物聯(lián)網(wǎng)技術應用于智慧園區(qū)的技術策略探析

任慧敏

（浙江省郵電工程建設有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引 言

智慧園區(qū)有著更為透徹的感知、更加深入的智能以及更加全面的互聯(lián)，是一個集各種先進技術于一體的綜合性系統(tǒng)。而物聯(lián)網(wǎng)技術是系統(tǒng)中的重要組成部分，其能夠?qū)Ω鞣N信息數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、分析與處理。作為智慧園區(qū)的關鍵技術，物聯(lián)網(wǎng)技術為園區(qū)提供更加強大的智能感知能力和分析處理能力，體現(xiàn)在智能照明、網(wǎng)絡管理、系統(tǒng)安全、無線感知等。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧園區(qū)的應用原則

1.1 穩(wěn)定性

應用于智慧園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須具備超強的穩(wěn)定性和可靠性，無論在何種復雜情況下都能保證智慧園區(qū)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且系統(tǒng)核心模塊和業(yè)務模塊可以持續(xù)在24 h內(nèi)不間斷運行，全年處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。

1.2 先進性

智慧園區(qū)本身具有前沿性，這也意味著應用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須保證是最尖端的軟件系統(tǒng)。同時，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應采用先進的架構，如瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）架構，運用分布式和集中式相結合的部署形態(tài)。在云計算、J2EE平臺、大數(shù)據(jù)等先進技術基礎上，采用多核心技術和超線程技術為系統(tǒng)運行提供支持[1]。

1.3 安全性

在智慧園區(qū)中，物聯(lián)網(wǎng)技術所設計的系統(tǒng)必須實時保護用戶信息安全，根據(jù)權限等級進行數(shù)據(jù)信息與軟件功能的訪問和使用，進而實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的安全交互。同時，在關鍵業(yè)務板塊，必須有相應的安全審核功能，將全部系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。

1.4 可維護性

對于智慧園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)技術應用，需要遵循可維護原則。對于軟件中不合理之處進行操作和調(diào)整，從而實現(xiàn)軟件的快速升級和優(yōu)化?？删S護性在于可修改、可測試以及可讀等，使軟件不被常態(tài)所限制，可以實時進行更新和完善。

1.5 可擴展性

可擴展性有兩方面要求，一是系統(tǒng)設計上含有隨機應變的能力，能夠根據(jù)業(yè)務情況的變化進行相應調(diào)整，適應變化。具體來說，當系統(tǒng)業(yè)務功能發(fā)生改變或者新添設一些業(yè)務功能時，需要最大程度上保證業(yè)務變化不會影響局部業(yè)務功能。二是根據(jù)系統(tǒng)容量變化進行不同層次的擴充，從而保證整個系統(tǒng)具備合理的響應時間和吞吐量[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術應用在智慧園區(qū)的技術策略

智慧園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)平臺必須具備空間性和開放性，可以和其他應用系統(tǒng)實時連接，進行數(shù)據(jù)傳遞。在此要求上，基于企業(yè)級應用開發(fā)平臺J2EE，綜合應用B/S3層網(wǎng)絡架構、Services、面向服務的架構（Service-Oriented Architecture，SOA）、云計算、大數(shù)據(jù)、可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）等，利用模型-視圖-控制器（Model-View-Controller，MVC）設計模式，最大限度上保證系統(tǒng)平臺和其他應用系統(tǒng)的相適應性，便于信息數(shù)據(jù)的交互[3]。同時，實現(xiàn)所有應用系統(tǒng)的單點登錄和統(tǒng)一ID認證。

2.1 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術

隨著通信技術的發(fā)展，人與人的連接拓展為人與物、物與物的連接，逐步實現(xiàn)萬物互聯(lián)。在4G技術發(fā)展背景下，物和物缺乏更深層次的連接，相比于藍牙等短途通信手段，移動設備網(wǎng)絡具有顯著優(yōu)勢，具有可移動性和超強覆蓋性，能夠滿足人們的通信需求。通過應用移動蜂窩網(wǎng)絡，可以創(chuàng)設各種應用場景，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術的關鍵所在?；诜涓C網(wǎng)絡，創(chuàng)新設計出窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NBIoT）技術，其不僅消耗低，而且適用性高，能夠直接應用于全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）網(wǎng)絡、通用移動通信系統(tǒng)（Universal Moblle Telecommunications System，UMTS）網(wǎng)絡和長期演進（Long Term Evolution，LTE）網(wǎng)絡，大大降低了成本，推動了物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。同時，NB-IoT技術具備超廣的覆蓋范圍，支持各種應用連接，且成本低、效率高。此外，NB-IoT不僅支持超低設備，而且有著較低的敏感度和功耗，可以優(yōu)化網(wǎng)絡架構。

