基于“LoRa+WiFi”無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的智慧景區(qū)管理系統(tǒng)

摘 要：隨著我國(guó)旅游業(yè)的發(fā)展規(guī)模逐步擴(kuò)大，景區(qū)對(duì)智慧管理的需求貫穿于游前、游中和游后整個(gè)過(guò)程。本系統(tǒng)從景區(qū)管理者的角度出發(fā)，對(duì)景區(qū)游客、景區(qū)環(huán)境以及景區(qū)安防等方面進(jìn)行管理，依托于LoRa無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和匯聚，并通過(guò)WiFi模組傳輸至云平臺(tái)，同時(shí)開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)景區(qū)管理數(shù)據(jù)。通過(guò)測(cè)試，將“LoRa+

WiFi”無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組合技術(shù)應(yīng)用于智慧景區(qū)感知層數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程具有可行性，對(duì)于實(shí)現(xiàn)景區(qū)的智慧化管理具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：LoRa；WiFi；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；景區(qū)管理；智慧景區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP317；TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2024）07-00-05

0 引 言

2015年，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)旅游投資和消費(fèi)的若干意見(jiàn)》中提出“互聯(lián)網(wǎng)+旅游”，到2020年，在全國(guó)4A級(jí)以上景區(qū)和智慧鄉(xiāng)村旅游試點(diǎn)單位實(shí)現(xiàn)免費(fèi)WiFi（無(wú)線局域網(wǎng)）、智能導(dǎo)游、電子講解、在線預(yù)訂、信息推送等功能全覆蓋，并在全國(guó)打造1萬(wàn)家智慧景區(qū)和智慧旅游鄉(xiāng)村[1]。2019年我國(guó)智慧旅游業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為4 355億元；

2020年受疫情影響市場(chǎng)規(guī)模有所收縮，較2019年回落30.5%；隨著疫情后我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速?gòu)?fù)蘇以及各地旅游業(yè)重新開(kāi)業(yè)，2021年年底我國(guó)智慧旅游業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4 480億元，較2020年上漲48%。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)報(bào)道的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年，全球智慧景區(qū)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到300億美元以上。到2030年，智慧景區(qū)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)1 000億美元。中國(guó)是全球最大的旅游目的地之一和最大的旅游消費(fèi)市場(chǎng)，未來(lái)智慧景區(qū)行業(yè)市場(chǎng)的潛力巨大[2-5]。

目前，中國(guó)智慧旅游業(yè)整體發(fā)展尚未成熟，而未來(lái)智慧景區(qū)將更加全面，物聯(lián)智能傳感器設(shè)備將包括文物古跡、旅游點(diǎn)、景區(qū)公共設(shè)施聯(lián)網(wǎng)等在內(nèi)的旅游產(chǎn)業(yè)鏈上下游系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)感測(cè)。無(wú)線通信技術(shù)中，LoRa不用借助移動(dòng)、聯(lián)通或者電信等運(yùn)營(yíng)商的基站，而是利用自己搭建和管理的網(wǎng)絡(luò)，具有功耗低、通信距離長(zhǎng)的特點(diǎn)；WiFi功耗較大，但是傳輸速度快。本文設(shè)計(jì)了一款基于“LoRa+WiFi”無(wú)線通信技術(shù)的智慧景區(qū)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)面向景區(qū)管理者，將傳感器的感知信號(hào)、景區(qū)定位的北斗信號(hào)傳輸至物聯(lián)云平臺(tái)；面向用戶(hù)開(kāi)發(fā)Web端應(yīng)用，同時(shí)發(fā)布至移動(dòng)端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測(cè)。項(xiàng)目整體基于嵌入式模塊化開(kāi)發(fā)，將數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理融為一體，對(duì)于實(shí)現(xiàn)各類(lèi)人文景區(qū)以及自然景區(qū)的智慧化管理具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 智慧景區(qū)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)

