基于物聯網和云計算的智慧園區信息系統的研究與實現

王 毅，俞朝輝，王光鵬

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

0 引 言

1 基于物聯網和云計算的智慧園區信息系統設計要點

1.1 智慧園區信息系統硬件架構

1.1.1 建立智慧園區信息系統架構

由感知層、網絡層以及應用層共同組成智慧園區的信息系統架構，基于同一標準實現園區內各單位之間的互聯互通與資源共享，加快園區內信息感知速度，再將感知到的信息通過各傳輸網絡向應用系統高效、穩定地傳輸，并顯示于各應用系統中。智慧園區信息系統架構如圖1 所示。

圖1 智慧園區信息系統架構

1.1.2 應用系統設計

（1）智能環境監測設計。將環境監測單元及模塊在園區內合理設置，對園區環境信息進行實時監控，如濕度、溫度以及有害氣體含量等均為環境信息，再通過傳輸網絡匯總監控到的環境信息，并向應用支撐平臺發送。由環境數據采集與環境數據接收處理2 個部分共同組成環境監測系統，其中數據處理部分主要包括無線數據的接收處理，將合適數量的傳感器在園區內的各節點合理布置，再通過傳輸系統發送所采集的環境數據并處理分析。當環境數據超過安全范圍內時，智能環境監測系統將自動對其進行處理，相關管理人員也會接收到由智能環境監測系統所發送的報警信息，即可通過視頻專網查看相關情況。

（2）智能交通設計。利用車輛上的全球定位系統（Global Positioning System，GPS）與射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）模塊，對車輛在園區內所在位置進行實時監控，并在此基礎上實現園區各路段實時態勢的自動生成，利用傳輸網絡對其進行匯總后，發送至應用支撐平臺[1]。一般情況下，各路段信息被實時調用后，即可將最合適的路線提供給園區管理人員，實現對園區交通的統一指揮調度；其中經過園區認證的車輛能夠在園區內享受免停進出園區的服務。

1.1.3 應用支撐平臺設計

（1）公共信息無/有線接入服務。在設計支撐平臺時，應根據園區的具體需求，對公共信息接入設計不同的權限，確保安保系統以及其他人員能夠在一定程度上獲取園區內部的公共信息，從而完成各項工作，該操作過程則是公共信息接入。例如，對園區的地理信息、園區入駐企業等進行查詢等，都屬于公共信息接入的服務范圍[2]。

（2）公共信息整合與交換服務。公共信息整合：根據實際需要，收集園區內部的企業以及應用系統的信息，并將各項信息整合在一起，向各應用系統直接反饋生成后的公共信息，該部分公共信息既完整又全面。公共信息交換：根據實際需要，選擇合適的形式或格式交換不同應用系統所上報的公共信息。

有意思的是,《二月》語篇中的第十封信是錢正興寫給陶嵐的，信中沒有使用問句。此外,《二月》一般不直接描寫女方陶嵐的讀后感，多寫男方蕭澗秋的讀后感。

（3）公共信息基礎數據服務。園區地理信息、企業基本信息、園區人員信息、車輛信息等均屬于公共信息基礎數據，可以根據不同應用系統的需求將相關基礎數據全方位提供。

1.1.4 智慧園區傳輸網絡設計

（1）有/無線專網。在設計時應針對園區內部單位及應用系統的需求，進行智慧園區信息系統有/無線專網的設計與建立，實現不同企業與應用系統的互聯互通，即在園區內對公共信息進行廣播或交互等操作[3]。例如，園區安保系統的構建可以通過集群通信的形式，利用無線專網建立安保專用的無線網絡，為安保日常工作提供服務，提高智慧園區通信效率與質量。

（2）集群通信。利用數字技術、互聯網技術等構建集群通信系統，主要是基于IP 網絡架構形成的集合電話聯通、指揮調度以及數據通信等功能的數字系統，形成高效且滿足關鍵領域無線指揮調度需求的移動通信系統[4]。配置靈活性高、擴展性良好等是該系統明顯的基本特征，在實際應用過程中，可以根據具體需求靈活選擇相應的系統，使系統能夠滿足為多個城市的用戶提供單域系統的需求，或者滿足為全國的用戶提供多域系統的需求。數字集群通信系統中搭建的綜合通信平臺，集成處理與通信相關的技術，提高通信網絡的互聯互通，融合不同通信系統，在此基礎上建立綜合性的通信系統，根據具體需求靈活選擇合適的互聯互通方式，如與IP 網絡、公共交換電話網絡（Public Switched Telephone Network，PSTN）進行互通等[5]。

