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(zhǎng)，運(yùn)用存在延續(xù)性、技術(shù)不斷的更新性，而且在建設(shè)的過(guò)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(gè)性化的支持服務(wù)，這就需要對(duì)智慧園區(qū)的建設(shè)做好整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
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(tái)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(guò)以感知技術(shù)為核心智慧化途徑來(lái)獲取園區(qū)的管理信息，并以智慧化的管理支撐平臺(tái)整合各種信息，實(shí)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(shí)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(tái)管理層、應(yīng)用層與展示層等幾個(gè)方面，具體的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)場(chǎng)景中的不同應(yīng)用，認(rèn)真的規(guī)劃各種場(chǎng)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(gè)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(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、無(wú)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(shí)，還要能夠滿足未來(lái)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(fù)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(wú)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(jī)、PC等連接，及時(shí)查詢相關(guān)的信息。基礎(chǔ)設(shè)施層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)的建筑物、車輛、生產(chǎn)場(chǎng)地、環(huán)境、安防信息進(jìn)行采集，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)2G,3G,4G網(wǎng)絡(luò)等將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(tái)層的主要功能是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層的數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(guò)對(duì)基礎(chǔ)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工與處理，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間的信息互聯(lián)互通，對(duì)各種應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，系統(tǒng)平臺(tái)同時(shí)還有具有第三方業(yè)務(wù)的擴(kuò)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(yùn)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(jìn)行處理與共享，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)各個(gè)組件的精細(xì)化管理。
3)業(yè)務(wù)應(yīng)用層的主要功能是對(duì)平臺(tái)層的數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)各種主題進(jìn)行分類，深入分析各個(gè)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(kāi)發(fā)出智慧園區(qū)內(nèi)容各種智慧化信息服務(wù)，及時(shí)為用戶提供個(gè)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(dòng)化、信息推送、公眾號(hào)服務(wù)等。
4)展示層是智慧園區(qū)的統(tǒng)一門(mén)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(gè)性化特征，可以連接各種社會(huì)媒體、公眾號(hào)、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(gè)性化的智慧服務(wù)，并結(jié)合用戶的等級(jí)，實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理控制服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)管理系統(tǒng)的用戶之間互動(dòng)。
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(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的信息進(jìn)行智能化的加工、識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、交換與實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)內(nèi)的實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)的感知與度量，并采用泛在計(jì)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(gè)層級(jí)，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(wèn)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(tái)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(kāi)發(fā)各種不同類型的應(yīng)用，該技術(shù)獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言，采用獨(dú)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(kāi)發(fā)時(shí)，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(jìn)化的應(yīng)用，對(duì)一些頻繁變化的業(yè)務(wù)進(jìn)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(duì)松散藕合的粗粒度數(shù)據(jù)組件進(jìn)行分布式部署、靈活運(yùn)用，然后通過(guò)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，而且SOA技術(shù)對(duì)信息來(lái)源的平臺(tái)要求不高，可以快速的在不同的系統(tǒng)平臺(tái)之間傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)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(jì)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(jì)算具有分布式計(jì)算與處理、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等功能，能快速的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)計(jì)算、存儲(chǔ)的功能，具有高性能、虛擬化、靈活性的特征，可以快速的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速部署與業(yè)務(wù)創(chuàng)新。云計(jì)算的這些特征能夠滿足智慧園區(qū)創(chuàng)新、動(dòng)態(tài)化管理、快速的部署系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，便于快速的實(shí)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(guò)云計(jì)算服務(wù)，可以在智慧園區(qū)的各個(gè)平臺(tái)層提供應(yīng)用服務(wù)，由各個(gè)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(tái)計(jì)算結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)虛擬化的軟件來(lái)定義網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與控制服務(wù)，便于智慧園區(qū)中的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)分布管理。