位服务,被保护人只需携带一块时尚的“手表”,就可以自动监控心跳、血压、血糖等健康指标,这些信息通过物联网传送到社区医院,医院的专家可以远程为被保护人进行会诊。在紧急情况下,被保护人可按呼叫功能,社区医院及时定位被保护人位置,并通知医护人员及时帮助和救护。定位功能还可以随时获取配卡的老人、儿童和宠物等的活动范围与轨迹,让被保护者时刻不脱离关注者的视线范围。
4结语
本文分析了智慧小区的功能与组成,重点研究了智慧小区的物联网应用解决方案。当然,衡量一个智慧小区解决方案的成功与否,并非仅仅取决于智能系统的多寡、技术的先进性或集成度,而是取决于整个系统设计和配置是否经济合理,使用、管理与维护是否方便。因此,要在智慧小区内运用好物联网技术,还要坚持以下几个设计原则:人性化、易用性、可靠性、开放性和可扩展性等,限于篇幅,这些内容将另文研究。
参考文献:
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一、 引言
移动通信技术以其用户可在通信覆盖区域内的任意位置、并可在移动的情况下通信而得到了大范围的推广应用,它在很大程度上推动了社会发展,解决了人们的基本通话需求,为人们的日常生活提供了方便[1]。
随着电子商品的更新换代,移动通信技术也一直处于稳步发展中,回顾它的发展历程,大致包含三个阶段:第一代移动通信以模拟信号传输为基础,以采用蜂窝网络结构实现频率的重复利用,这一技术解决了大区制容量低、活动范围受限制的问题,从而实现让成千上万的公众利用有限的频率资源进行大众化的通信;第二代移动通信主要是以数字信号为传输基础,除了满足改善通信质量、提高频率资源利用率和信道容量等要求外,提供低速率的数据传输能力也是其功能之一;第三代移动通信在第二代移动通信系统发展的基础上,吸收其优点并淘汰缺点,能够提供宽带服务等多媒体综合业务,实现全球漫游。
二、第四代移动通信技术
现阶段比较流行的第三代移动通信技术与现有无线技术相比,其功能要强大的多,但是由于同行业的竞争、与相关标准不兼容等问题也随着时间的推进不断显示出来,因此,人们迫切的要求设计出一套较完善的融合语音通信与数据通信的全球移动通信网络标准,将希望寄予第四代移动通信标准的制定,以解决兼容以及第三代所不能解决的问题。
2.1 第四代移动通信技术的优势
4G是第四代移动通信(The 4th Generation)的简称,其移动通信系统可以实现同其他通信系统的无缝衔接并与它们相互兼容[2]。第四代移动通信集可看作是3G 与WLAN的集合体,融合两者的优点于一身,除了能准确的传输数据之外,还可将高速传输高质量的视频图像以高速度的传输数据实现双向上传,可与高清晰度电视相媲美。4G系统可提供的下载速度为100Mbps,上传速度也可达到20Mbps,因其更高的数据率和频谱利用率,更可靠的安全性、智能性和灵活性以及更优质的传输和服务,所以几乎能够满足所有用户对于无线服务的要求。
在综合功能方面,第四代通信技术可以把媒体终端与自身所具有的功能融合到一起,通过媒体终端来实现资源分享,并提供无线通服务讯平台为信息传输提供支持,不限地点、时间、环境等因素的限制。利用第四代通信技术还可以提供资料、视频、图片的双向下载传递,实现无线区域环路(WLL)、数字广播(DVB)、数字音讯广播(DAB)等的无线通信增值服务。第四代通信合理的解决了兼容性问题,通过4G可以下载各式各样的通信软件,从而减少通信资费,基于目前的运营商竞争形势,使得4G的一些服务项目比3G的要实用、便宜的多[3]。
在容量方面上,可以通过在FDMA、TDMA、CDMA 基础上引入空分多址(SDMA)的途径来实现这一目标,据有关数据显示,其容量可达到3G容量的5~10倍[4]。第四代通信技术能将任意地址的宽带无障碍接入互联网。它的自适应资源分配功能,可以在任何环境条件下处理不断变化的业务流和信道条件,自组织性和灵活性在这一技术上得到了很大的体现,根据网络动态和自变化的信道条件,这一技术还可以保证低码率与高码率用户的共存,综合固定移动广播网络和其他的一些规则,对这些功能体积分布进行动态控制,支持视频会议、无线因特网等交互式多媒体业务。
2.2 第四代移动通信系统的网络结构和关键技术
第四代移动通信系统网络结构大致可分为物理网络层、中间环境层和应用网络层三个层面。三者中物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是完全开放的,可以以高速的无缝高数据率的无线服务效率为新的应用和服务发展提供平台,多个频带之间实现无障碍的高速运行。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量、低成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等[4]。