景區(qū)環(huán)境管理分為室內(nèi)與室外兩種，室內(nèi)景區(qū)主要是博物館、藝術(shù)館等，需要根據(jù)館藏品的保存條件進(jìn)行調(diào)節(jié)管理，對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)；室外景區(qū)主要是對(duì)景區(qū)植物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。景區(qū)的游客管理主要是對(duì)景區(qū)游客人流量的分布以及游客身體健康的監(jiān)測(cè)等；景區(qū)的安防管理主要包括對(duì)人員入侵、火災(zāi)等情況的監(jiān)測(cè)與預(yù)防。

如圖1所示，本系統(tǒng)的整體架構(gòu)包括：STM32L151C8T6主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、LoRa無(wú)線傳輸模塊、WiFi無(wú)線傳輸模塊、云平臺(tái)以及應(yīng)用端模塊。游客管理采用北斗定位技術(shù)，可以用于實(shí)現(xiàn)游客或車(chē)輛定位、導(dǎo)航等功能，實(shí)現(xiàn)游客位置的精準(zhǔn)管理，同時(shí)通過(guò)景區(qū)定位人流量熱點(diǎn)圖，結(jié)合心率傳感器，實(shí)現(xiàn)游客的全方位健康管理；采用STM32L151C8T6控制各類(lèi)景區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，比如室內(nèi)/土壤溫濕度、室內(nèi)室外光照傳感器、空氣質(zhì)量傳感器等，將數(shù)據(jù)上傳至物聯(lián)云平臺(tái)并存儲(chǔ)在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)端應(yīng)用以及APP應(yīng)用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋。

2 智慧景區(qū)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

如圖2所示，感知層的數(shù)據(jù)部分采用的是32位超低功耗芯片STM32L151C8T6，它基于高性能ARM Cortex-M3的內(nèi)核，工作電壓為1.8～3.6 V，提供一個(gè)12位ADC、2個(gè)ADC、2個(gè)超低功耗比較器、6個(gè)通用16位定時(shí)器以及2個(gè)基本定時(shí)器，可用作時(shí)間基準(zhǔn)，超低功耗，在景區(qū)布置時(shí)續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。

2.1 智慧景區(qū)游客管理

2.1.1 景區(qū)游客心率監(jiān)測(cè)

HRS3300心率監(jiān)測(cè)的功能在于監(jiān)測(cè)游客在游覽景區(qū)內(nèi)的心率變化。通過(guò)佩戴心率監(jiān)測(cè)設(shè)備的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)游客的心率，并記錄下其心率變化的歷史數(shù)據(jù)，以便對(duì)游客的健康狀況進(jìn)行評(píng)估和分析，幫助景區(qū)管理者更好地了解游客的身體狀況，提供更加精準(zhǔn)的服務(wù)，以及在存在健康風(fēng)險(xiǎn)時(shí)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

當(dāng)游客心率異常時(shí)，景區(qū)管理者可以采取相應(yīng)措施，為游客提供健康干預(yù)和輔助服務(wù)。例如，當(dāng)游客的心率過(guò)高時(shí)，引導(dǎo)游客在景區(qū)內(nèi)休息，提供飲用水等物品，避免引發(fā)更危險(xiǎn)的情況。

2.1.2 景區(qū)北斗定位

北斗定位系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠提供全球?qū)Ш?、時(shí)序和授時(shí)、短報(bào)文以及應(yīng)急通信等服務(wù)。北斗定位設(shè)備內(nèi)含雙模芯片，通過(guò)其進(jìn)行定位，可以快速確定佩戴者位置，并且北斗的定位信息通過(guò)RS 485的有線接口以及Modbus的工業(yè)級(jí)通信協(xié)議的方式傳輸。本系統(tǒng)基于STM32，通過(guò)RS 485接口和Modbus協(xié)議讀取北斗數(shù)據(jù)，并通過(guò)LoRa無(wú)線通信方式將數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)，具體功能如下。

（1）提供精準(zhǔn)的定位服務(wù)：景區(qū)管理人員可以通過(guò)北斗定位系統(tǒng)準(zhǔn)確獲得游客的位置信息和活動(dòng)軌跡，掌握景區(qū)內(nèi)的人流情況和管理需求。

