人類生活在城市中的比例在過去幾十年里已大幅增加，這定將以穩定的步伐繼續。在1800年，只有3-4%的人口在城市居住，但到1950年，這已經上升到30%左右。據聯合國和世界衛生組織預測，這個數字到2050年將增長一倍以上，達到66%，而農村人口繼續下降。在從現在到那個時期末，印度將以驚人的速度增加4億城市人口，中國將增加近3億。

現在設想的更高的人口密度，將對已經有限的現有資源（水、能源、糧食、衛生設施等）造成相當大的壓力，并造成道路上交通更加擁擠，對通信網絡提出更大的要求。它們也會影響當地環境（需要考慮空氣、水和噪音污染）。所有這些都給市政治理、公用事業公司和許多其他服務提供商提出了嚴峻的挑戰。由此產生的問題在所謂的特大城市中無疑是最尖銳的。這些地方有1000萬多名居民。目前全球有28個公認的特大城市（東京、德令哈市、上海、孟買和圣保羅是最大的城市），預計到2030年，還有10個城市有望進入這一名單（約翰內斯堡、曼谷和胡志明市就在其中）。

物聯網 ( IoT ) 技術的應用現已成為必然的、必要的，而不只是簡單地推動改善生活和工作方式。希望是現代社會將能夠處理城市居民已經面臨的許多問題，隨著城市的不斷擴大，這些問題無疑會進一步加劇。訪問各種數據，連續監測和/或由位于市區附近的云連接傳感器獲取，將是救世主。可以提供一系列不同的服務和功能，有些是全新的，還有一些是對現有服務的改進。這將使未來的城市能夠應付居住在那里的大量居民，同時也能解決人們對改善生活質量的根深蒂固的愿望。

智能城市的形成

所謂的智能城市的發展將分為兩種不同類型的活動。會有全新的定居點的建立。已經可以在印度（托萊拉）、韓國（Songdo）、阿拉伯聯合酋長國（Masdar）和中國（Meixi）看到這樣的例子，在這些地方，雄心勃勃的大型項目都已在進行中或即將完成。剩下的是將要增添智能功能到建立的城市。

新建立的智能城市將更容易取得進展，因為可以從零開始部署必要的技術，并且他們計劃的整個方案將有助于實施過程。而且，大部分技術在這些城市有居民之前都可以被納入。雖然它們將作為展示技術進步的一種方式，但這些城市只占世界城市居民的一小部分。

取代已占領城市的家庭的大量人口是不現實的，如紐約、倫敦或馬尼拉，對數代人來說，動蕩將太大。因此，如果我們要目睹在城市范圍內廣泛采用智能技術，絕大多數活動將需要在為時甚久的大城市中進行。不利的是，這些地點的挑戰將更大。在這里，需要考慮遺留的基礎設施。因而舊技術和新技術至少在最初需要相互合作，這在集成和互操作性方面定是一個主要的關注點。

圖1：以更多元素補充現有通信基礎設施

因此，盡管這些地方可能會從智能技術中獲得最大的益處，但對于更大、更老的城市來說，要充分利用它當然需要更長的時間。在許多情況下，他們將借鑒在較新的、較小規模的操作中所做的工作。即便如此，隨后也有可能緩慢加以應用，某些地區將首先獲得重視，然后其他的隨后效仿。這本身就有問題，可能導致貧富之間更大的數字鴻溝。

在智能城市實施物聯網的可行性

新的基于物聯網的硬件的推出需要從運營和基礎設施的角度以具性價比的方式進行。例如，使用無線通信將使物比有線方法更容易實現，在這種方法中，需要考慮鋪設電纜的不便和費用。然而，也可能有一些關于可靠性的問題，這可能要求構建冗余到系統中（在一定程度上提高所涉及的成本，但仍可能節省可觀的費用）。

已有第一批將構成向智能城市發展的應用，如智能計量——在許多西方經濟體中，這種計量方式現在已經相當普遍。家庭和樓宇自動化的日益普及可能代表下一個階段。從那里附加功能將開始實現，如農業和生活用水的使用監控（使城市儲備分配正確）和智能照明（將根據一天中所處的時間和一年中所處的時間調節照明的位置）。此外，物聯網的傳感器節點可以被用于預防性維護-檢查溫度分布、應力水平或建立模具、橋梁、建筑、公路等。它們也可以確保更好地照顧老人和體弱者，提供整個城市的醫院床位的可用信息，或在任何給定的時間哪里有有用于特定治療所需的設備。有無限的可能性。問題是，什么時候這些會真的發生？

幾年前所期望的某些方面尚未到來。有一個假設獲得了很多媒體的關注，即配電通過智能電網技術已經相當大規模的利用，但迄今為止，只在非常有限的領域。與此相關的大的財政支出似乎阻礙了進展。因此可能需要政治力量推動物聯網在一些領域的發展，可以通過制定立法指導思想，將為城市提供一個明確的路線圖以遵循，或者通過提供有吸引力的激勵機制，鼓勵創新，（如稅收減免等），多是以推動光伏安裝曾采用的方式。

在某些情況下，商業公司的行動，而不是市政或公用事業，將使我們更接近技術更先進城市的最終目標。智能停車系統，讓上班族找到地方停車就是一個很好的例子。由于有明確的創收機會，這類應用程序可負責推進智能城市議程。

捕獲和分析數據

任何物聯網實施的關鍵是能夠從周圍環境獲取有意義的數據。讓我們回到我們的智能照明例子。這里用光電二極管測量的光，以及當地天氣情況的信息可以用來確定某個地區的路燈何時應該打開或關閉。在該系統中包含無源紅外 ( PIR ) 傳感器，可能增加進一步的尺寸，從而對街上無人活動的時期做出直接反應（可在不需要時關燈以節省能源）。

幾乎所有的業內專家一致認為，傳感器融合將發揮重要作用。如果花費時間和精力在特定的地方安裝傳感器，最好是有多個設備以便用于不同的功能（即使這有些功能不能直接利用）。這避免在以后的階段進行額外的安裝而產生更高的成本。誠然，這需要花費較大的初始資本，但從長期來看將證明投資基于節省用于升級的勞動力成本，當然還有附加服務提供的益處和節省。

也可能有機會共享、分析和交叉傳遞來自不同傳感器的數據。舉例來說，由公路管理路局用于交通監控的攝像機拍攝的圖像可能對監控/安全任務是有價值的。此外，還有機器學習的前景——系統不僅收集數據，而且隨時間的推移開發智能。可以編譯配置文件以提高服務效率。以公寓為例，這里的管理公司可以利用在不同地點獲得的數據，并開始在這一基礎上實施更好的實踐。這些方法也可能被用來加速緊急服務的響應。

通用性和成本效益將成為未來幾年推動智能城市發展的物聯網方案的基礎。因此，半導體供應商需要能夠提供基本的構建塊來支持，即高性能、高能效的器件，涵蓋一系列不同的傳感器功能，和由出色的互聯性所支持。