隨著Web3. 0在城市生活應(yīng)用中的不斷深入,智慧城市建設(shè)也在不斷深入的發(fā)展,智慧園區(qū)作為智慧城市重要組成部分,存在著建設(shè)內(nèi)容多、周期長,運用存在延續(xù)性、技術(shù)不斷的更新性,而且在建設(shè)的過程中涉及到的人員多與投資規(guī)模大等特征,需要將智慧停車、餐飲、安防、信息發(fā)布、環(huán)境監(jiān)控等融合在一體,并能為用戶提供個性化的支持服務(wù),這就需要對智慧園區(qū)的建設(shè)做好整體規(guī)劃與設(shè)計。
1智慧園區(qū)建設(shè)的系統(tǒng)架構(gòu)分析
基于三維GIS平臺的智慧園區(qū)建設(shè)主要目標(biāo)是為用戶提供高效、便捷、舒適、生態(tài)和諧的居住環(huán)境,通過以感知技術(shù)為核心智慧化途徑來獲取園區(qū)的管理信息,并以智慧化的管理支撐平臺整合各種信息,實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的信息互聯(lián)互通,為用戶提供全方位的信息化支持服務(wù),從而實現(xiàn)園區(qū)的全面感知與智能管理,結(jié)合智慧園區(qū)建設(shè)的需要,智慧園區(qū)系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺管理層、應(yīng)用層與展示層等幾個方面,具體的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
在系統(tǒng)設(shè)計中按照“以人為本”的原則,從智慧園區(qū)中的不同人員需求出發(fā)與系統(tǒng)的功能規(guī)劃,以及各個場景中的不同應(yīng)用,認真的規(guī)劃各種場景結(jié)構(gòu),綜合智慧園區(qū)的共性服務(wù)與需求,建設(shè)個性化、智慧化的智慧園區(qū),采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、SOA技術(shù)、云計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感感知技術(shù)、VR/AR、AI、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、應(yīng)用控制等各種主流技術(shù),在適應(yīng)智慧園區(qū)當(dāng)前建設(shè)的需要同時,還要能夠滿足未來功能拓展的需求。
1)基礎(chǔ)設(shè)施層是智慧園區(qū)建設(shè)的重要部分,功能是負責(zé)園區(qū)的信息采集與控制,包括各種類型的感知設(shè)備、視頻電話系統(tǒng)、高清攝像系統(tǒng)、有線無線通信設(shè)備、傳感RFID設(shè)備等,并與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起,方便用戶利用手機、PC等連接,及時查詢相關(guān)的信息?;A(chǔ)設(shè)施層主要實現(xiàn)對園區(qū)的建筑物、車輛、生產(chǎn)場地、環(huán)境、安防信息進行采集,并對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行封裝、調(diào)度,提供數(shù)據(jù)的采集能力、系統(tǒng)設(shè)備的控制信息,并通過2G,3G,4G網(wǎng)絡(luò)等將數(shù)據(jù)進行實時的發(fā)送、傳輸?shù)桨踩刂浦行模瑸橛脩籼峁┬畔⒔尤敕?wù)。
2)平臺層的主要功能是對基礎(chǔ)設(shè)施層的數(shù)據(jù)信息進行整合、挖掘、分析與處理,它具有集約共享、信息整合重用的功能,通過對基礎(chǔ)層的數(shù)據(jù)進行加工與處理,實現(xiàn)各種設(shè)備之間的信息互聯(lián)互通,對各種應(yīng)用數(shù)據(jù)進行集成,實現(xiàn)對平臺數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理,系統(tǒng)平臺同時還有具有第三方業(yè)務(wù)的擴展能力,它主要借助SOA技術(shù),采用面向用戶服務(wù)的架構(gòu)體現(xiàn),運用流引擎技術(shù)、目錄服務(wù)、中間件與服務(wù)器等技術(shù),并提供公共數(shù)據(jù)服務(wù)信息,融合智慧園區(qū)的各種信息數(shù)據(jù),將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行處理與共享,實現(xiàn)平臺各個組件的精細化管理。
3)業(yè)務(wù)應(yīng)用層的主要功能是對平臺層的數(shù)據(jù)進行智能分析與挖掘處理,豐富智慧園區(qū)的管理功能與服務(wù)功能,根據(jù)智慧園區(qū)管理的需要,對各種主題進行分類,深入分析各個主題
內(nèi)在感知數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián),并結(jié)合用戶的需求,開發(fā)出智慧園區(qū)內(nèi)容各種智慧化信息服務(wù),及時為用戶提供個性化的支持服務(wù),例如云桌面、智慧停車控制、智慧園區(qū)導(dǎo)航、辦公自動化、信息推送、公眾號服務(wù)等。