（2）提升游客體驗(yàn)和服務(wù)水平：游客在景區(qū)的特定區(qū)域中能隨時(shí)獲得導(dǎo)航和推薦服務(wù)。通過(guò)指引游客前往目的地，讓游客更便捷地找到自己要游覽的景點(diǎn)。

（3）加強(qiáng)景區(qū)的安全保障：通過(guò)北斗定位系統(tǒng)，景區(qū)管理人員可以第一時(shí)間了解游客遇到的安全問(wèn)題和緊急情況，及時(shí)采取相應(yīng)的安全措施和救援措施，保障游客的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

北斗定位技術(shù)提供高精度的定位服務(wù)，而LoRa技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的通信服務(wù)，即便在景區(qū)的深山老林和人跡罕至的地方，景區(qū)也能向游客準(zhǔn)確推送信息，并對(duì)游客的行蹤進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄。同時(shí)能夠節(jié)約成本，相比傳統(tǒng)有線管道，北斗和LoRa技術(shù)不需要鋪設(shè)大量的有線設(shè)備，降低了支出成本和運(yùn)營(yíng)成本。

2.2 智慧景區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)

2.2.1 景區(qū)溫濕度監(jiān)測(cè)

SHT11數(shù)字溫濕度傳感器將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，并采用了CMOS過(guò)程微加工技術(shù)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)景區(qū)室內(nèi)外環(huán)境的溫度和濕度變化，定制指導(dǎo)措施，例如如何防止中暑、脫水等，向游客提供實(shí)時(shí)的景區(qū)環(huán)境溫濕度信息，讓游客及時(shí)了解天氣條件，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。系統(tǒng)還可以檢測(cè)和報(bào)告是否存在危險(xiǎn)情況，如濕滑路面等，防止出現(xiàn)游客摔倒等意外；可以監(jiān)測(cè)場(chǎng)館內(nèi)空氣的溫濕度，發(fā)現(xiàn)高溫和潮濕等不良情況時(shí)，對(duì)游客進(jìn)行提醒，并采取應(yīng)對(duì)措施，預(yù)防因空氣不良等引起的安全問(wèn)題。同時(shí)，系統(tǒng)還能輔助景區(qū)管理，景區(qū)管理者根椐溫濕度傳感器提供的數(shù)據(jù)來(lái)合理調(diào)整景區(qū)設(shè)施和環(huán)境，保證游客在較為舒適的環(huán)境中游覽和休息，同時(shí)還能夠減少景區(qū)的能源消耗。

采用溫濕度傳感器能夠幫助景區(qū)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境變化并向其發(fā)出警報(bào)，以便工作人員能夠根據(jù)不同植物提供最適合的生長(zhǎng)條件，使景區(qū)植物在良好的環(huán)境下生長(zhǎng)，預(yù)防環(huán)境過(guò)熱、過(guò)干等不良條件對(duì)植物生長(zhǎng)的損害和影響。溫濕度傳感器可以間接調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)時(shí)間和生長(zhǎng)速度，例如為某些適合在高溫下生長(zhǎng)的植物調(diào)節(jié)合適的溫度，其生長(zhǎng)速度會(huì)大大增加，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的增加。由此做到精確監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境，減少供水和肥料的浪費(fèi)，從而最大程度地減少成本，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

2.2.2 景區(qū)光照監(jiān)測(cè)

本系統(tǒng)采用GB5-A1E光敏傳感器，它是一種根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度變化與輸出電流的正比例關(guān)系來(lái)判斷環(huán)境光強(qiáng)度的光敏傳感器，其穩(wěn)定性好、一致性強(qiáng)，并且實(shí)用性高。景區(qū)的許多區(qū)域都需要適當(dāng)?shù)墓庹?，GB5-A1E光敏傳感器可以確保這些區(qū)域的光照始終保持在最佳水平。適當(dāng)?shù)墓庹者€能提高景區(qū)的安全性，在一些危險(xiǎn)區(qū)域，光照傳感器可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)光照強(qiáng)度，并確保這些區(qū)域始終保持適當(dāng)?shù)墓庹諒?qiáng)度，特別是在低光照或夜間游覽時(shí)，提高景區(qū)的安全性。

