基于云平台的智慧园区管理系统的设计与应用

祝黎辉

(兴天通讯技术有限公司，天津 301700)



基于云平台的智慧园区管理系统的设计与应用

祝黎辉

(兴天通讯技术有限公司，天津 301700)

摘要针对互联网时代的智慧园区建设的需求，文中讨论了云平台下的园区模式，建立了智慧园区的智能管理系统，采用传感器网络、物联网、互联网等多种网络进行感知、获取、传输信息，实现了园区管理的绿色环保化、便利化、安全化与智能化，提高了园区的生产力和竞争力。

关键词智慧园区；云平台；管理系统；系统设计

智慧园区是社会信息化的产物，其结合了物联网、云平台等新兴信息科技与城市运行紧密结合，构建未来城市的信息化基础。智慧园区的建设与发展是多领域交叉的繁杂学科，从园区的基础设施建设到系统设计，从硬件到软件均是需要考虑和研究的范畴，本文从智慧园区管理的角度设计了智慧园区管理系统，以实现园区有效、科学的管理[1-5]。

计算机云技术随着Web2.0的出现近年得到了快速发展。云平台基于互联网提供各种软硬件服务，它的出现使得各类信息产品均可方便地使用各种计算资源，通过软件标准化，人们通过云端管理平台获取所需的服务[6-8]。

本文基于互联网云平台，通过智能园区网络和现代信息网络有机互联，结合传感器、RFID、认知计算等技术构建智慧园区信息服务体系，提供信息化和基础设施服务[9-10]，实现园区的环境数据采集与检测、智能交通管理、智能安防以及各类信息的智能融合管理等功能。

1系统功能模块设计

在进行本智慧园区管理系统设计时，结合物联网技术网与云平台技术的发展，针对某园区进行分析：该园区占地143.1公顷，园区开发规模170万m2，根据园区内现有的实际情况，建立系统功能模块图，如图1所示[11-13]。

本系统由网关、PC、手机、传感器、智能物联网设备和各类摄像头等硬件组成，通过ZigBee、IrDr、以太网网线和RF技术等链路互联而成，分为“端”、“管”、“云”3部分，组成智慧社区智能管理系统。系统将数据控制中心布置在互联网“云”中，在园区建筑、街道、公共场所布置网关、智能物联网设备、摄像头等设备建立用户端，将用户端数据传输到云端，用户管理员可通过PC机或手机GPRS协助园区管理，监督园区实时环境。

系统功能划分为园区绿色环保管理、园区便利化管理、园区安全化管理、园区智能化管理。园区绿色环保管理主要针对园区内环境进行监控，对园区内能源使用进行监控，保证智能路灯、楼宇等能源消耗单位高效利用能源。园区便利化管理针对园区内交通进行监控，通过对车辆单位分发智能卡，实现车辆有效调度、智能抄表、停车场管理以及交通索引，同时提供高效的

图1　居民用电模式示意图

公共信息化服务。园区安全化管理为园区提供智能安防，通过园区内的智能摄像头，各种电子门禁保证建筑公共场所安全，实时报警。同时也可以在紧急事件发生后及时发布紧急事件广播，提供应急预案。园区智能化管理为园区内的居民提供远程医疗、远程教育、远程商贸等服务，对园区的访客进行识别并为其提供临时服务。

系统内的主要功能单位为网关和云端数据中心。系统采用网关实现端到云的数据传输，因此在网关中需要实现数据的存储与处理，完成通讯协议的转换。本系统在云端建立数据中心，其设计目标为千万户级，上述功能模块叙述的服务。数据中心软件系统按照前台和后台两部分布局，前台面向居民使用，后台面向管理员的数据处理、园区内各种行为控制。园区用户可通过手机、门户网站访问数据中心。

2系统实现与应用

在硬件选择时，经过前文对该区规模的研究再结合其的实际需求，选择2台中高性能2UPC服务器，1套50CPULicence云管理软件，30TB磁盘阵2台，外加存储虚拟化软件一套。网关选取单片机最小系统，选取芯片以ARM9为核心的STC89C52RC，该芯片是宏晶公司推出的小型单片机，支持WiFi、3G、GPS等通信模块的扩展[14-15]，具有间歇和掉电两种工作方式，有较强的抗干扰能力，电压输入动态范围高，可有效防止电源抖动，同时具有功耗低的优点。本系统通过传感器技术完成对住宅环境信息的获取，如红外感知、温度感知、湿度感知和光强度感知等，并将感知获得的数据信息通过ZigBee网络传送至中央控制器完成各种信息的处理。ZigBee协议是本传感器网络实现的基础。系统采用SDH技术实现光纤宽带接入。SDH技术可满足数据传输中对带宽的要求，且即使在用户数量和数据量增加时，也仅需租用更高带宽的端口，即可满足数据传输要求，且价格低于DDN等线路。系统的硬件架构，如图2所示。

