基于SpringCloud微服務架構的智慧園區(qū)綜合管理平臺的研究與設計

田小玲

摘 要 為了提高傳統(tǒng)園區(qū)的數據處理和降低其運營能耗，提出了一個基于Spring Cloud微服務架構的智慧園區(qū)綜合管理平臺設計方案。在此基礎上，首先分析了智慧園區(qū)各個業(yè)務模塊，并結合Spring Cloud技術，將園區(qū)的各個業(yè)務依照不同功能分派到多個微服務上進行。通過微服務技術實現了平臺軟件架構的低耦合，高復用，能夠更加敏捷地適應業(yè)務規(guī)則的變化。

關鍵詞 智慧園區(qū)；Spring Cloud；微服務；綜合平臺

引言

隨著各個產業(yè)的快速發(fā)展，以及全球低碳化的趨勢給產業(yè)聚集地，即產業(yè)園區(qū)提出了新的發(fā)展要求。即現在的各個產業(yè)園區(qū)的發(fā)展遇到了兩個瓶頸：第一，數據處理能力跟不上行業(yè)的發(fā)展，容易形成信息孤島，不能夠為園區(qū)內的企業(yè)和員工提供更加高效的服務；第二，園區(qū)的能耗高，不能對園區(qū)內的空調，路燈以及其他各種能耗設備進行高效率的管理，與低碳化背道而馳。

隨著物聯網，云計算以及大數據等新興技術的發(fā)展，為傳統(tǒng)產業(yè)園區(qū)升級為智慧園區(qū)提供很好的技術支持，最終通過智慧園區(qū)能夠很好地解決上述兩個問題，通過物聯網技術，可以讓每個可感知的數據單元互聯互通，并將感知數據通過互聯網匯總到云計算平臺，并通過大數據分析平臺進行智能分析，為園區(qū)管理層提供決策支持。從而構建集數字化、低碳化、智能化以及高效化于一體的智慧園區(qū)。通過對園區(qū)內海量數據中不斷進行數據挖掘與篩選，從而形成各種關鍵數據的分析報表。而進一步可以將這些趨勢分析作為決策依據，讓園區(qū)管理層的每一個決策更有針對性和實效性，從而提高了園區(qū)的服務效率。另外通過大數據平臺，在供水、供電、供氣、通訊、交通、倉儲及其他配套設施等管理方面更加可控更加智能，大幅降低園區(qū)的能耗，使得園區(qū)運營更環(huán)保，更低碳。

本文介紹了一個智慧園區(qū)綜合管理平臺設計方案，該方案采用Spring Cloud微服務架構，其各個微服務之間高內聚，低耦合，利于擴展，大大提升了該平臺的運行效率[1]。

1 Spring Cloud微服務架構

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的開發(fā)便利性巧妙地簡化了分布式系統(tǒng)基礎設施的開發(fā)，如服務發(fā)現注冊、配置中心、消息總線、負載均衡、斷路器、數據監(jiān)控等，都可以用Spring Boot的開發(fā)風格做到一鍵啟動和部署。Spring并沒有重復制造輪子，它只是將目前各家公司開發(fā)的比較成熟、經得起實際考驗的服務框架組合起來，通過Spring Boot風格進行再封裝屏蔽掉了復雜的配置和實現原理，最終給開發(fā)者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護的分布式系統(tǒng)開發(fā)工具包。

Spring Cloud正是對Netflix的多個開源組件進一步的封裝而成，同時又實現了和云端平臺，和Spring Boot開發(fā)框架很好的集成。

Spring Cloud是一個相對比較新的微服務框架，2016年才推出1.0的release版本，雖然Spring Cloud時間最短，但是相比Dubbo等RPC框架，Spring Cloud提供的全套的分布式系統(tǒng)解決方案。

Spring Cloud 為開發(fā)者提供了在分布式系統(tǒng)（配置管理，服務發(fā)現，熔斷，路由，微代理，控制總線，一次性token，全居瑣，leader選舉，分布式session，集群狀態(tài)）中快速構建的工具，使用Spring Cloud的開發(fā)者可以快速啟動服務或構建應用、同時能夠快速和云平臺資源進行對接[2]。

