祝黎輝

(興天通訊技術(shù)有限公司，天津 301700)

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基于云平臺的智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

祝黎輝

(興天通訊技術(shù)有限公司，天津 301700)

摘要針對互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智慧園區(qū)建設(shè)的需求，文中討論了云平臺下的園區(qū)模式，建立了智慧園區(qū)的智能管理系統(tǒng)，采用傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行感知、獲取、傳輸信息，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)管理的綠色環(huán)?；⒈憷?、安全化與智能化，提高了園區(qū)的生產(chǎn)力和競爭力。

關(guān)鍵詞智慧園區(qū)；云平臺；管理系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智慧園區(qū)是社會信息化的產(chǎn)物，其結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等新興信息科技與城市運(yùn)行緊密結(jié)合，構(gòu)建未來城市的信息化基礎(chǔ)。智慧園區(qū)的建設(shè)與發(fā)展是多領(lǐng)域交叉的繁雜學(xué)科，從園區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從硬件到軟件均是需要考慮和研究的范疇，本文從智慧園區(qū)管理的角度設(shè)計(jì)了智慧園區(qū)管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)園區(qū)有效、科學(xué)的管理[1-5]。

計(jì)算機(jī)云技術(shù)隨著Web2.0的出現(xiàn)近年得到了快速發(fā)展。云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)提供各種軟硬件服務(wù)，它的出現(xiàn)使得各類信息產(chǎn)品均可方便地使用各種計(jì)算資源，通過軟件標(biāo)準(zhǔn)化，人們通過云端管理平臺獲取所需的服務(wù)[6-8]。

本文基于互聯(lián)網(wǎng)云平臺，通過智能園區(qū)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)有機(jī)互聯(lián)，結(jié)合傳感器、RFID、認(rèn)知計(jì)算等技術(shù)構(gòu)建智慧園區(qū)信息服務(wù)體系，提供信息化和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)[9-10]，實(shí)現(xiàn)園區(qū)的環(huán)境數(shù)據(jù)采集與檢測、智能交通管理、智能安防以及各類信息的智能融合管理等功能。

1系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行本智慧園區(qū)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)與云平臺技術(shù)的發(fā)展，針對某園區(qū)進(jìn)行分析：該園區(qū)占地143.1公頃，園區(qū)開發(fā)規(guī)模170萬m2，根據(jù)園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的實(shí)際情況，建立系統(tǒng)功能模塊圖，如圖1所示[11-13]。

本系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)、PC、手機(jī)、傳感器、智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和各類攝像頭等硬件組成，通過ZigBee、IrDr、以太網(wǎng)網(wǎng)線和RF技術(shù)等鏈路互聯(lián)而成，分為“端”、“管”、“云”3部分，組成智慧社區(qū)智能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)控制中心布置在互聯(lián)網(wǎng)“云”中，在園區(qū)建筑、街道、公共場所布置網(wǎng)關(guān)、智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、攝像頭等設(shè)備建立用戶端，將用戶端數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，用戶管理員可通過PC機(jī)或手機(jī)GPRS協(xié)助園區(qū)管理，監(jiān)督園區(qū)實(shí)時(shí)環(huán)境。

系統(tǒng)功能劃分為園區(qū)綠色環(huán)保管理、園區(qū)便利化管理、園區(qū)安全化管理、園區(qū)智能化管理。園區(qū)綠色環(huán)保管理主要針對園區(qū)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，對園區(qū)內(nèi)能源使用進(jìn)行監(jiān)控，保證智能路燈、樓宇等能源消耗單位高效利用能源。園區(qū)便利化管理針對園區(qū)內(nèi)交通進(jìn)行監(jiān)控，通過對車輛單位分發(fā)智能卡，實(shí)現(xiàn)車輛有效調(diào)度、智能抄表、停車場管理以及交通索引，同時(shí)提供高效的

圖1　居民用電模式示意圖

公共信息化服務(wù)。園區(qū)安全化管理為園區(qū)提供智能安防，通過園區(qū)內(nèi)的智能攝像頭，各種電子門禁保證建筑公共場所安全，實(shí)時(shí)報(bào)警。同時(shí)也可以在緊急事件發(fā)生后及時(shí)發(fā)布緊急事件廣播，提供應(yīng)急預(yù)案。園區(qū)智能化管理為園區(qū)內(nèi)的居民提供遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程商貿(mào)等服務(wù)，對園區(qū)的訪客進(jìn)行識別并為其提供臨時(shí)服務(wù)。