1)OFDM 技术:OFDM 技术是新型通信技术关键技术的重要组成部分,对无线网络的传输起着很大的作用。OFDM 技术的工作原理是将传统的通信系统信道进行划分,其划分方式以若干没有直接关系的正交子信道来体现,从而将原来传输速度较高的串行数据流划分成了很多传输速度相对较低的并行数据流,通过调制每一个子信道上所给予的子载波,在同一时间段内,将各个子载波进行并行传输,如此便可有效地保证信道的频率具有一定的选择性,也可确保通信网络中的每个子信道都具有平坦性。现有的数据表明,OFDM 技术的优点在相当大的范围内已得到认证,它的规避信号干扰的能力是毋庸置疑的,在保证系统频谱利用率及信传速率的的问题上,发挥了很大的作用,而针对通信性能的频率选择性衰落问题,也在很大程度上得到了解决[5]。
2)智能天线技术:这种技术的主要功能是抑制垃圾信号干扰、自动跟踪定位以及自动进行数字波束调节等功能,是4G 通信技术的关键技术。这一技术除了可以对抗信号在传输过程中的干扰和衰落之外,增加通信系统的总容量并快速实现移动台的定位也是其特有的功能之一,在信息传输性能方面占有不可替代的重要地位。这种技术在雷达和声纳军事领域应用较广泛,空间滤波和定位是这一技术应用的主要目的。
3)软件无线电技术:SDR技术是(Software Defined Radio)的简称,可以将各种通信技术联系在一起,作为是4G 微电子技术的基础,其开放平台升级方便,允许介入多方运营。软件无线电技术保证了4G 通信技术不管在什么环境下,都能有效帮助用户可以时刻使用无线网络的接入方式进行通信,使用户在不相同的网络环境下进行相互的业务转换,有效地实现无缝隙漫游通信。它的工作原理是用软件编程取代相应的硬件功能,建立起无线电通信平台,同时运行多种软件系统实现通信协议等功能,达到通过软件的应用和更新来实现多种终端通信的无线通信方式,解决了 4G 通信系统中存在的用户终端多样化和复杂化等问题,使不同的用户终端始终在同一平台交流。
4)多用户检测技术:这种技术的主要作用是提高用户终端以及信号基站移动通信系统的容量。多用户检测技术的工作理念是在同一时间内将所有用户使用的传输信道中所传输的信号全部看作是有用的信号,并不再将它作为干扰信号进行处理,同时通过各种各样的信息处理技术对有用的信号进行有效处理,从而实现多个用户信号的联合检测[8]。
三、第四代移动通信技术的应用前景
目前,这一全新的技术还处于初始阶段,但随着新技术的不断发展,其日后的影响力将会普及到所有的领域中。
1)应用在智能手机:手机作为日常通信的主要工具,一些手机用户已经不再满足于手机现有的使用功能,从而对手机提出了更高的要求,4G技术信息的高效传输速度,被广泛应用在了手机上,在此基础上,也刺激了智能手机的出现和领域扩大,可以有效地对手机用户身份进行认定和鉴别。
2)应用在射频测量技术:作为验证微波射频器件性能和检验理论设计的必需技术,射频测量技术是微波电路计算机辅助设计技术的基础,4G网络拥有的高频谱带宽可以实现射频测量更快速度、更高精度的要求。
3)应用在智慧家庭:通过利用计算机和网络通讯对家电进行控制等技术创建“智慧家庭”服务平台,能够有效的对家庭实现智能控制、信息交流及消费服务并将它们与家居生活有效地结合起来以提高生活质量和生活品质。
4)应用在智慧课堂:利用多媒体技术,无线网络传输技术、云技术等进行课堂教育,以丰富课堂教育,老师和学生之间的交流互动可以结合网络的流通性来达到这一目标。在课上,老师可以通过主机对学生的电脑进行远程控制,形成一个连接式的互动平台,从而提高学生的课堂乐趣,增加学生自主学习的积极性和主动性,在课下,还可以通过远程教育及时解答学生的家庭作业问题,帮助学生提高成绩。
5)应用在移动医护:这种应用主要是面向大中型医院,基于现在的移动医疗服务模式的整体信息化解决方案,可通过在院区内铺设 WLAN 网络及互联网专线传输通道可以协助医护人员通过智能手机终端完成临床诊疗及护理工作。这种应用的普及是以信息化手段辅助医护人员减少工作差错,实现随时随地随身共享医护信息,有效提升医院人员的工作和服务效率。
6)应用在其他技术:其他技术包括在抗洪救险、抗震救灾等方面的应用。由于其具有的强大网络覆盖功能,工作人员可通过无线覆盖的形式准确的提供并获取相关的有效数据资料,为救灾工作提供切实有效的技术支持,从而加强人员、物资的高效率调度。
四、结语
现在的时代是一个科技信息大发展的时代,通信技术在一定程度上决定着现阶段人们的生活方式,随着通信技术的不断发展,人们的生活趋于更方便、更快捷的节奏。虽然目前的第四代通信技术的发展道路还在不断的摸索中前行,但回首已经度过的三个阶段,不难发现,通信技术的发展是朝着人们的意愿而发展的。因此,我们有理由相信,在不久的将来,我们一定会迎接一个更快节奏生活时代的到来。
参 考 文 献
[1]杨超,梅康,陈金鹰,等.4G通信技术及其应用前景[J].热点技术,2011,(5):58-60.
