基于物联网的新型智慧园区研究及应用

陈海龙

（浙江数智交院科技股份有限公司，浙江 杭州 310030）

0 引 言

2010年智慧城市理念传入中国，其后经历了数字化城市到智能化城市再到互联网+智慧城市的发展。基于此，园区管理单位可以结合物联网（Internet of Things，IoT）技术，整合信息资源，建立集节能环保、安全监管、运营管控于一体的园区综合运营管理体系，进一步提升了园区的管理水平和服务能力，推进园区管理向智慧化方向发展。

1 智慧园区概述

1.1 发展状况

智慧园区的发展经历了从大型工业园→高科技工业园→高新技术与资本密集型工业园→智慧园区的过程。通过综合运用多种高尖端科学技术，促使园区内部产业不断深化融合，最终构建出智慧园区。智慧园区建设能够给园区内企业提供更为精准的管理服务，进而帮助企业提升经济效益和社会效益，带动城市飞跃式发展。通过分析发展现状，基于物联网的新型智慧园区建设在我国已经形成沿海为主、中西部为辅的新格局，且可以预期，未来智慧园区产业将迎来更多的发展契机[1]。

1.2 发展方向

新型智慧园区建设最根本的目的是完善管理机制，实现园区内部的和谐发展。基于此，有必要建立一个基于物联网的综合服务管理平台，便于集中处理资源与信息，促进各个系统之间的交流协作，在满足园区客户诉求的基础上，不断优化园区的综合管理能力。相比于传统园区，新型园区模式更为智慧化和专业化。其以信息化为手段，以智慧应用为基础，可以实现内外资源的全面集成，从而推进基础设施网络化、城市建设管理精细化、公共服务功能专业化以及发展智能化。

2 物联网在智慧园区的应用

随着区域经济的不断发展，园区经济逐渐成为其重要组成部分。智慧园区建设过程中面临着如下困难：（1）设计、施工、管理同质化，很难适应用户的个性化要求；（2）内部各子系统相互独立，形成了“信息孤岛”，智能化程度不高；（3）很难实现系统联动；（4）应用扩展性较差，且扩展费用高昂；（5）无法实现集中、高效、便捷管理，管理服务成本高；（6）无法实时监测重要设备的工作状况，也不能及时发布事故预警。

运用物联网技术，从公共数据使用、异构互联网资源共享、多信息使用等多个角度考虑，能够有效解决上述难题[2]。

物联网系统与智能建筑的物理结构有很多共同点，每个子系统相当于物联网数据采集节点。利用物联网信息技术在数据服务平台上收集数据信息，然后经过分析处理，可以为智能建筑系统提供更先进的大数据服务，从而完成对传统建筑智能系统的创新优化。

基于物联网构建数据服务平台，能够为客户提供符合个性化需求的服务方案，同时通过对园区智能管理系统进行总体规划，以确保个性化服务方案能够实现。传统的园区建设自动化控制系统是一种单独、封闭、自成一体的控制系统。而物联网则是完全开放的，并具备高度连通性，能够在任意一个符合互联网连接要求的地方完成与物联网的互联相通，进而有助于彻底破解“信息孤岛”难题。将各子系统整合为一个统一的数据平台，这一举措有助于实现不同系统间的实时信息交流与共享，从而弥补传统园区建筑智能化系统在信息收集过程中存在的不足和无法实现有效连接的问题。在物联网数据服务平台上汇集有大量的数据和信息，因此有必要不断完善服务平台的功能特性，并优化其灵活性。基于物联网技术，构建一个系统化的信息服务平台，用于综合采集各个系统的数据信息，有助于实现集中、高效、便捷管理，同时也有助于减少管理服务成本。物联网平台中的专家系统引擎，可以整合、分析、计算从各个子系统中收集到的信息，并与应急预案相结合对异常情况进行评估，从而实现预警联动。

因此，在园区建设过程中融入物联网技术，已经成为新型智慧园区的重点发展方向。而物联网应用平台则从信息接入、信息处理、数据分析运用入手，为智慧园区奠定运营与业务处理基础[3]。

3 基于物联网的新型智慧园区管理平台架构

新型智慧园区综合服务管理平台又可以分为智能化应用平台、绿色节能管理系统、政务办公服务信息平台3个模块。用户需求呈现出多样化特性，因此需要对其进行具体分析，并应对各类应用所面向的对象与领域进行研究，在此基础上结合智慧园区综合服务管理平台实现应用定制，最终可以满足所有用户的个性化需求。

3.1 智能化应用平台

智慧园区综合服务管理平台是基于各企事业单位运行现状和管理需求构建出的，如图1所示。

图1 智慧园区应用平台架构

本文以南沙区政务中心智慧园区综合服务管理系统为例，介绍了该系统的应用[4]。该系统选用了业界首创的超薄、双频率射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）复合卡片，并集有源、无源两种芯片于一身，实现了园区管理的智能化与自动化。有源芯片远程感应识别性能优越，适用于停车场管理、感应门禁、会议登记等。无源芯片具备16个相对独立的存储空间，可以扩展到其他应用领域，包括停车位管理、门禁管理、通行管理、会议登记等。无源芯片也可以用来存储个人信息、账户资金信息，且保密性能良好，适用于餐饮、商店等小额支付场景。

3.2 绿色节能管理系统

据统计，国民经济总能耗约有33%来自于建筑能耗，而空调、照明能耗在建筑能耗中的比重超过80%。采取措施有效解决能源浪费问题，对于推进绿色可持续发展有着重要意义。通过研究不同行业、企事业单位的节能管理需要，智慧园区绿色节能管理系统已被建立出来，其主体分为智能灯光管理、空调节能自控和节水管理等。东莞市松山湖科技园智能路灯及照明系统是典型应用之一。