4)展示層是智慧園區(qū)的統(tǒng)一門戶信息管理系統(tǒng),主要體現(xiàn)出智慧園區(qū)的集中統(tǒng)一管理服務(wù),它要求具有園區(qū)的個性化特征,可以連接各種社會媒體、公眾號、電視與廣播等終端系統(tǒng),并能夠提供各種“微型化”的管理服務(wù),方便用戶能夠利用移設(shè)備、微型設(shè)備查詢相應(yīng)的信息,相關(guān)園區(qū)的用戶提供個性化的智慧服務(wù),并結(jié)合用戶的等級,實現(xiàn)權(quán)限管理控制服務(wù),實現(xiàn)智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的用戶之間互動。
2智慧園區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析
2. 1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ),它是利用信息傳感設(shè)備、RFID技術(shù),按照約定的協(xié)議,獲取各種不同類型的數(shù)據(jù)信息,將智慧園區(qū)內(nèi)的各種物品信息的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)利用網(wǎng)絡(luò)連接一起,利用信息交換與處理技術(shù),將智慧園區(qū)內(nèi)的信息進行控制,實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的信息進行智能化的加工、識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、交換與實時管理,主要是將傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起,實現(xiàn)智慧園區(qū)內(nèi)的實現(xiàn)與數(shù)據(jù)的感知與度量,并采用泛在計算技術(shù)將園區(qū)內(nèi)的信息接入互聯(lián)、控制。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展,低成本、高精度、傳感器、攝像頭、RFID技術(shù)的應(yīng)用變得十分方便,增加了物聯(lián)網(wǎng)的感知與控制能力,提升物聯(lián)網(wǎng)在智慧園區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以分為高速、中速、低速幾個層級,在智慧園區(qū)的停車控制、樓宇管理、照明控制一般集中在超低速的業(yè)務(wù)控制范圍內(nèi),可以采用窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決智慧園區(qū)中的問題。
2. 2面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)
面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA, service oriented archi-tecture)作為組件模型,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的跨平臺的數(shù)據(jù)處理,并能將各種微服務(wù)聚集在一起,在智慧園區(qū)建設(shè)中,能夠根據(jù)用戶的需求,開發(fā)各種不同類型的應(yīng)用,該技術(shù)獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言,采用獨立的、松散藕合的技術(shù),作為系統(tǒng)構(gòu)建服務(wù)的基本元素,在系統(tǒng)開發(fā)時,能夠定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),快速的構(gòu)建各種互操作的、分布式、可進化的應(yīng)用,對一些頻繁變化的業(yè)務(wù)進行快速、靈活的應(yīng)用。采用SOA技術(shù),可以將各種微型應(yīng)用服務(wù)結(jié)合在一起,在智慧園區(qū)建設(shè)中,利用網(wǎng)絡(luò)對松散藕合的粗粒度數(shù)據(jù)組件進行分布式部署、靈活運用,然后通過園區(qū)與企業(yè)服務(wù)的總線服務(wù)作為系統(tǒng)的接口服務(wù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通,而且SOA技術(shù)對信息來源的平臺要求不高,可以快速的在不同的系統(tǒng)平臺之間傳遞數(shù)據(jù),實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的通信,可以提升智慧園區(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用與拓展能力。
2. 3云計算技術(shù)
智慧園區(qū)的數(shù)據(jù)處理要求靈活性比較高,云計算具有分布式計算與處理、網(wǎng)絡(luò)存儲等功能,能快速的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)計算、存儲的功能,具有高性能、虛擬化、靈活性的特征,可以快速的實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速部署與業(yè)務(wù)創(chuàng)新。云計算的這些特征能夠滿足智慧園區(qū)創(chuàng)新、動態(tài)化管理、快速的部署系統(tǒng)的數(shù)據(jù),便于快速的實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)共享,整合園區(qū)中基礎(chǔ)設(shè)施層的數(shù)據(jù),這樣通過云計算服務(wù),可以在智慧園區(qū)的各個平臺層提供應(yīng)用服務(wù),由各個服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等構(gòu)成園區(qū)的智慧云平臺計算結(jié)構(gòu),然后通過虛擬化的軟件來定義網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與控制服務(wù),便于智慧園區(qū)中的數(shù)據(jù)動態(tài)分布管理。