图2　系统硬件架构

在软件上，管理系统采用2.6.32的Linux系统与数据中心互联。由于家庭网关的软件实现与数据中心类似，在此以数据中心为例介绍系统软件实现。在本智慧选取管理系统中，采用RedHatLinux的Web服务平台，在软件通信上采用TCP/IP协议，本终端操作系统可在WindowsXP以上版本使用，数据库平台采用Oracle9i，开发语言包括Java、JavaScript、XML、HTML等。系统基于C/S结构，汇集数据采集、处理、存储等功能，数据中心利用该平台提供的接口，采用IP地址和网关链接，通过TCP/IP协议进行通信。将无线路由器上电，并将PC、网关等设备连接完成后，在PC端打开SecureCRT终端，通过其登录网关Linux服务器，将该程序的串口号与网关设置一致。随后网关上电，在该终端程序上设置IP为192.168.1.230，实现网关和路由器的互联。用SecureCRT进入网关Home下的ARM_Projeckt。在PC上打开网络调试助手，配置网络选择TCPClient，设置IP192.168.1.23即可实现通信。如图3所示。

图3　数据通信实现

3结束语

本文研究了基于云平台的智慧社区管理平台，通过互联网云平台，建立了以某园区为应用对象的智能管理系统，实现了园区绿色环保管理、园区便利化管理、园区安全化管理和园区智能化管理。采用传感器网络、物联网、互联网等多种网络进行感知、获取、传输信息，使得园区管理更加高效。随着云计算技术的日益成熟，未来智能园区的发展将更加智能化、信息化，将带来更加可观的效益。

参考文献

[1]孙韩林,范九伦,刘建华,等.智慧园区建设探讨[J].现代电子技术,2013(14):61-64.

[2]JavierP,PanagiotisV,RaffaeleG,etal.Smartcitiesviadataaggregation[J].WirelessPersonalCommunications,2014(2):151-154.

[3]JayavardhanaG,RajkumarB,SlavenM,etal.InternetofThings(IoT):Avision,architecturalelements,andfuturedirections[J].FutureGenerationComputerSystems,2013(7):98-102.

[4]SongYin,LiHuangli,ZhaoHong,etal.PortabilityofWSNsensordriverusingabstractionlayerandFSM[J].AppliedMechanicsandMaterials,2011(44):332-342.

[5]Bedra,Aaron.Gettingstartedwithgoogleappengineandclojure[J].IEEEInternetComputing,2010(4):54-59.

[6]MichaelA,ArmandoF,ReanG,etal.Aviewofcloudcomputing[J].CommunicationsoftheACM,2010 (4):874-890.

[7]ZhangCH,YaoBQ,LiGQ,etal.2041.3nm/2054.6nmsimultaneousdual-wavelengthsingle-longitudinal-modeTm,Ho:YVO4microchiplaser[J].LaserPhysics,2010 (7):747-750.

[8]MarieChan,DanielEstève,ChristopheEscriba,etal.Areviewofsmarthomespresentstateandfuturechallenges[J].ComputerMethodsandProgramsinBiomedicine,2008 (1):664-668.

[9]ShuCaili,WangMingbin,LiShuchen.Modelforcovercrackingduetocorrosionexpansionanduniformstressesatinfinity[J].AppliedMathematicalModelling,2007 (7):987-998.

[10]黄其华.多数据中心云存储环境下多副本管理策略的研究[D].厦门:厦门大学,2014.

[11]石琪.停车场综合管理平台的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2013.

[12]何志明.智能高速公路综合管理平台设计[D].广州:华南理工大学,2011.

[11]付翠丽.公共建筑电能监测及能效评估的研究[D].大连:大连理工大学,2011.

[12]李永祥.基于OLAP的电力客户能效评估方法及应用[D].兰州:兰州理工大学,2012.

[13]WolfWH.Hardware-softwareco-designofembeddedsystems[C].Paris:ProceedingsofTricomm,1994.

[14]李雄伟,孙大跃,马晓,等.基于SNMP网络管理系统的研究与开发[J].网络安全技术与应用,2007(6):41-44.

[15]ZhangChengyi,LiDongya,FuHaiyan,etal.Transformationandentropyforfuzzyroughsets[J].JournalofSystemsEngineeringandElectronics,2008(1):388-395.

Design and Application of Intelligent Park Management System Based on Cloud Platform

ZHULihui

(XingtianCommunicationTechnologyEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin301700,China)

AbstractWith the development of modern communication and Internet, in order to satisfy the requirement of Wisdom park construction, this paper explores the model of the park under the cloud platform and a management system is designed. The management system uses sensor networks, Internet of things, the Internet and other network for transmission of information, improving the productivity and competitiveness of the park.

Keywordsthe wisdom of the park; cloud platform; management system ;system design

收稿日期:2015- 11- 16

作者简介:祝黎辉(1982-)，男，硕士，工程师。研究方向：智慧园区。

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2016.07.022

中图分类号TP311

文献标识码A

文章编号1007-7820(2016)07-075-03