2 智慧園區(qū)業(yè)務分析

智慧園區(qū)的建設目標是為了實現園區(qū)的數字化，低碳化及智能化，從而提高了園區(qū)的運營效率及更加環(huán)保。依據以上建設目標，智慧園區(qū)的業(yè)務如下：

從上圖可知智慧園區(qū)包括六大功能模塊：出入管理，信息管理，企業(yè)服務，視頻監(jiān)控，停車場管理以及綠色節(jié)能。出入管理主要功能是對人員進行管理，包括內部員工以及訪客，包括2個子模塊，門禁系統(tǒng)和一卡通服務。信息管理主要功能是管理園區(qū)相關辦公信息的發(fā)布與交互以及檔案管理。企業(yè)服務主要功能包括招商服務和政務服務，前者是吸引企業(yè)入駐園區(qū)，后者是為園區(qū)內企業(yè)提供報稅，IT等相關服務。視頻監(jiān)控的主要功能加強園區(qū)安防管理，在特定位置安裝各類報警設備，加強園區(qū)安防管理，并配有通信系統(tǒng)以及巡邏人員及相應巡邏任務的管理系統(tǒng)。停車場管理的主要功能是對車輛從進入園區(qū)至離開的流程進行智慧化管理，包括車牌識別和收費管理兩大子模塊。綠色節(jié)能的主要功能是對各類能耗數據的分類采集，整理及分析平臺，軟件系統(tǒng)以及對園區(qū)的各項環(huán)境數據進行檢測[3]。

3 智慧園區(qū)架構設計

從Spring Cloud微服務架構分析中，可知，其中最為關鍵是微服務集群的設計，它的設計和智慧園區(qū)的業(yè)務密切相關，因此，結合Spring Cloud微服務架構和智慧園區(qū)的業(yè)務，可設計出智慧園區(qū)的架構，如下圖：

從上圖可知，服務集群包括12大服務，分別是GIS，支付，大數據，智能分析，移動服務，報表，IM服務，MQ服務，調度服務，推送服務，緩存服務及配置服務。GIS服務是對智慧園區(qū)的出入管理，視頻監(jiān)控，停車場以及綠色節(jié)能四大業(yè)務提供地圖及位置服務；支付服務則是通過各種支付接口為消費者提供付款服務，如停車繳費以及企業(yè)服務方面的繳費等；大數據服務是對智慧園區(qū)各個業(yè)務的數據進行集中的云端管理。智能分析服務則是對智慧園區(qū)各個業(yè)務的數據進行智能化分析，從而為提高的園區(qū)的運營效率提供各種決策依據；報表服務是向園區(qū)運營人員提供各種可定制的報表。而其他服務則提供最基礎的通訊，任務調度，消息推送，緩存及配置服務。通過微服務技術實現了平臺軟件架構的低耦合，高復用，能夠更加敏捷地適應業(yè)務規(guī)則的變化[4]。

4 結束語

本文針對當前傳統(tǒng)園區(qū)存在的兩個問題：數據處理能力跟不上行業(yè)發(fā)展以及園區(qū)能耗高，不夠環(huán)保，提出了一種基于Spring Cloud微服務架構的智慧園區(qū)綜合管理平臺，介紹了Spring Cloud 微服務的基本概念，詳細設計了平臺的架構，介紹了各個微服務的作用，并且在架構中，各功能組件在結構上實現了低耦合，高內聚。本文對從事智慧園區(qū)相關開發(fā)人員具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1] 王文利.智慧園區(qū)實踐[M].北京：人民郵電出版社，2018：191.

[2] 任浩.園區(qū)不惑[M].上海：上海人民出版社，2018：61-63.

[3] 董超，胡熾維.Spring Cloud微服務架構開發(fā)實戰(zhàn)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2018：75.

[4] 徐鋒.有效需求分析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017：77.