云平臺的數(shù)據(jù)采集運用的是面向服務(wù)的體系架構(gòu),為用戶提供了一個統(tǒng)一的平臺,方便智慧園區(qū)管理者根據(jù)需要開發(fā)各種應(yīng)用服務(wù),實現(xiàn)智慧園區(qū)管理平臺的流引擎、權(quán)限管理、統(tǒng)一身份認證、數(shù)據(jù)倉庫等個性化的支持服務(wù),從而能夠快速的為用戶提供各種智慧化的服務(wù)。采用基于云計算和面向服務(wù)的體系架構(gòu)是一種松散藕合的系統(tǒng),可以根據(jù)智慧園區(qū)建設(shè)的需求,快速的部署、開發(fā)新業(yè)務(wù)。
2. 4信息安全
信息安全是建設(shè)智慧園區(qū)的前提,智慧園區(qū)的建設(shè)是一個開放性的系統(tǒng),具有信息高度中與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)議的開放性,這樣就會導(dǎo)致智慧園區(qū)在建設(shè)的過程中,出現(xiàn)一定的信息安全隱患,需要在建設(shè)智慧園區(qū)時,要重視信息安全問題,采用多種安全技術(shù)來防止用戶信息的丟失。而信息安全問題可能來自系統(tǒng)的防御能力不足、系統(tǒng)架構(gòu)的缺陷、安全措施不到位、內(nèi)部人員威脅、黑客攻擊等一系列的因素。因此,在系統(tǒng)的基礎(chǔ)層要建設(shè)有限的安全措施,在信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、存儲等方面應(yīng)建立有限的安全防御措施。
在系統(tǒng)的感知層面,要對各個信息的接口進行控制,要保證在信息的入口,不會被攻擊,防止系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)不會被截取或者篡改,重點保護系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的安全。在網(wǎng)絡(luò)傳輸層
面,可以采用物理隔離或者安全加密的方式,對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行保護。例如,在內(nèi)網(wǎng)中,可以采用智能處理、VPN技術(shù)來對數(shù)據(jù)進行傳輸控制,特別是在無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中,為了防止數(shù)據(jù)被攻擊者竊取,可以采用數(shù)據(jù)加密算法、認證算法,對無線傳輸協(xié)議進行控制,并對接入網(wǎng)絡(luò)中的各個用戶權(quán)限進行嚴(yán)格控制,對用戶的網(wǎng)絡(luò)行為進行分析,實時關(guān)注云計算資源池的數(shù)據(jù)安全。在整個服務(wù)系統(tǒng)上要部署防火墻、漏洞掃描等安全防護技術(shù)措施,同時還要對數(shù)據(jù)的冗余、存儲與隔離等進行控制管理,在系統(tǒng)的應(yīng)用層要采用認證、審計、密鑰管理、用戶訪問控制進行管理,提高系統(tǒng)安全的等級,進而保證智慧園區(qū)建設(shè)中數(shù)據(jù)的安全性。
3智慧園區(qū)建設(shè)方案
智慧園區(qū)作為智慧城市建設(shè)的一個重要組成部分,是一項系統(tǒng)性的工程,在滿足底層基礎(chǔ)服務(wù)的要求外,更多的業(yè)務(wù)主要是在智慧型業(yè)務(wù)工程的建設(shè)。為了保證系統(tǒng)在后期的建設(shè)中能夠滿足要求,并綜合的考慮系統(tǒng)設(shè)計可拓展性與技術(shù)的演進性等,建設(shè)中應(yīng)遵循“整體規(guī)劃、分步實施,漸進優(yōu)化”的原則,以保證園區(qū)的建設(shè)能夠滿足未來發(fā)展的要求。
3. 1總體規(guī)劃思路
智慧園區(qū)的建設(shè)要求“以人為本”的原則進行建設(shè),綜合考慮園區(qū)的功能規(guī)劃與整體各個場景的要求,詳細的對各種應(yīng)用場景進行規(guī)劃,達到實現(xiàn)不同的功能。在智慧服務(wù)應(yīng)用方面,
需要根據(jù)行業(yè)內(nèi)典型案例的先進經(jīng)驗,通過縱向與橫向的對比分析,提出智慧園區(qū)共性服務(wù)的要求,并根據(jù)產(chǎn)業(yè)的特點與園區(qū)建設(shè)的特色要求,來探究個性化、智能化的應(yīng)用。在整個智慧園區(qū)的規(guī)劃建設(shè)中,可以采用前言技術(shù)與主流的網(wǎng)絡(luò)信息架構(gòu)技術(shù),如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、SOA技術(shù)、分布式處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、VR/AR,、AI、云計算技術(shù)等,綜合分析智慧園區(qū)建設(shè)的主要切合點,探究智慧園區(qū)建設(shè)的技術(shù)架構(gòu)與遠期規(guī)劃,適應(yīng)園區(qū)建設(shè)的未來發(fā)展要求。
3. 2智慧園區(qū)的技術(shù)架構(gòu)及演進思路
