物聯網技術應用于智慧園區的技術策略探析

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，是一個集各種先進技術于一體的綜合性系統。而物聯網技術是系統中的重要組成部分，其能夠對各種信息數據進行采集、傳輸、分析與處理。作為智慧園區的關鍵技術，物聯網技術為園區提供更加強大的智能感知能力和分析處理能力，體現在智能照明、網絡管理、系統安全、無線感知等。

1 物聯網技術在智慧園區的應用原則

1.1 穩定性

應用于智慧園區的物聯網系統必須具備超強的穩定性和可靠性，無論在何種復雜情況下都能保證智慧園區系統的穩定運行，且系統核心模塊和業務模塊可以持續在24 h內不間斷運行，全年處于穩定工作狀態。

1.2 先進性

智慧園區本身具有前沿性，這也意味著應用的物聯網系統必須保證是最尖端的軟件系統。同時，物聯網系統應采用先進的架構，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。在云計算、J2EE平臺、大數據等先進技術基礎上，采用多核心技術和超線程技術為系統運行提供支持[1]。

1.3 安全性

在智慧園區中，物聯網技術所設計的系統必須實時保護用戶信息安全，根據權限等級進行數據信息與軟件功能的訪問和使用，進而實現信息和數據的安全交互。同時，在關鍵業務板塊，必須有相應的安全審核功能，將全部系統進行統一管理。

1.4 可維護性

對于智慧園區的物聯網技術應用，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整，從而實現軟件的快速升級和優化。可維護性在于可修改、可測試以及可讀等，使軟件不被常態所限制，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，一是系統設計上含有隨機應變的能力，能夠根據業務情況的變化進行相應調整，適應變化。具體來說，當系統業務功能發生改變或者新添設一些業務功能時，需要最大程度上保證業務變化不會影響局部業務功能。二是根據系統容量變化進行不同層次的擴充，從而保證整個系統具備合理的響應時間和吞吐量[2]。

2 物聯網技術應用在智慧園區的技術策略

智慧園區的物聯網平臺必須具備空間性和開放性，可以和其他應用系統實時連接，進行數據傳遞。在此要求上，基于企業級應用開發平臺J2EE，綜合應用B/S3層網絡架構、Services、面向服務的架構（Service-Oriented Architecture，SOA）、云計算、大數據、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平臺和其他應用系統的相適應性，便于信息數據的交互[3]。同時，實現所有應用系統的單點登錄和統一ID認證。

2.1 窄帶物聯網技術

隨著通信技術的發展，人與人的連接拓展為人與物、物與物的連接，逐步實現萬物互聯。在4G技術發展背景下，物和物缺乏更深層次的連接，相比于藍牙等短途通信手段，移動設備網絡具有顯著優勢，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絡，可以創設各種應用場景，這也是物聯網技術的關鍵所在。基于蜂窩網絡，創新設計出窄帶物聯網（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（Global System for Mobile Communication，GSM）網絡、通用移動通信系統（Universal Moblle Telecommunications System，UMTS）網絡和長期演進（Long Term Evolution，LTE）網絡，大大降低了成本，推動了物聯網技術的發展。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，可以優化網絡架構。

2.2 云計算技術

智慧園區中物聯網應用不僅在于某個平臺或者某個系統的建設，而且在于整個一體化信息體系的構建，其中包括應用標準、數據處理、信息交互以及構建共享中心和協同子系統建設。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以及軟件數據的快捷化網絡運行和點擊訪問，確保智慧園區的高質量建設，同時結合智慧園區設計安裝簡單有效的存儲設備和計算服務。

現階段，基于物聯網的云計算技術較為成熟，通過云計算技術，物聯網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，實現了物物相連，并將無線網絡技術所收集的信息數據傳輸到云計算數據處理中心，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，得出的數據結論可以直接應用于軟件中。物聯網和云計算的融合不僅能夠滿足人們對網絡的新要求，而且實現了物物相連以及各個應用的無差別適用。

2.3 數據共享交換技術

NB-IoT網絡技術下的物聯網園區建設涉及范圍較大，各個參與者、各個部門之間存在較大的應用聯系，通過在不同的信息系統中設置統一的接口，從而將所有信息系統連接起來進行系統集成和數據傳輸。數據共享交換技術指借助計算機網絡技術實現數據信息的共享，為各個部門之間的信息系統互通提供技術支持。該技術有利于增強各部門、各軟件之間的數據共享程度。具體來說，數據共享交換技術中構建的數據共享交換平臺是一個綜合性平臺，面向全國范圍內的信息資源，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務系統提供信息轉換和安全交流，充分保證各個部門之間的數據交換共享安全。同時，在數據共享交換平臺中，各個軟件和業務部門可以自由進行資源整合與協同辦公。此外，對于分布式的程序結構，數據共享交換平臺可以為其提供安全的通信通道和穩定可靠的通信服務，如電子政務的應用。通過數據交換平臺來開展不同信息共享和交換，進而使系統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（Global Position System，GPS）、地理信息系統（Geographic Information System，GIS）。根據不同的需要，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。遙感主要是用于對大面積物體和周圍空間環境等進行信息采集，通過地理信息的分析和整理，獲得精準的數據信息。全球定位系統則是一種以人造地球衛星為基礎的高精度無線電導航的定位系統，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。地理信息系統則是一個綜合性平臺，對不同時空數據進行處理和分析。把遙感技術、全球定位系統、地理信息系統融合起來，可形成一個高度智能化、自動化、實時化的強大信息系統，為智慧園區中物聯網的應用提供各種決策數據和信息參考，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，融合虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術和互聯網技術等先進技術，對地球時空信息進行采集、編碼、存儲、分析以及轉換，實現可視化、三維化的一種強大信息技術。隨著科學技術的發展，原來的二維地理信息技術不能滿足當前生產力的需求，進而三維技術應運而生[5]。由此可知，在三維技術發展過程中，進入到各行各業的經濟發展模式中，為行業發展、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，進一步開發和完善三維平臺，使其滿足人們的生產生活需求，為行業發展和國家建設提供更有力的支持[6]。

3 物聯網技術在智慧園區的具體應用

3.1 安全管理優化

在智慧園區應用物聯網技術，首先要加強局部網絡等通信技術的應用，將人、物有機連接，實現人員和傳感器、機器設備、應用軟件的互聯。通過這樣的方法充分實現項目數據信息的接收和傳遞，為智慧園區內工作的開展提供強有力的技術支持和設備輔助[7]。對于智慧園區的海量數據存儲問題，物聯網技術的安全性和穩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，物聯網的智能化特征應結合實際情況，分析不同風險出現的原因，如網絡環境引發的風險或者人為操作引發的風險等，采取針對性的措施及時修補風險。

3.2 系統結構建立

物聯網技術的運用需要建構物聯網系統結構。其建設的目標不僅在于和智慧園區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，這樣才能保證園區工作的有效開展。在對物聯網系統建設架構時，要采用云計算、大數據計算、網絡技術等技術進行核心結構和分支系統的構建。建設智慧園區中的智能中樞，通過計算機技術實現各種應用程序和軟件的協同運行，從而保證智慧園區高效率和高質量的運行，并利用通信網和傳感網收集各種數據信息，進一步增強信息整合、分析與處理，從而幫助智慧園區消除項目運行風險[8]。此外，在智慧園區系統平臺中建立自動存儲信息庫，存儲各種數據信息，并對信息進行分門別類的整理，便于后續信息數據的管理。

3.3 運維工作完善

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

4 結 語

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