（3）視頻專網。根據園區的實際情況，在園區各區域合理進行視頻布控，構建視頻專網，使其能夠實現對園區內部進行全面、實時的視頻監控，將視頻服務與園區安保系統進行對接，提高園區安防智能化水平。

1.2 智慧園區信息系統軟件架構

1.2.1 智能環境監測軟件系統設計

由環境數據收集與顯示、危險信息分發等模塊共同組成智能化環境監測軟件，收集與顯示園區內的環境數據，當收集到危險數據時，該軟件完成判斷后將發出警告提醒，選擇合適的形式或格式，利用集群通信或者綜合通信等平臺將警告信息發送給相關人員，實現在最短的時間內快速處置險情[6]。基于智能環境監測軟件的功能架構如圖2 所示。

圖2 基于智能環境監測軟件的功能架構

1.2.2 智能交通軟件設計

智能交通軟件在應用時主要是通過智能交通系統接收車載終端全球移動通信系統（Global System for Mobile Communications，GSM）模塊發出的信號，獲取車輛的位置信息，從而在交通系統上合理進行車載信息的設置，以保證各車輛位置信息接收的實時性。智能交通軟件還可以將車輛信息共享給相應的平臺，確保管理人員能夠通過視頻專網實時調閱園區內部的車輛視頻信息。如車輛行駛方向、位置等信息均會經過云分析、云存儲處理，并根據已有信息預測園區內部的交通情況，將其反饋給相關人員。也可以通過互聯網發布園區內交通情況，以便擁有權限的人員對其進行實時訪問與查看[7]。

在進行園區內部交通信息收集、保存與查詢功能設計時，該功能模塊主要負責收集園區內部的交通信息，并將信息保存在數據庫中，待存儲完成后，即可在智能交通系統界面顯示相關車輛信息。

2 智慧互聯型園區信息系統應用試驗

首先，通過利用有線、無線、模擬、數字、IP等通信網絡，建立一個滿足各種網絡之間互聯互通需求的新型通信系統，實現智慧園區統一指揮調度。利用綜合通信平臺能夠對園區內部信息進行綜合調度，呼叫園區網絡中的通信終端，以實現調度與指揮一體化[8]。

其次，分別編號試驗中所使用的數字集群手持終端（a、b、c），將園區地圖導入智能安防系統中，對a、b、c 手持終端所發送的位置信息進行接收。對指定監控區域可出現的人員數量上限進行設置，如人員數量上限為16；一旦智能安防系統監測到該區域人員數量超過限值，將會自動發出警告信息[9]。同時對布控點的交通信息、環境信息進行收集與融合處理，并向相關人員手持終端分發處理后的綜合信息。通過PSTN 網絡與集群通信手持終端、手機進行互聯，即可通過調度臺撥號滿足互聯互通需求。

最后，從試驗結果來看，數字集群手持終端a、b、c 位置信息接收后，能夠實時顯示在智能安防系統中的地圖上，且各個位置信息準確。針對人員數量超過限值情況的處理，當監控視頻畫面中所顯示的人員數量超過限值時，智能安防系統自動警告功能正常，可以向智能融合系統快速傳輸警告信息[10]。利用智能環境監測系統、智能交通系統對相關位置的環境及交通信息進行調用，獲得最終的綜合信息，再以短信形式向各數字集群手持終端發送融合處理后的信息，不同數字集群手持終端即可通過調度臺撥號進行實時互聯互通，提升園區內突發事件的處置效率，在一定程度上也能充分體現各系統之間協作的高效性。

3 結 論

在物聯網與云計算技術持續發展及技術水平不斷提高的支持下，不僅能為智慧園區信息系統升級提供有利條件，又能積極促進智慧園區向精確化發展，進一步提高園區的智能化水平。同時注重各種新技術的融合應用，以保證智慧園區信息系統的運行效率，實現園區內不同行業間多層次互聯以及業務方面的跨界融合，降低智慧園區運營成本的同時，又能助推智慧園區可持續發展。