基于物聯網的新型智慧園區研究及應用

陳海龍

（浙江數智交院科技股份有限公司，浙江 杭州 310030）

0 引 言

2010年智慧城市理念傳入中國，其后經歷了數字化城市到智能化城市再到互聯網+智慧城市的發展?；诖耍瑘@區管理單位可以結合物聯網（Internet of Things，IoT）技術，整合信息資源，建立集節能環保、安全監管、運營管控于一體的園區綜合運營管理體系，進一步提升了園區的管理水平和服務能力，推進園區管理向智慧化方向發展。

1 智慧園區概述

1.1 發展狀況

智慧園區的發展經歷了從大型工業園→高科技工業園→高新技術與資本密集型工業園→智慧園區的過程。通過綜合運用多種高尖端科學技術，促使園區內部產業不斷深化融合，最終構建出智慧園區。智慧園區建設能夠給園區內企業提供更為精準的管理服務，進而幫助企業提升經濟效益和社會效益，帶動城市飛躍式發展。通過分析發展現狀，基于物聯網的新型智慧園區建設在我國已經形成沿海為主、中西部為輔的新格局，且可以預期，未來智慧園區產業將迎來更多的發展契機[1]。

1.2 發展方向

新型智慧園區建設最根本的目的是完善管理機制，實現園區內部的和諧發展?；诖?，有必要建立一個基于物聯網的綜合服務管理平臺，便于集中處理資源與信息，促進各個系統之間的交流協作，在滿足園區客戶訴求的基礎上，不斷優化園區的綜合管理能力。相比于傳統園區，新型園區模式更為智慧化和專業化。其以信息化為手段，以智慧應用為基礎，可以實現內外資源的全面集成，從而推進基礎設施網絡化、城市建設管理精細化、公共服務功能專業化以及發展智能化。

2 物聯網在智慧園區的應用

隨著區域經濟的不斷發展，園區經濟逐漸成為其重要組成部分。智慧園區建設過程中面臨著如下困難：（1）設計、施工、管理同質化，很難適應用戶的個性化要求；（2）內部各子系統相互獨立，形成了“信息孤島”，智能化程度不高；（3）很難實現系統聯動；（4）應用擴展性較差，且擴展費用高昂；（5）無法實現集中、高效、便捷管理，管理服務成本高；（6）無法實時監測重要設備的工作狀況，也不能及時發布事故預警。

運用物聯網技術，從公共數據使用、異構互聯網資源共享、多信息使用等多個角度考慮，能夠有效解決上述難題[2]。

物聯網系統與智能建筑的物理結構有很多共同點，每個子系統相當于物聯網數據采集節點。利用物聯網信息技術在數據服務平臺上收集數據信息，然后經過分析處理，可以為智能建筑系統提供更先進的大數據服務，從而完成對傳統建筑智能系統的創新優化。

基于物聯網構建數據服務平臺，能夠為客戶提供符合個性化需求的服務方案，同時通過對園區智能管理系統進行總體規劃，以確保個性化服務方案能夠實現。傳統的園區建設自動化控制系統是一種單獨、封閉、自成一體的控制系統。而物聯網則是完全開放的，并具備高度連通性，能夠在任意一個符合互聯網連接要求的地方完成與物聯網的互聯相通，進而有助于徹底破解“信息孤島”難題。將各子系統整合為一個統一的數據平臺，這一舉措有助于實現不同系統間的實時信息交流與共享，從而彌補傳統園區建筑智能化系統在信息收集過程中存在的不足和無法實現有效連接的問題。在物聯網數據服務平臺上匯集有大量的數據和信息，因此有必要不斷完善服務平臺的功能特性，并優化其靈活性。基于物聯網技術，構建一個系統化的信息服務平臺，用于綜合采集各個系統的數據信息，有助于實現集中、高效、便捷管理，同時也有助于減少管理服務成本。物聯網平臺中的專家系統引擎，可以整合、分析、計算從各個子系統中收集到的信息，并與應急預案相結合對異常情況進行評估，從而實現預警聯動。