光照傳感器還可以通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)整光照強(qiáng)度來(lái)延長(zhǎng)燈泡的使用壽命，減少燈具的維護(hù)需求，這將有助于節(jié)省時(shí)間和維護(hù)成本，減少景區(qū)的資源損耗。光照傳感器可以與其他感應(yīng)設(shè)備結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)更全面的智能管理，例如與溫度傳感器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的能源調(diào)控和管理。不僅如此，它還可以監(jiān)測(cè)植物所需的光照強(qiáng)度，根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度來(lái)保證植物獲得足夠的光照，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。最后，使用光照傳感器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和定時(shí)化的植物管理，減少人力和物力投入，方便且高效。

2.2.3 景區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

本系統(tǒng)采用MQ135空氣質(zhì)量傳感器，其所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在污染氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。

MQ135空氣質(zhì)量傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)景區(qū)的空氣質(zhì)量，包括空氣中的各種有害物質(zhì)（如PM2.5、CO、O3等），以及溫度、濕度等指標(biāo)，并收集和記錄數(shù)據(jù)。還能自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣處理設(shè)備（如空氣凈化器）的工作狀態(tài)，使其在真正需要的時(shí)候開(kāi)啟，減少能源的浪費(fèi)，從而改善景區(qū)的空氣環(huán)境和旅游體驗(yàn)，確保景區(qū)的空氣質(zhì)量在安全范圍內(nèi)，保障游客健康。

2.3 景區(qū)人防監(jiān)測(cè)

本系統(tǒng)采用雙光束數(shù)碼式主動(dòng)紅外入侵探測(cè)器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，感應(yīng)時(shí)間為50～700 ms，水平可覆蓋范圍為±90°，垂直覆蓋角度為±10°。紅外對(duì)射傳感器能精準(zhǔn)判斷室外最遠(yuǎn)150 m范圍，室內(nèi)最遠(yuǎn)450 m范圍的人員入侵情況。根據(jù)人體散發(fā)的紅外光線是否處于移動(dòng)狀態(tài)來(lái)感知防區(qū)內(nèi)人體的存在，它的功能有以下四個(gè)方面：

（1）安保監(jiān)控：景區(qū)人體紅外對(duì)射傳感器可以用于安保監(jiān)控，通過(guò)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)時(shí)預(yù)警和報(bào)警，防止陌生人員進(jìn)入?yún)^(qū)域。

（2）環(huán)保節(jié)能：可用于燈光控制，通過(guò)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)來(lái)控制燈光的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)智能化控制，減少能源的浪費(fèi)，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。

（3）行為分析：通過(guò)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)軌跡，分析游客的行為特點(diǎn)。

（4）提高安全性：通過(guò)監(jiān)測(cè)人體熱輻射，能夠快速、準(zhǔn)確地探測(cè)到潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，比如火災(zāi)等，保證游客在景區(qū)內(nèi)的安全。

2.4 景區(qū)攝像監(jiān)測(cè)

攝像頭可以監(jiān)控景區(qū)內(nèi)的安全情況，識(shí)別人員是否攜帶危險(xiǎn)物品、是否有異常行為等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警處理。對(duì)景區(qū)內(nèi)游客的數(shù)量及分布情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)，幫助景區(qū)管理部門(mén)進(jìn)行管理和資源調(diào)配。通過(guò)攝像頭對(duì)景區(qū)內(nèi)的各個(gè)景點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，分析游客的流量和停留時(shí)間，評(píng)估景點(diǎn)的熱度和受歡迎程度。此外，攝像頭還可做到保護(hù)資源，監(jiān)控景區(qū)內(nèi)的自然資源和文化遺產(chǎn)，識(shí)別是否有人為破壞、損毀等行為，便于管理人員及時(shí)采取措施保護(hù)景區(qū)資源。

3 景區(qū)管理無(wú)線通信

3.1 LoRa無(wú)線傳輸感知端

LoRa是一種低功耗、長(zhǎng)距離、低速率的無(wú)線通信技術(shù)，可以在不要求數(shù)據(jù)傳輸速度的場(chǎng)景下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的無(wú)線通信，對(duì)實(shí)現(xiàn)景區(qū)內(nèi)的智能化管理、提高景區(qū)安全性、提高游客體驗(yàn)以及降低景區(qū)運(yùn)營(yíng)成本有著不可低估的優(yōu)勢(shì)[6-7]。