智慧路灯照明系统应用了国际领先的电力线路载波通信技术、通用无线分组技术（General Packet Radio Service，GPRS）/码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）通信技术，完成了对单个路灯与远程路灯的集中控制与集中管理。控制系统具有自主调节照明、设备参数采集、故障告警、线缆防盗、照明防盗、手动抄表、远程集中监测、大数据统计与分析以及电子地图管理等功能，并且控制系统还运用了隔离开关道路照明和智慧调节路灯照明等多项集成技术，大大节约了用电资源和维修成本，节电率最高可达70%以上[5]。

3.3 政务办公服务信息平台

政务办公服务信息平台的核心是建立安全高效的云平台。云平台的数据中心主要承担对应用系统的信息采集和管理工作，并实现对终端设备的统一调度管理。通过建立一个安全可靠的服务管理机制，并在应用层通过多租户引擎向客户供应多样化的服务支持。

要想完善园区业务功能，还必须以园区为基础建立云计算平台，其是基础服务提供商和客户的中央数据处理、储存与运算中枢，方便整合上下游服务，为内部企业提供园区级管理服务。

通过对园区内公共服务信息网络平台的功能与性能需求进行分析，其对资源的需求量大，负载变动幅度较大，计算能力以服务的形式被提交给企业。

行政办事服务信息网络平台可以同时适应行政、办事、资讯交换、对外宣传需要，向客户提供以下服务。一是业务受理、开通、收费服务；二是网站节点的分配和管理；三是用户信息的收集、储存、统计、展示；四是应用集成的公共服务平台。

4 基于物联网的新型智慧园区应用分析

4.1 感知园区

在园区内安装智能感测装置，可以实现对人、车辆、物品位置、状态、环境参数以及企业生产情况等的充分掌握、智能预警和灵活管理，从而为新型智慧园区建设奠定坚实基础。

4.2 园区对内服务

以物联网为基础的新型智慧园区，可以为内部企业提供各种功能服务，进而为企业的生产和经营提供极大便利。对内服务包括以下几个方面。

（1）物流服务和追溯服务：为内部企业和商家提供完整的物流配送业务，并可以实现对园区内所有产品的快速、准确追踪，以帮助企业及时解决生产运营过程中遇到的各种突发事件，促进企业经济效益提高。

（2）金融服务：通过为内部公司与个人办理授信、担保、消费、投资LC、信贷等相关征信业务，以实现金融服务与园区经营管理的紧密结合、相互促进、共同发展[6]。

（3）推广活动和跟踪：利用园区内的招商和推广平台，方便内部企业展开各类市场推广、宣传、促销等营销活动，并提供后续跟踪服务，协助企业优化生产、运营和管理，推动企业发展。

（4）商业综合服务：支持各类消费、抵押、透支业务，在此基础上构建起一个电子商务服务平台，为内部企业和个人提供相应的业务服务，以协助企业优化生产、运营和管理，促进发展。

（5）桌面云服务：为内部企业和个人提供桌面云服务，企业不再需要购置大批台式机，直接租用园区云终端即可，不但节约了硬件成本，还有助于减少运营成本与能源成本，对企业的生产、运营和管理均有所帮助。

4.3 园区日常管理

以物联网为基础的智慧园区建设，使园区的日常管理水平得到了很大提高，日常管理工作包括以下几个方面。（1）园区资源管理：人力、物力、设备、材料、车辆以及房屋等的管理。（2）人力资源与培训管理：为园区管理者及其人力资源工作者提供技术支持。（3）关系管理：协助企业管理者跟进客户，掌握招商线索及机遇，并实现对招商人员工作状况的科学合理评估。（4）统一财务与结算系统：协助管理人员完成结算、交易、结汇等工作。（5）物业管理：为园区的物业管理提供帮助[7]。

4.4 园区应急管理

以物联网为基础的智慧园区建设，能够全面监控、预警、判断、决策、调度和处置各种突发事件，并以应急预案体系为核心，立足于日常管控和园区感知，建立起紧急情况处理体系。

（1）视频会议：用于协调专家、领导等共同商讨、协调、决策与指挥。

（2）多媒体智能预警与环境感知预警：基于感知园区构建起综合应急协调、应急指挥体系。

（3）统一接警处：实现对接警、出警、应急值守、事件判断等的统一管理。

（4）事件报告管理：基于国家标准和云平台要求，突发事件处理完成后应撰写报告，并对事件报告进行统合管理。

（5）重大事件保障与联动管理：各部门、各单位按重大事件保障制度要求共同处理突发事件，在处理过程中应及时与指挥中心进行沟通和联动。

4.5 园区外部服务

基于物联网的智慧园区也可以为园区外部人员提供服务，从而实现信息共享，促进产品销售和招商引资。对外服务内容具体包括以下几个方面。

（1）外网门户：园区对外资讯发表和交流互通的系统入口。

（2）统一的大型网上商城和交易中心：在园区内搭建一体化的企业对企业（Business to Business，B2B）、2C对外电商平台。

（3）对外交流咨询与招商引进：为招商工作提供咨询服务。

（4）园区活动宣传与交流互动管理：推进各种活动开展，并支持与外界的沟通和互动。

5 结 论

随着创新科技的迅速发展，基于物联网的新型智慧园区逐渐走进大众视野。基于物联网的新型智慧园区通过构建集管控与服务于一体的管理平台，以满足园区客户的个性化要求，并为园区客户提供多样化智能服务，创造出便捷舒心的办公和生活环境，从而实现真正的智慧化、可视化管理和服务。