系統(tǒng)內(nèi)的主要功能單位為網(wǎng)關(guān)和云端數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)采用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)端到云的數(shù)據(jù)傳輸，因此在網(wǎng)關(guān)中需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與處理，完成通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)在云端建立數(shù)據(jù)中心，其設(shè)計(jì)目標(biāo)為千萬戶級，上述功能模塊敘述的服務(wù)。數(shù)據(jù)中心軟件系統(tǒng)按照前臺和后臺兩部分布局，前臺面向居民使用，后臺面向管理員的數(shù)據(jù)處理、園區(qū)內(nèi)各種行為控制。園區(qū)用戶可通過手機(jī)、門戶網(wǎng)站訪問數(shù)據(jù)中心。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

在硬件選擇時(shí)，經(jīng)過前文對該區(qū)規(guī)模的研究再結(jié)合其的實(shí)際需求，選擇2臺中高性能2UPC服務(wù)器，1套50CPULicence云管理軟件，30TB磁盤陣2臺，外加存儲虛擬化軟件一套。網(wǎng)關(guān)選取單片機(jī)最小系統(tǒng)，選取芯片以ARM9為核心的STC89C52RC，該芯片是宏晶公司推出的小型單片機(jī)，支持WiFi、3G、GPS等通信模塊的擴(kuò)展[14-15]，具有間歇和掉電兩種工作方式，有較強(qiáng)的抗干擾能力，電壓輸入動態(tài)范圍高，可有效防止電源抖動，同時(shí)具有功耗低的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)通過傳感器技術(shù)完成對住宅環(huán)境信息的獲取，如紅外感知、溫度感知、濕度感知和光強(qiáng)度感知等，并將感知獲得的數(shù)據(jù)信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳送至中央控制器完成各種信息的處理。ZigBee協(xié)議是本傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)采用SDH技術(shù)實(shí)現(xiàn)光纖寬帶接入。SDH技術(shù)可滿足數(shù)據(jù)傳輸中對帶寬的要求，且即使在用戶數(shù)量和數(shù)據(jù)量增加時(shí)，也僅需租用更高帶寬的端口，即可滿足數(shù)據(jù)傳輸要求，且價(jià)格低于DDN等線路。系統(tǒng)的硬件架構(gòu)，如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)硬件架構(gòu)

在軟件上，管理系統(tǒng)采用2.6.32的Linux系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。由于家庭網(wǎng)關(guān)的軟件實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心類似，在此以數(shù)據(jù)中心為例介紹系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)。在本智慧選取管理系統(tǒng)中，采用RedHatLinux的Web服務(wù)平臺，在軟件通信上采用TCP/IP協(xié)議，本終端操作系統(tǒng)可在WindowsXP以上版本使用，數(shù)據(jù)庫平臺采用Oracle9i，開發(fā)語言包括Java、JavaScript、XML、HTML等。系統(tǒng)基于C/S結(jié)構(gòu)，匯集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲等功能，數(shù)據(jù)中心利用該平臺提供的接口，采用IP地址和網(wǎng)關(guān)鏈接，通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。將無線路由器上電，并將PC、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備連接完成后，在PC端打開SecureCRT終端，通過其登錄網(wǎng)關(guān)Linux服務(wù)器，將該程序的串口號與網(wǎng)關(guān)設(shè)置一致。隨后網(wǎng)關(guān)上電，在該終端程序上設(shè)置IP為192.168.1.230，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)和路由器的互聯(lián)。用SecureCRT進(jìn)入網(wǎng)關(guān)Home下的ARM_Projeckt。在PC上打開網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，配置網(wǎng)絡(luò)選擇TCPClient，設(shè)置IP192.168.1.23即可實(shí)現(xiàn)通信。如圖3所示。

圖3　數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)

3結(jié)束語

本文研究了基于云平臺的智慧社區(qū)管理平臺，通過互聯(lián)網(wǎng)云平臺，建立了以某園區(qū)為應(yīng)用對象的智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)綠色環(huán)保管理、園區(qū)便利化管理、園區(qū)安全化管理和園區(qū)智能化管理。采用傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行感知、獲取、傳輸信息，使得園區(qū)管理更加高效。隨著云計(jì)算技術(shù)的日益成熟，未來智能園區(qū)的發(fā)展將更加智能化、信息化，將帶來更加可觀的效益。

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Design and Application of Intelligent Park Management System Based on Cloud Platform

ZHULihui

(XingtianCommunicationTechnologyEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin301700,China)

AbstractWith the development of modern communication and Internet, in order to satisfy the requirement of Wisdom park construction, this paper explores the model of the park under the cloud platform and a management system is designed. The management system uses sensor networks, Internet of things, the Internet and other network for transmission of information, improving the productivity and competitiveness of the park.

Keywordsthe wisdom of the park; cloud platform; management system ;system design

收稿日期:2015- 11- 16

作者簡介:祝黎輝(1982-)，男，碩士，工程師。研究方向：智慧園區(qū)。

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2016.07.022

中圖分類號TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1007-7820(2016)07-075-03