因此，在園區建設過程中融入物聯網技術，已經成為新型智慧園區的重點發展方向。而物聯網應用平臺則從信息接入、信息處理、數據分析運用入手，為智慧園區奠定運營與業務處理基礎[3]。

3 基于物聯網的新型智慧園區管理平臺架構

新型智慧園區綜合服務管理平臺又可以分為智能化應用平臺、綠色節能管理系統、政務辦公服務信息平臺3個模塊。用戶需求呈現出多樣化特性，因此需要對其進行具體分析，并應對各類應用所面向的對象與領域進行研究，在此基礎上結合智慧園區綜合服務管理平臺實現應用定制，最終可以滿足所有用戶的個性化需求。

3.1 智能化應用平臺

智慧園區綜合服務管理平臺是基于各企事業單位運行現狀和管理需求構建出的，如圖1所示。

圖1 智慧園區應用平臺架構

本文以南沙區政務中心智慧園區綜合服務管理系統為例，介紹了該系統的應用[4]。該系統選用了業界首創的超薄、雙頻率射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）復合卡片，并集有源、無源兩種芯片于一身，實現了園區管理的智能化與自動化。有源芯片遠程感應識別性能優越，適用于停車場管理、感應門禁、會議登記等。無源芯片具備16個相對獨立的存儲空間，可以擴展到其他應用領域，包括停車位管理、門禁管理、通行管理、會議登記等。無源芯片也可以用來存儲個人信息、賬戶資金信息，且保密性能良好，適用于餐飲、商店等小額支付場景。

3.2 綠色節能管理系統

據統計，國民經濟總能耗約有33%來自于建筑能耗，而空調、照明能耗在建筑能耗中的比重超過80%。采取措施有效解決能源浪費問題，對于推進綠色可持續發展有著重要意義。通過研究不同行業、企事業單位的節能管理需要，智慧園區綠色節能管理系統已被建立出來，其主體分為智能燈光管理、空調節能自控和節水管理等。東莞市松山湖科技園智能路燈及照明系統是典型應用之一。

智慧路燈照明系統應用了國際領先的電力線路載波通信技術、通用無線分組技術（General Packet Radio Service，GPRS）/碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）通信技術，完成了對單個路燈與遠程路燈的集中控制與集中管理?？刂葡到y具有自主調節照明、設備參數采集、故障告警、線纜防盜、照明防盜、手動抄表、遠程集中監測、大數據統計與分析以及電子地圖管理等功能，并且控制系統還運用了隔離開關道路照明和智慧調節路燈照明等多項集成技術，大大節約了用電資源和維修成本，節電率最高可達70%以上[5]。

3.3 政務辦公服務信息平臺

政務辦公服務信息平臺的核心是建立安全高效的云平臺。云平臺的數據中心主要承擔對應用系統的信息采集和管理工作，并實現對終端設備的統一調度管理。通過建立一個安全可靠的服務管理機制，并在應用層通過多租戶引擎向客戶供應多樣化的服務支持。

要想完善園區業務功能，還必須以園區為基礎建立云計算平臺，其是基礎服務提供商和客戶的中央數據處理、儲存與運算中樞，方便整合上下游服務，為內部企業提供園區級管理服務。

通過對園區內公共服務信息網絡平臺的功能與性能需求進行分析，其對資源的需求量大，負載變動幅度較大，計算能力以服務的形式被提交給企業。

行政辦事服務信息網絡平臺可以同時適應行政、辦事、資訊交換、對外宣傳需要，向客戶提供以下服務。一是業務受理、開通、收費服務；二是網站節點的分配和管理；三是用戶信息的收集、儲存、統計、展示；四是應用集成的公共服務平臺。