LoRa數(shù)據(jù)匯聚流程如圖3所示。通過(guò)將LoRa設(shè)備部署在景區(qū)內(nèi)的各個(gè)位置，對(duì)景區(qū)內(nèi)各種設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，這些數(shù)據(jù)通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)景區(qū)內(nèi)各種設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。LoRa采用擴(kuò)頻技術(shù)，與常用的無(wú)線通信技術(shù)（WiFi/ZigBee）相比，具有傳播距離遠(yuǎn)、易部署、低功耗以及低成本的優(yōu)點(diǎn)，在大范圍景區(qū)或者園區(qū)中應(yīng)用可降低運(yùn)維成本。

3.2 WiFi無(wú)線上云

WiFi通信技術(shù)具有高速、通信距離短的特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用ESP8266 WiFi模組，ESP8266的固件有兩種：AT固件和Node-MCU固件。本系統(tǒng)采用AT固件。依托于WiFi的優(yōu)點(diǎn)，將LoRa匯聚的各類(lèi)環(huán)境、安防、游客管理信號(hào)以及游客北斗定位信號(hào)，高速傳輸至云平臺(tái)。匯聚節(jié)點(diǎn)通常被部署在室內(nèi)或者室外固定的點(diǎn)，方便保持足夠強(qiáng)的WiFi信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速上云。WiFi數(shù)據(jù)上云流程如圖4所示。

將LoRa和WiFi結(jié)合起來(lái)在景區(qū)中使用可以實(shí)現(xiàn)更好的物聯(lián)網(wǎng)連接和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)景區(qū)的智慧化建設(shè)，該技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。在景區(qū)內(nèi)設(shè)置LoRa基站，用于連接景區(qū)內(nèi)的傳感器、監(jiān)控、路燈等智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗的無(wú)線通信。數(shù)據(jù)匯聚后利用WiFi單點(diǎn)易布置的優(yōu)點(diǎn)，將LoRa匯聚的數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)云平臺(tái)，為管理云平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取云平臺(tái)數(shù)據(jù)打下基礎(chǔ)。

4 智慧景區(qū)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 智慧景區(qū)管理云平臺(tái)

云平臺(tái)集成了智慧景區(qū)中的各種數(shù)據(jù)，如游客信息、景區(qū)信息、交通狀況等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交流，從而提升信息處理效率[8]。該平臺(tái)具有安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存和備份智慧景區(qū)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。該平臺(tái)集成了各種傳感器、監(jiān)控設(shè)備等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)景區(qū)內(nèi)的交通流量、游客數(shù)量、氣象狀況等，幫助景區(qū)管理者隨時(shí)掌握景區(qū)內(nèi)的情況。該平臺(tái)擁有更加強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力[9]，景區(qū)內(nèi)涉及的數(shù)據(jù)種類(lèi)較多，如果在本地處理這些數(shù)據(jù)，需要消耗大量時(shí)間和資源，而將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云平臺(tái)上進(jìn)行處理，可以極大地提升數(shù)據(jù)處理效率[10]。

將云平臺(tái)引入智慧景區(qū)中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和交流、可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、更加強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析能力。同時(shí)，景區(qū)管理云平臺(tái)與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，使用Java語(yǔ)言、SpringBoot框架實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、跨平臺(tái)通信和系統(tǒng)集成等功能。云平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示如圖5所示。

4.2 智慧景區(qū)管理系統(tǒng)Web端

Web端管理軟件是面向景區(qū)管理者所開(kāi)發(fā)的，可以呈現(xiàn)對(duì)景區(qū)的人流量、游客安全、安防以及景區(qū)室內(nèi)外環(huán)境等的監(jiān)測(cè)結(jié)果。本系統(tǒng)是在局域網(wǎng)范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)的，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性，擁有更好的圖形用戶(hù)界面，使用戶(hù)擁有良好的體驗(yàn)，讓游客更好地了解景區(qū)的歷史、文化、自然環(huán)境等特點(diǎn)。Web端管理界面如圖6所示，具體優(yōu)勢(shì)如下：

