基于云平臺的智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的設計與應用

祝黎輝

(興天通訊技術有限公司，天津 301700)

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基于云平臺的智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的設計與應用

祝黎輝

(興天通訊技術有限公司，天津 301700)

摘要針對互聯(lián)網時代的智慧園區(qū)建設的需求，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)，采用傳感器網絡、物聯(lián)網、互聯(lián)網等多種網絡進行感知、獲取、傳輸信息，實現了園區(qū)管理的綠色環(huán)?；?、便利化、安全化與智能化，提高了園區(qū)的生產力和競爭力。

關鍵詞智慧園區(qū)；云平臺；管理系統(tǒng)；系統(tǒng)設計

智慧園區(qū)是社會信息化的產物，其結合了物聯(lián)網、云平臺等新興信息科技與城市運行緊密結合，構建未來城市的信息化基礎。智慧園區(qū)的建設與發(fā)展是多領域交叉的繁雜學科，從園區(qū)的基礎設施建設到系統(tǒng)設計，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)管理的角度設計了智慧園區(qū)管理系統(tǒng)，以實現園區(qū)有效、科學的管理[1-5]。

計算機云技術隨著Web2.0的出現近年得到了快速發(fā)展。云平臺基于互聯(lián)網提供各種軟硬件服務，它的出現使得各類信息產品均可方便地使用各種計算資源，通過軟件標準化，人們通過云端管理平臺獲取所需的服務[6-8]。

本文基于互聯(lián)網云平臺，通過智能園區(qū)網絡和現代信息網絡有機互聯(lián)，結合傳感器、RFID、認知計算等技術構建智慧園區(qū)信息服務體系，提供信息化和基礎設施服務[9-10]，實現園區(qū)的環(huán)境數據采集與檢測、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)功能模塊設計

在進行本智慧園區(qū)管理系統(tǒng)設計時，結合物聯(lián)網技術網與云平臺技術的發(fā)展，針對某園區(qū)進行分析：該園區(qū)占地143.1公頃，園區(qū)開發(fā)規(guī)模170萬m2，根據園區(qū)內現有的實際情況，建立系統(tǒng)功能模塊圖，如圖1所示[11-13]。

本系統(tǒng)由網關、PC、手機、傳感器、智能物聯(lián)網設備和各類攝像頭等硬件組成，通過ZigBee、IrDr、以太網網線和RF技術等鏈路互聯(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)將數據控制中心布置在互聯(lián)網“云”中，在園區(qū)建筑、街道、公共場所布置網關、智能物聯(lián)網設備、攝像頭等設備建立用戶端，將用戶端數據傳輸到云端，用戶管理員可通過PC機或手機GPRS協(xié)助園區(qū)管理，監(jiān)督園區(qū)實時環(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)內環(huán)境進行監(jiān)控，對園區(qū)內能源使用進行監(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)內交通進行監(jiān)控，通過對車輛單位分發(fā)智能卡，實現車輛有效調度、智能抄表、停車場管理以及交通索引，同時提供高效的

圖1　居民用電模式示意圖

公共信息化服務。園區(qū)安全化管理為園區(qū)提供智能安防，通過園區(qū)內的智能攝像頭，各種電子門禁保證建筑公共場所安全，實時報警。同時也可以在緊急事件發(fā)生后及時發(fā)布緊急事件廣播，提供應急預案。園區(qū)智能化管理為園區(qū)內的居民提供遠程醫(yī)療、遠程教育、遠程商貿等服務，對園區(qū)的訪客進行識別并為其提供臨時服務。

系統(tǒng)內的主要功能單位為網關和云端數據中心。系統(tǒng)采用網關實現端到云的數據傳輸，因此在網關中需要實現數據的存儲與處理，完成通訊協(xié)議的轉換。本系統(tǒng)在云端建立數據中心，其設計目標為千萬戶級，上述功能模塊敘述的服務。數據中心軟件系統(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據處理、園區(qū)內各種行為控制。園區(qū)用戶可通過手機、門戶網站訪問數據中心。

2系統(tǒng)實現與應用

在硬件選擇時，經過前文對該區(qū)規(guī)模的研究再結合其的實際需求，選擇2臺中高性能2UPC服務器，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。網關選取單片機最小系統(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，支持WiFi、3G、GPS等通信模塊的擴展[14-15]，具有間歇和掉電兩種工作方式，有較強的抗干擾能力，電壓輸入動態(tài)范圍高，可有效防止電源抖動，同時具有功耗低的優(yōu)點。本系統(tǒng)通過傳感器技術完成對住宅環(huán)境信息的獲取，如紅外感知、溫度感知、濕度感知和光強度感知等，并將感知獲得的數據信息通過ZigBee網絡傳送至中央控制器完成各種信息的處理。ZigBee協(xié)議是本傳感器網絡實現的基礎。系統(tǒng)采用SDH技術實現光纖寬帶接入。SDH技術可滿足數據傳輸中對帶寬的要求，且即使在用戶數量和數據量增加時，也僅需租用更高帶寬的端口，即可滿足數據傳輸要求，且價格低于DDN等線路。系統(tǒng)的硬件架構，如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)硬件架構

在軟件上，管理系統(tǒng)采用2.6.32的Linux系統(tǒng)與數據中心互聯(lián)。由于家庭網關的軟件實現與數據中心類似，在此以數據中心為例介紹系統(tǒng)軟件實現。在本智慧選取管理系統(tǒng)中，采用RedHatLinux的Web服務平臺，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，數據庫平臺采用Oracle9i，開發(fā)語言包括Java、JavaScript、XML、HTML等。系統(tǒng)基于C/S結構，匯集數據采集、處理、存儲等功能，數據中心利用該平臺提供的接口，采用IP地址和網關鏈接，通過TCP/IP協(xié)議進行通信。將無線路由器上電，并將PC、網關等設備連接完成后，在PC端打開SecureCRT終端，通過其登錄網關Linux服務器，將該程序的串口號與網關設置一致。隨后網關上電，在該終端程序上設置IP為192.168.1.230，實現網關和路由器的互聯(lián)。用SecureCRT進入網關Home下的ARM_Projeckt。在PC上打開網絡調試助手，配置網絡選擇TCPClient，設置IP192.168.1.23即可實現通信。如圖3所示。

圖3　數據通信實現

3結束語

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)網云平臺，建立了以某園區(qū)為應用對象的智能管理系統(tǒng)，實現了園區(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。采用傳感器網絡、物聯(lián)網、互聯(lián)網等多種網絡進行感知、獲取、傳輸信息，使得園區(qū)管理更加高效。隨著云計算技術的日益成熟，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

文獻標識碼A

文章編號1007-7820(2016)07-075-03