4 基于物聯網的新型智慧園區應用分析

4.1 感知園區

在園區內安裝智能感測裝置，可以實現對人、車輛、物品位置、狀態、環境參數以及企業生產情況等的充分掌握、智能預警和靈活管理，從而為新型智慧園區建設奠定堅實基礎。

4.2 園區對內服務

以物聯網為基礎的新型智慧園區，可以為內部企業提供各種功能服務，進而為企業的生產和經營提供極大便利。對內服務包括以下幾個方面。

（1）物流服務和追溯服務：為內部企業和商家提供完整的物流配送業務，并可以實現對園區內所有產品的快速、準確追蹤，以幫助企業及時解決生產運營過程中遇到的各種突發事件，促進企業經濟效益提高。

（2）金融服務：通過為內部公司與個人辦理授信、擔保、消費、投資LC、信貸等相關征信業務，以實現金融服務與園區經營管理的緊密結合、相互促進、共同發展[6]。

（3）推廣活動和跟蹤：利用園區內的招商和推廣平臺，方便內部企業展開各類市場推廣、宣傳、促銷等營銷活動，并提供后續跟蹤服務，協助企業優化生產、運營和管理，推動企業發展。

（4）商業綜合服務：支持各類消費、抵押、透支業務，在此基礎上構建起一個電子商務服務平臺，為內部企業和個人提供相應的業務服務，以協助企業優化生產、運營和管理，促進發展。

（5）桌面云服務：為內部企業和個人提供桌面云服務，企業不再需要購置大批臺式機，直接租用園區云終端即可，不但節約了硬件成本，還有助于減少運營成本與能源成本，對企業的生產、運營和管理均有所幫助。

4.3 園區日常管理

以物聯網為基礎的智慧園區建設，使園區的日常管理水平得到了很大提高，日常管理工作包括以下幾個方面。（1）園區資源管理：人力、物力、設備、材料、車輛以及房屋等的管理。（2）人力資源與培訓管理：為園區管理者及其人力資源工作者提供技術支持。（3）關系管理：協助企業管理者跟進客戶，掌握招商線索及機遇，并實現對招商人員工作狀況的科學合理評估。（4）統一財務與結算系統：協助管理人員完成結算、交易、結匯等工作。（5）物業管理：為園區的物業管理提供幫助[7]。

4.4 園區應急管理

以物聯網為基礎的智慧園區建設，能夠全面監控、預警、判斷、決策、調度和處置各種突發事件，并以應急預案體系為核心，立足于日常管控和園區感知，建立起緊急情況處理體系。

（1）視頻會議：用于協調專家、領導等共同商討、協調、決策與指揮。

（2）多媒體智能預警與環境感知預警：基于感知園區構建起綜合應急協調、應急指揮體系。

（3）統一接警處：實現對接警、出警、應急值守、事件判斷等的統一管理。

（4）事件報告管理：基于國家標準和云平臺要求，突發事件處理完成后應撰寫報告，并對事件報告進行統合管理。

（5）重大事件保障與聯動管理：各部門、各單位按重大事件保障制度要求共同處理突發事件，在處理過程中應及時與指揮中心進行溝通和聯動。

4.5 園區外部服務

基于物聯網的智慧園區也可以為園區外部人員提供服務，從而實現信息共享，促進產品銷售和招商引資。對外服務內容具體包括以下幾個方面。

（1）外網門戶：園區對外資訊發表和交流互通的系統入口。

（2）統一的大型網上商城和交易中心：在園區內搭建一體化的企業對企業（Business to Business，B2B）、2C對外電商平臺。

（3）對外交流咨詢與招商引進：為招商工作提供咨詢服務。

（4）園區活動宣傳與交流互動管理：推進各種活動開展，并支持與外界的溝通和互動。

5 結 論

隨著創新科技的迅速發展，基于物聯網的新型智慧園區逐漸走進大眾視野?；谖锫摼W的新型智慧園區通過構建集管控與服務于一體的管理平臺，以滿足園區客戶的個性化要求，并為園區客戶提供多樣化智能服務，創造出便捷舒心的辦公和生活環境，從而實現真正的智慧化、可視化管理和服務。