基于云平台的智慧园区管理系统的设计与应用

陈奇

杭州昱策科技有限公司 浙江 杭州 311121

1 现状的分析

1.1 背景

“智慧地球”的概念提出，智慧城市的概念进入中国，引发了中国智慧城市建设的大趋势。此后，中国经历了从数字城市到智慧城市再到“互联网加城市”的几个发展阶段。如今，智慧城市的概念已经广泛应用于城市基础设施、政治、经济、文化、社会生活等领域。 我们必须把创新放在国家整体发展的核心位置，形成促进创新的体制框架，加快智慧园区建设，促进经济发展。拟建设一批高速泛在通信网络、精细化管理、高效企业效益、功能应用高度融合、智慧产业高端集聚的示范智慧园区，形成多元化合作、广泛参与的园区发展综合推进体系，制定一批智慧园区技术标准和评价标准，并全面启动智慧园区建设，逐步实现全市工业园区智能化覆盖。要基本构建城市居民智能应用系统，形成一批示范效果明显的智能社区、智能公园和智能城区。 中国全面启动智慧园区建设。不同产业类型的智慧园区、云服务、公共服务平台相关研究呈现明显上升趋势，取得了较好的学术成果和较高的应用价值。现在，全国正在逐步实现智能工业园的全覆盖。

1.2 现状分析

“智慧园区”是园区信息化发展的高级阶段，也是园区信息化建设的最终目标。“智慧园区”的“智慧”体现在很多方面，即园区的基础设施、运营设备、组织机构等组成部分能够高效、正确地理解自身的状态和任务，并高效、正确地应对和处理，使自身的运行状态保持在最优状态的能力。经过大量的研究工作，国内园区普遍存在“缺乏智能化管理、协同办公效率低、系统集成度低、设备和系统无法实现应用效果”等问题。

1.3 智慧园区“新型”与“传统”的区别

在传统的智能园区模式下，更多的精力会花在基础设施运营、能源和电力控制上，大部分运营需要人为控制，无法及时根据环境状态进行能源分配，导致资源浪费严重，管理得不到保障。新智能园区依托物联网和“互联网+”技术，结合大数据、AI、云计算等先进技术。实现能源成本一键管控，无须人工计量，统一管理能源数据，挖掘能耗数据，进行能耗预警，帮助园区节能降耗，同时提高能耗管理能力[1]。

2 系统功能模块的设计

在智能园区管理系统的设计中，结合物联网技术网络和云平台技术的发展，分析了一个园区：园区占地143.1公顷，发展规模170万平方米。根据园区的实际情况，建立了系统功能模块图。系统由网关、PC机、手机、传感器、智能物联网设备和各种摄像头等硬件组成，采用Zig Bee、irdr、以太网电缆和射频技术，分为“端”、“管”和“云”，形成智能社区的智能管理系统。系统将数据控制中心布置在互联网“云端”，在园区建筑、街道、公共场所设置用户端，如网关、智能物联网设备、摄像头等设备，并将用户端数据传输到云端。用户管理员可以通过PC或移动GPRS协助公园管理，实时监控园区环境。系统功能分为绿色环保管理、便民管理、安全管理和智能管理。园区绿色环保管理主要是对园区环境进行监测，对园区能源使用情况进行监测，确保智能路灯、建筑等用能单位高效利用能源。公园的便利管理旨在监控公园内的交通状况。园区通过向车辆单位发放智能卡，实现有效的车辆调度、智能抄表、停车场管理和交通指标，提供高效的公共信息服务[2]。

3 系统实现和应用

在硬件选择上，经过前期对该区域规模的研究并结合其实际需求，选择了2台中高性能2U PC服务器、1套50 CPU Licence云管理软件、2套30 TB磁盘阵列和1套存储虚拟化软件。网关选用最小的单片机系统和以ARM9为核心芯片的STC89C52RC。这款芯片是宏景公司开发的小型单片机，支持WiFi、3G、GPS等通信模块的扩展。它有间歇和掉电两种工作模式，抗干扰能力强，电压输入动态范围高，能有效防止电源抖动，具有功耗低的优点。该系统通过红外传感、温度传感、湿度传感和光强传感等传感器技术获取居住环境信息。传感的数据信息通过Zig Bee网络传输到中央控制器，完成各种信息的处理。Zig Bee协议是该传感器网络的基础。系统采用SDH技术实现光纤宽带接入。SDH技术可以满足数据传输中的带宽要求，即使在用户数量和数据量增加的情况下，也只需要租用更高带宽的端口即可满足数据传输的要求，而且价格比DDN等线路低。

在软件方面，管理系统采用2.6.32linux系统与数据中心连接。由于家庭网关的软件实现与数据中心类似，本文以数据中心为例介绍了系统的软件实现。在这个智能选材管理系统采用Red Hat Linux的web服务平台，软件通信采用TCP/IP协议，终端操作系统可用于Windows XP以上版本，数据库平台采用Oracle 9i，开发语言包括Java、JavaScript、XML、HTML、系统采用C/S结构，具有数据采集、处理、存储等功能。数据中心利用平台提供的接口，采用IP地址和网关链路，通过TCP/IP协议进行通信。无线路由器上电后，连接PC机、网关等设备，打开PC机端的Secure CRT终端，通过其登录网关Linux服务器，使程序的串口号与网关设置一致。

总之，研究了基于云平台的智能园区管理平台。通过互联网云平台，建立了以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、园区便民管理、园区安全管理和园区智能化管理。利用传感器网络、物联网、互联网等多种网络来感知、获取和传输信息，使园区管理更加高效。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，并将带来更多可观的效益。