云平臺(tái)的智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

燕楚 南京熊貓信息產(chǎn)業(yè)有限公司

引言：智慧園區(qū)是社會(huì)信息化的產(chǎn)物，其結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)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 。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(tái)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(tái)獲取所需的服務(wù)。本文基于互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，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、R FID、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)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)的環(huán)境數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)、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(tái)技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)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 。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R F技術(shù)等鏈路互聯(lián)而成，分為“端”、“管”、“云”3部分，組成智慧園區(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(chǎng)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)皆贫耍脩艄芾韱T可通過PC機(jī)或手機(jī)GPR S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(duì)園區(qū)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)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(duì)園區(qū)內(nèi)交通進(jìn)行監(jiān)控，通過對(duì)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(chǎng)管理以及交通索引，同時(shí)提供高效的公共信息化服務(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(chǎng)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(duì)園區(qū)的訪客進(jìn)行識(shí)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(chǔ)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(jí)，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(tái)和后臺(tái)兩部分布局，前臺(tái)面向居民使用，后臺(tái)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(duì)該區(qū)規(guī)模的研究再結(jié)合其的實(shí)際需求，選擇2臺(tái)中高性能2UPC服務(wù)器，1套50CPULicence云管理軟件，30TB磁盤陣2臺(tái)，外 加存儲(chǔ)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A R M9為核心的STC89C52 RC，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，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(dòng)態(tài)范圍高，可有效防止電源抖動(dòng)，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(duì)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(duì)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)，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(tái)，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(kù)平臺(tái)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(chǔ)等功能，數(shù)據(jù)中心利用該平臺(tái)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(hào)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。

3 結(jié)束語

本文研究了基于云平臺(tái)的智慧園區(qū)管理平臺(tái)，通過互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，建立了以某園區(qū)為應(yīng)用對(duì)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。