2.2 云計算技術

智慧園區(qū)中物聯(lián)網(wǎng)應用不僅在于某個平臺或者某個系統(tǒng)的建設，而且在于整個一體化信息體系的構建，其中包括應用標準、數(shù)據(jù)處理、信息交互以及構建共享中心和協(xié)同子系統(tǒng)建設。要想有效完成這些工作，必須加強云計算技術的應用。云計算技術能夠提供所有系統(tǒng)以及軟件數(shù)據(jù)的快捷化網(wǎng)絡運行和點擊訪問，確保智慧園區(qū)的高質(zhì)量建設，同時結合智慧園區(qū)設計安裝簡單有效的存儲設備和計算服務。

現(xiàn)階段，基于物聯(lián)網(wǎng)的云計算技術較為成熟，通過云計算技術，物聯(lián)網(wǎng)可以充分融合和運用射頻識別技術、傳感器技術以及納米技術等先進技術。在這其中，各個技術之間相互配合，實現(xiàn)了物物相連，并將無線網(wǎng)絡技術所收集的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎銛?shù)據(jù)處理中心，進行匯總、篩選、分析與處理。完成這一操作所需的時間極短，效率極高，得出的數(shù)據(jù)結論可以直接應用于軟件中。物聯(lián)網(wǎng)和云計算的融合不僅能夠滿足人們對網(wǎng)絡的新要求，而且實現(xiàn)了物物相連以及各個應用的無差別適用。

2.3 數(shù)據(jù)共享交換技術

NB-IoT網(wǎng)絡技術下的物聯(lián)網(wǎng)園區(qū)建設涉及范圍較大，各個參與者、各個部門之間存在較大的應用聯(lián)系，通過在不同的信息系統(tǒng)中設置統(tǒng)一的接口，從而將所有信息系統(tǒng)連接起來進行系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)共享交換技術指借助計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，為各個部門之間的信息系統(tǒng)互通提供技術支持。該技術有利于增強各部門、各軟件之間的數(shù)據(jù)共享程度。具體來說，數(shù)據(jù)共享交換技術中構建的數(shù)據(jù)共享交換平臺是一個綜合性平臺，面向全國范圍內(nèi)的信息資源，具有跨地域、跨部門性。其技術框架能夠為不同層次的不同業(yè)務系統(tǒng)提供信息轉(zhuǎn)換和安全交流，充分保證各個部門之間的數(shù)據(jù)交換共享安全。同時，在數(shù)據(jù)共享交換平臺中，各個軟件和業(yè)務部門可以自由進行資源整合與協(xié)同辦公。此外，對于分布式的程序結構，數(shù)據(jù)共享交換平臺可以為其提供安全的通信通道和穩(wěn)定可靠的通信服務，如電子政務的應用。通過數(shù)據(jù)交換平臺來開展不同信息共享和交換，進而使系統(tǒng)變得更加強大和高效。

2.4 3S集成技術

3S集成技術包括遙感（Remote Sensing，RS）、全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）。根據(jù)不同的需要，將3種技術進行有機結合，靈活運用，形成功能強大的一體化新型系統(tǒng)。遙感主要是用于對大面積物體和周圍空間環(huán)境等進行信息采集，通過地理信息的分析和整理，獲得精準的數(shù)據(jù)信息。全球定位系統(tǒng)則是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎的高精度無線電導航的定位系統(tǒng)，它在全球任何地方與近地空間都能夠提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。地理信息系統(tǒng)則是一個綜合性平臺，對不同時空數(shù)據(jù)進行處理和分析。把遙感技術、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)融合起來，可形成一個高度智能化、自動化、實時化的強大信息系統(tǒng)，為智慧園區(qū)中物聯(lián)網(wǎng)的應用提供各種決策數(shù)據(jù)和信息參考，從而解決使用者遇到的不同難題[4]。