（1）提升游客滿意度：游客可以更方便、更快捷地獲取景區(qū)信息，規(guī)劃旅游行程，提升游客的舒適度和滿意度，促進(jìn)口碑相傳。

（2）能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：收集游客信息、消費(fèi)行為、滿意度等數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，幫助景區(qū)制定科學(xué)的管理策略和營(yíng)銷(xiāo)策略。

（3）加強(qiáng)安全保障：PC端可以在本地計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，相比移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更可靠，景區(qū)的數(shù)據(jù)安全和游客的隱私事項(xiàng)都得到更加完善的保障。

（4）節(jié)約成本：在提高景區(qū)的利潤(rùn)率的同時(shí)，降低人工成本。

5 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果

目前國(guó)內(nèi)景區(qū)有較多的景區(qū)已實(shí)現(xiàn)WiFi覆蓋，但WiFi的傳輸距離有限，需要布置多個(gè)節(jié)點(diǎn)，而LoRa傳輸距離長(zhǎng)于WiFi，且傳輸速度也能滿足景區(qū)管理的要求，因此本項(xiàng)目為驗(yàn)證LoRa在智慧景區(qū)感知層數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的可行性進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地如圖7所示。本系統(tǒng)采用的LoRa天線為433 MHz天線，在發(fā)射功率分別為14 dB和20 dB的條件下測(cè)試了LoRa匯聚節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)在藏龍島濕地公園的開(kāi)闊地帶和復(fù)雜地帶、校園開(kāi)闊地帶以及校園機(jī)房等通信信號(hào)不良處的通信距離。

測(cè)試以傳感器數(shù)據(jù)正常接收為準(zhǔn)，當(dāng)感知點(diǎn)的傳感器的溫度實(shí)時(shí)發(fā)生變化時(shí)，匯聚點(diǎn)的數(shù)據(jù)也將實(shí)時(shí)發(fā)生變化，而不發(fā)生丟包現(xiàn)象。雖然理論上LoRa的通信距離可達(dá)15 km，但在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，景區(qū)環(huán)境、安防以及游客信息會(huì)實(shí)時(shí)變化，最遠(yuǎn)通信距離會(huì)縮短。在藏龍島濕地公園，人流量不多，沒(méi)有電子設(shè)備干擾且發(fā)射功率較大時(shí)，最遠(yuǎn)可達(dá)1.5 km；在校園人流量較大，且機(jī)房電子產(chǎn)品影響較為復(fù)雜時(shí)，通信距離較短；復(fù)雜情況下信號(hào)發(fā)射功率對(duì)通信距離的影響更突出；而在空曠的條件下，發(fā)射功率對(duì)通信距離的影響相對(duì)較小。

6 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目基于STM32L1系列單片機(jī)采集景區(qū)中游客、景區(qū)室內(nèi)外環(huán)境以及景區(qū)安防燈等方面的傳感器信號(hào)，通過(guò)LoRa無(wú)線通信技術(shù)傳輸匯聚，并通過(guò)WiFi無(wú)線通信技術(shù)傳輸至云平臺(tái)，同時(shí)開(kāi)發(fā)Web網(wǎng)頁(yè)端以及移動(dòng)端，實(shí)現(xiàn)景區(qū)的全方位管理。為測(cè)試LoRa應(yīng)用于景區(qū)管理的可能性，本系統(tǒng)在不同環(huán)境下進(jìn)行了通信距離的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明：LoRa通信發(fā)射功率越大，則通信距離越遠(yuǎn)；在復(fù)雜的環(huán)境下，LoRa的發(fā)射功率對(duì)距離的影響更加突出，且成本較低，雖然通信速率較低，但是與WiFi結(jié)合后能很好地克服該缺點(diǎn)。本系統(tǒng)可作為景區(qū)管理者管理景區(qū)的有效工具，后續(xù)將基于數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行研究。

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