[2]刘占成,马龙.浅谈4G通信技术应用前景[J].合作经济与科技,2013,20(25):127-128.
摘要:电子商务是二十世纪信息化、网络化的产物,电子商务时代下的智能卡迅速普及,为我国电子信息产业开辟了广阔的市场。智能卡的应用领域还不够广泛,应用深度也远不及发达国家,但是发展速度却是喜人的。本文对智能卡的现状和发展前景进行了一定的分析。从而为我国电子商务的发展现状提供一定的理论依据。
关键词:电子商务;智能卡;第三方支付
在当今这个信息时代,“智能卡”这个词在我们的日常生活中已随处可见,然而这个词在一定意义上是模糊的,常常又被称为IC卡、聪明卡、灵巧卡、智慧卡、微电路卡、微芯片卡等。国际标准化组织使用术语ICC,即“集成电路卡”来涵盖所有在一个符合ISO ID1定义的塑料卡片内封装了一个集成电路的器件,卡的外形尺寸是85.6 mm×53.98 mm×0.76 mm,与银行所使用的磁卡相同。当然,也可封装为标签、纽扣、钥匙、饰物等特殊形状,也被称为智能(IC)卡。
一、按镶嵌芯片的不同智能卡可以分为
(1)存储器卡:存储器卡卡内嵌入的芯片为存储器芯片,功能简单,没有(或很少有)安全保护逻辑,但价格低廉,开发使用简便,存储容量增长迅猛,因此多用于某些内部信息无需保密或不允许加密的场合。
(2)逻辑加密卡:逻辑加密卡由非易失性存储器和硬件加密逻辑构成,一般均为专门为IC卡设计的芯片,具有安全控制逻辑,有一定的安全保证,多用于有一定安全要求的场合,如保险卡、借书卡、IC卡电话、小额电子钱包等。
(3)CPU卡:CPU卡也称智能卡、保密微控制器卡、加密微控制器卡,在硬件结构、操作系统、制作工艺上采取了多层次的安全措施,它不仅可验证卡和持卡人的合法性,而且可鉴别读写终端,已成为一卡多用及对数据安全保密性特别敏感场合的最佳选择,如金融信用卡、手机SIM卡等。
二、智能卡的应用概况与发展前景
随着智能卡技术的发展,智能卡目前已在移动通信和公用电话、交通管理、社会保险、人口管理、企事业内部管理、税务、石油、公用事业收费等方面得到了广泛的应用。此外,随着金融卡的全面推广,智能卡在金融领域的应用也正在逐步增加。
目前,智能卡的主要应用领域包括:
(1)电信:IC卡公用电话、移动电话SIM卡;
(2)交通:公交一卡通,道路泊车自动收费,路桥收费,自动加油管理系统,驾驶员违章处理;
(3)智能建筑:IC卡门锁及门禁系统,停车收费管理,智能小区一卡通;
(4)校园一卡通:食堂、考勤、学籍管理、校内消费、实验室设备管理、校医院电子医疗卡等;
(5)公用事业:预收费水、电、气表及收费一卡通;
(6)个人身份认证:城市流动人口管理,IC卡身份证;
(7)社会保险:医疗保险,养老保险等;
(8)工商税务:税务自动申报,工商企业监管等;
(9)金融:信用卡,例如 Visa Card、Master Card,扣款卡,电子钱包,Mondex Card、POS、ATM等;
(10)电子标签:车辆识别、防伪、仓储管理、生产管理、集装箱管理、汽车钥匙等;
(11)网络安全认证:密码钥匙等。
三、智能卡的应用前景
在过去20年里,智能卡的发展并非一帆风顺,并非所有的商家和银行都积极投身这一市场。原因之一是,要通过在线或专用读卡机实现智能卡支付,同时,为使银行能够处理这类交易,必须先安装一套相当昂贵的软、硬件基础设施。因而智能卡厂商和在线商务软件开发商首先必须说服金融机构,智能卡的广泛应用将使其硬件投资很快收回。