2.5 三維地理信息技術

該技術是在3S技術的基礎上，融合虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術和互聯(lián)網(wǎng)技術等先進技術，對地球時空信息進行采集、編碼、存儲、分析以及轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)可視化、三維化的一種強大信息技術。隨著科學技術的發(fā)展，原來的二維地理信息技術不能滿足當前生產(chǎn)力的需求，進而三維技術應運而生[5]。由此可知，在三維技術發(fā)展過程中，進入到各行各業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展模式中，為行業(yè)發(fā)展、國家建設、人類生存等方面提供輔助。在未來，需要挖掘和研發(fā)三維技術的功能，使其和社會市場相適應，從而充分提升三維技術的應用價值。同時，進一步開發(fā)和完善三維平臺，使其滿足人們的生產(chǎn)生活需求，為行業(yè)發(fā)展和國家建設提供更有力的支持[6]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧園區(qū)的具體應用

3.1 安全管理優(yōu)化

在智慧園區(qū)應用物聯(lián)網(wǎng)技術，首先要加強局部網(wǎng)絡等通信技術的應用，將人、物有機連接，實現(xiàn)人員和傳感器、機器設備、應用軟件的互聯(lián)。通過這樣的方法充分實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)信息的接收和傳遞，為智慧園區(qū)內(nèi)工作的開展提供強有力的技術支持和設備輔助[7]。對于智慧園區(qū)的海量數(shù)據(jù)存儲問題，物聯(lián)網(wǎng)技術的安全性和穩(wěn)定性要求其制定更完善與科學的安全管理機制，避免信息存儲和傳遞的風險。同時，物聯(lián)網(wǎng)的智能化特征應結合實際情況，分析不同風險出現(xiàn)的原因，如網(wǎng)絡環(huán)境引發(fā)的風險或者人為操作引發(fā)的風險等，采取針對性的措施及時修補風險。

3.2 系統(tǒng)結構建立

物聯(lián)網(wǎng)技術的運用需要建構物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結構。其建設的目標不僅在于和智慧園區(qū)的整體設計結構相適應，更主要的是可以加強不同部門的信息溝通，這樣才能保證園區(qū)工作的有效開展。在對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設架構時，要采用云計算、大數(shù)據(jù)計算、網(wǎng)絡技術等技術進行核心結構和分支系統(tǒng)的構建。建設智慧園區(qū)中的智能中樞，通過計算機技術實現(xiàn)各種應用程序和軟件的協(xié)同運行，從而保證智慧園區(qū)高效率和高質(zhì)量的運行，并利用通信網(wǎng)和傳感網(wǎng)收集各種數(shù)據(jù)信息，進一步增強信息整合、分析與處理，從而幫助智慧園區(qū)消除項目運行風險[8]。此外，在智慧園區(qū)系統(tǒng)平臺中建立自動存儲信息庫，存儲各種數(shù)據(jù)信息，并對信息進行分門別類的整理，便于后續(xù)信息數(shù)據(jù)的管理。

3.3 運維工作完善

在智慧園區(qū)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以和各種信號進行接入，自動匹配一定距離內(nèi)的接入設備，無須指令和操作。同時，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中傳感器可以實時接收傳輸過來的信息數(shù)據(jù)，將其上傳至相關系統(tǒng)，通過程序運行自動處理和解決問題。例如，當檢測到系統(tǒng)軟件需要更新時，傳感器可以自動識別，并和中樞系統(tǒng)進行反應，做出決策，從而自動升級。若是檢測到系統(tǒng)故障，則會自動觸發(fā)報警設備，提醒工作人員進行維修和檢查。在具體應用中，物聯(lián)網(wǎng)技術具有十分顯著的優(yōu)勢，能夠促進智慧園區(qū)的建設，實現(xiàn)智慧園區(qū)的智能化、自動化以及技術化[9,10]。

4 結 語

在信息技術高速發(fā)展的今天，智慧園區(qū)的建設逐漸走進大眾視野。未來，智慧園區(qū)將是智慧城市的核心內(nèi)容，深刻地影響著人們的生產(chǎn)和生活，改變了傳統(tǒng)的生活習慣和生產(chǎn)方式，營造一個更為舒適與美好的生活環(huán)境。現(xiàn)階段，智慧園區(qū)建設還處于初步階段，物聯(lián)網(wǎng)技術的融合能夠大大提升智慧園區(qū)的智能化和技術化，推動現(xiàn)代社會的構建。在智慧園區(qū)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術可以快速獲取信息，降低成本，加強萬物互聯(lián)，提高生產(chǎn)效率，促進建設的進一步發(fā)展。