云平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集運(yùn)用的是面向服務(wù)的體系架構(gòu)，為用戶提供了一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，方便智慧園區(qū)管理者根據(jù)需要開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)管理平臺(tái)的流引擎、權(quán)限管理、統(tǒng)一身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等個(gè)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(jì)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(kāi)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(gè)開(kāi)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(kāi)放性，這樣就會(huì)導(dǎo)致智慧園區(qū)在建設(shè)的過(guò)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(shí)，要重視信息安全問(wèn)題，采用多種安全技術(shù)來(lái)防止用戶信息的丟失。而信息安全問(wèn)題可能來(lái)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(chǔ)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(duì)各個(gè)信息的接口進(jìn)行控制，要保證在信息的入口，不會(huì)被攻擊，防止系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)不會(huì)被截取或者篡改，重點(diǎn)保護(hù)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(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。例如，在內(nèi)網(wǎng)中，可以采用智能處理、VPN技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸控制，特別是在無(wú)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(rèn)證算法，對(duì)無(wú)線傳輸協(xié)議進(jìn)行控制，并對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)用戶權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)用戶的網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)關(guān)注云計(jì)算資源池的數(shù)據(jù)安全。在整個(gè)服務(wù)系統(tǒng)上要部署防火墻、漏洞掃描等安全防護(hù)技術(shù)措施，同時(shí)還要對(duì)數(shù)據(jù)的冗余、存儲(chǔ)與隔離等進(jìn)行控制管理，在系統(tǒng)的應(yīng)用層要采用認(rèn)證、審計(jì)、密鑰管理、用戶訪問(wèn)控制進(jìn)行管理，提高系統(tǒng)安全的等級(jí)，進(jìn)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(gè)重要組成部分，是一項(xiàng)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(jì)可拓展性與技術(shù)的演進(jìn)性等，建設(shè)中應(yīng)遵循“整體規(guī)劃、分步實(shí)施，漸進(jìn)優(yōu)化”的原則，以保證園區(qū)的建設(shè)能夠滿足未來(lái)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(jìn)行建設(shè)，綜合考慮園區(qū)的功能規(guī)劃與整體各個(gè)場(chǎng)景的要求，詳細(xì)的對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行規(guī)劃，達(dá)到實(shí)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(jìn)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)縱向與橫向的對(duì)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(diǎn)與園區(qū)建設(shè)的特色要求，來(lái)探究個(gè)性化、智能化的應(yīng)用。在整個(gè)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(kù)技術(shù)、VR/AR,、AI、云計(jì)算技術(shù)等，綜合分析智慧園區(qū)建設(shè)的主要切合點(diǎn)，探究智慧園區(qū)建設(shè)的技術(shù)架構(gòu)與遠(yuǎn)期規(guī)劃，適應(yīng)園區(qū)建設(shè)的未來(lái)發(fā)展要求。
3. 2智慧園區(qū)的技術(shù)架構(gòu)及演進(jìn)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(shí)還要能實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)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(dòng)態(tài)架構(gòu)方式，并采用基于云計(jì)算的SOA技術(shù)支撐平臺(tái)架構(gòu)，動(dòng)態(tài)的對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行整合，將SOA技術(shù)與云計(jì)算計(jì)算綜合在一起，將標(biāo)準(zhǔn)化集成、虛擬化整合、動(dòng)態(tài)部署等技術(shù)整合在一起，實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)建設(shè)的快速組裝與構(gòu)建，同時(shí)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(jì)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(chǔ)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(gè)個(gè)小型的、互相獨(dú)立的微應(yīng)用服務(wù)連接在一起，并將其嵌入到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的進(jìn)程中，而且能保證二者之間在技術(shù)開(kāi)發(fā)與發(fā)布之間不會(huì)存在任何問(wèn)題，而且各項(xiàng)微服務(wù)之間能夠獨(dú)立運(yùn)行，功能之間也不會(huì)相互影響，這種嵌入而獨(dú)立運(yùn)行的技術(shù)可以通過(guò)Docke:技術(shù)進(jìn)行快速的部署，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的虛擬機(jī)來(lái)說(shuō)，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(guò)SOA技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)部署在PaaS層，為智慧園區(qū)的建設(shè)提供一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)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(rèn)證、門(mén)戶認(rèn)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(jìn)行快速的開(kāi)發(fā)與部署，而通過(guò)云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用，使得系統(tǒng)的應(yīng)用更加向簡(jiǎn)潔化、輕量級(jí)的方向發(fā)展，同時(shí)采用虛擬集群(VM)技術(shù)來(lái)部署服務(wù)器，也能夠在很大程度上提高系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率，目前，采用VM技術(shù)來(lái)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(duì)軟件與硬件等技術(shù)進(jìn)行處理，硬件層面主要是對(duì)虛擬化的信息資源進(jìn)行整合以及數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)調(diào)度，并在數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)中采用運(yùn)行環(huán)境云化處理、開(kāi)發(fā)環(huán)境云化處理等幾個(gè)階段，通過(guò)將各種基礎(chǔ)設(shè)施階段整合之后，運(yùn)用軟件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)、環(huán)境層級(jí)與基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層數(shù)據(jù)處理的云化，實(shí)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(diǎn)將現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，并轉(zhuǎn)化為各個(gè)云服務(wù)能力中心的集成，從而能夠快速的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)向云端遷移與集中化處理。
4結(jié)語(yǔ)
智慧園區(qū)的建設(shè)需要采用“整體規(guī)劃、分步實(shí)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(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)有云計(jì)算技術(shù)、SOA技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、智能處理技術(shù)等，在各個(gè)系統(tǒng)層級(jí)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(gè)性化、智能化的信息支持服務(wù)。