智慧園區(qū)的建設(shè)不僅要滿足新興業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,同時還要能實現(xiàn)資源動態(tài)部署的要求,在技術(shù)的選型上可以采用“重架構(gòu)、輕應(yīng)用”的動態(tài)架構(gòu)方式,并采用基于云計算的SOA技術(shù)支撐平臺架構(gòu),動態(tài)的對各種技術(shù)進行整合,將SOA技術(shù)與云計算計算綜合在一起,將標(biāo)準(zhǔn)化集成、虛擬化整合、動態(tài)部署等技術(shù)整合在一起,實現(xiàn)智慧園區(qū)建設(shè)的快速組裝與構(gòu)建,同時也能夠滿足SaaS多租戶建設(shè)的技術(shù)要求,主要采用的云計算技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備等構(gòu)成的SaaS技術(shù)層,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)部署的要求,采用虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)定義技術(shù)、軟件定義存儲的控制方式建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)層。
在微服務(wù)的建設(shè)上,可以采用SOA技術(shù)作為基礎(chǔ),將一個個小型的、互相獨立的微應(yīng)用服務(wù)連接在一起,并將其嵌入到系統(tǒng)開發(fā)的進程中,而且能保證二者之間在技術(shù)開發(fā)與發(fā)布之間不會存在任何問題,而且各項微服務(wù)之間能夠獨立運行,功能之間也不會相互影響,這種嵌入而獨立運行的技術(shù)可以通過Docke:技術(shù)進行快速的部署,而且相對于傳統(tǒng)的虛擬機來說,采用Docke:容器技術(shù),可以快速、便捷的構(gòu)建、發(fā)布多種微服務(wù)。通過SOA技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)通信平臺部署在PaaS層,為智慧園區(qū)的建設(shè)提供一個統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境,便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享,而在SaaS層還提供了統(tǒng)一的用戶認證、門戶認證系統(tǒng),方便為用戶提供各種智慧應(yīng)用的系統(tǒng),保證各種微服務(wù)能夠在SaaS層進行快速的開發(fā)與部署,而通過云計算技術(shù)的運用,使得系統(tǒng)的應(yīng)用更加向簡潔化、輕量級的方向發(fā)展,同時采用虛擬集群(VM)技術(shù)來部署服務(wù)器,也能夠在很大程度上提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理效率,目前,采用VM技術(shù)來架構(gòu)智慧園區(qū)的基礎(chǔ)層,也得到了廣泛的應(yīng)用。
3. 3 SOA技術(shù)下的云化
SOA技術(shù)與云技術(shù)結(jié)合在一起,能夠提高智慧園區(qū)數(shù)據(jù)處理的效率,主要對軟件與硬件等技術(shù)進行處理,硬件層面主要是對虛擬化的信息資源進行整合以及數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一、動態(tài)調(diào)度,并在數(shù)據(jù)開發(fā)中采用運行環(huán)境云化處理、開發(fā)環(huán)境云化處理等幾個階段,通過將各種基礎(chǔ)設(shè)施階段整合之后,運用軟件技術(shù)來實現(xiàn)開發(fā)平臺、環(huán)境層級與基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層數(shù)據(jù)處理的云化,實現(xiàn)各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速處理,以滿足SaaS多租戶等架構(gòu),遮掩高就能夠快速的完成各種數(shù)據(jù)中心的集成與數(shù)據(jù)的融合,使得SOA的集成點將現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行集成,并轉(zhuǎn)化為各個云服務(wù)能力中心的集成,從而能夠快速的實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)向云端遷移與集中化處理。
4結(jié)語
智慧園區(qū)的建設(shè)需要采用“整體規(guī)劃、分步實施”的原則,充分考慮各種便利服務(wù)的應(yīng)用,在建設(shè)中要充分考慮智慧園區(qū)系統(tǒng)的可拓展性與應(yīng)用性,從系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)處數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)安全管理等方面進行分析,結(jié)合現(xiàn)有云計算技術(shù)、SOA技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、智能處理技術(shù)等,在各個系統(tǒng)層級上部署不同的應(yīng)用,既要考慮智慧園區(qū)建設(shè)的宏觀應(yīng)用,也要注意系統(tǒng)的微觀應(yīng)用,為用戶提供多元化、便利化、個性化、智能化的信息支持服務(wù)。
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