另一项阻碍智能卡市场发展的障碍是用户个人隐私权问题。用户的哪些个人信息可以被存入智能卡还缺少法律依据。在未来几年中,随着最新技术的发展为信息安全性提供越来越大的保障,以及有关个人隐私权问题的规则出台,必将有越来越多的用户被吸引到智能卡市场当中来。
尽管如此,智能卡的发展依然迅速,智能卡取代磁卡的趋势已成为共识。为先人一步抢占潜力巨大的智能卡市场,世界上的智能卡技术提供商相继推出自己的智能卡标准,不约而同地相聚市场源头。
未来IC卡的发展趋势有以下几个方面:铁电存储器,它用于IC卡数据存储器;Java Card;接触卡、非接触卡和双界面卡,非接触卡通过利用电磁感应原理,将寿命提高至接触卡的10倍;用于网上业务安全认证的智能卡,它是电子商务不可或缺的工具;移动电话卡;多功能卡,即一卡通、一卡多用。
四、中国智能卡的未来市场
中国将是智能卡巨大的潜在市场。随着我国核心芯片生产能力的不断增强,以及有关IC卡的标准和技术规范的进一步制定实施,“十一五”期间,IC卡在各领域的应用普及将会更加广泛。这些应用包括:金融IC卡,即电子钱包、电子存折;城市交通卡;组织机构IC卡代码证的全面推广;身份识别IC卡;社会医疗保险、养老领域;税收征管方面;公用事业收费IC卡等。其中,身份识别IC卡将成为IC卡应用的最大市场。
(1)IC卡应用发展前景:在未来十年里,我国IC卡应用将进入高速、健康而有序的发展时期;社会生活相关的领域建立起先进的、实用的IC卡应用系统;建立较为成熟的各类IC卡应用的技术标准、业务规范及管理条例;我国将成为世界上具有先进应用水平、发卡量最多的国家之一。
(2)IC卡应用效益前景:使用IC卡做身份证明,存放和处理数字证书,增强身份鉴别能力,减少社会欺诈行为,维护社会正常生活秩序;使用IC卡方便、快捷、安全地进行购物、娱乐、旅游等消费,减少货币流通量;企业或政府管理部门利用IC卡应用系统,提高组织管理水平,增强动态管理能力,及时进行数据统计分析,为宏观决策提供依据,有利于服务水平。
(3)IC卡应用配套产业前景。(1)以应用促产业。创建和发展为金卡工程配套的IC卡产业,包括IC卡芯片设计与制造、IC卡模块、卡基与卡片、POS机与ATM机、IC卡读写机具以及相关的芯片操作系统、相关安全产品、相关软件及应用系统集成等,将成为电子信息产业的一个新的经济增长点。2)促进配套产业的发展。我国的信息化建设必须立足于民族电子信息产业发展的基础上,第二代身份证将大大带动IC卡产业的发展,第一代身份证自1984年至今已发行10亿张,因而第二代身份证将成为世界上数量最多的IC证卡。3)努力探索跨行业部门的多领域应用。跨行业的应用是国际智能卡发展的新潮流,例如新加坡电子钱包CASHCARD可用于公路收费、停车场收费、图书馆、学校以及网上交易等;跨国使用的电子钱包--基于威士通用电子钱包已在比利时、荷兰、西班牙等国试点,实现了电子钱包的网上认证和支付功能。
我国银行智能卡与行业卡的结合,实现了以支付为基础的“一卡多用”(如加油卡、交通卡、社保卡、校园卡等),大大推进了IC卡的应用。而这一方向必然会成为我国智能的一个发展趋势。 五、总结
我国智能卡的快速的发展以及广阔的市场空间,必然会从支付手段上完善和推动着中国电子商务行业的发展,符合我国“十一五”规划对电子商务建设的要求,必然也会为我国经济的发展带来一定的推动作用。
参考文献: