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1、基于物联网的新型智慧园区应用以及实现1现阶段工业园区现状及智慧园区现状中国是一个“世界工厂”,全国拥有超过1500个工业园区，占中国经济总量的30%以上。我国的国家级开发区的数量从2011年的219个持续增加到了2015年的364个，年均复合增长率达到了13.5%o从2012年到2013年，国家级开发区的数量激增后，进入了稳定的增长阶段。2014年，新批准的国家级开发区数量为9个，增长率仅为2.8%。2015年，新批准的国家级开发区有31个，增长9.3%。截至2020年底，全国有168个高新区和552个国家级开发区，是当地“工厂”中最重要的“车间”。在政府的指导下,中国的工业园区已经发展了30
2、多年，工业园区已经发展成为我国经济发展的重要形式和主要动力。但是“工厂”和“车间”巨大资源和能源的消耗，以及大量现有污染物和温室气体的排放所引起的许多环境问题，使得变革和发展变得更加紧迫。因此，研究中国工业园区的未来智能化发展趋势显得尤为重要。中国的智慧园区始于2000年，现已成为解决之前工业园区引发的环境问题最好的方案。随着智能化，生态工业园区，工业共生等概念和方法的引入，许多工业I区都在积极寻求和实践智慧化发展。但是由于开发测试璟境的成本很高，目前的研究成果适用于研究宣传发展推进过程中可能会面临各种各样的挑战，所以许多国内的智慧园区仍然还处于发展起步初期阶段。和提供参考的理论模型，但取得的
3、技术成果在区的2新型智慧园区设计方案2.1 系统架构智慧园区科技框架是一个多种子系统共同组合而形成的相互关联、辅助相成的系统。基于物联网技术的新型智慧园区的技术框架体系主要是包括感知层、网络管理层、应用服务管理层三个维度组合而形成的,从而建立起了一套更加科学完善的技术规范安全的保障制度。由感知层对智慧园区内所有的系统进行传输通过感应而获取并收集到的信息，通过物联网网络层下的移动互联网网络信息技术对园区内所有需要系统的信息进行系统的传递，从而实现了对数据的采集和分析综合化处理，最后到应用服务器层，完全实现了对于园区应用所需系统实际功能的应用。2.2 分层描述2.2.1 感知层感知层可分为识别对象
4、子层、识别单元、传输网关和访问网关。它本身的功能就相当于是智慧园区的感觉和神经系统，它主要是专门针对园区内部所有的基础设备、环境、建筑、安全等所有的基础设备及其信息进行感知和监视，达到识别物体、收集信息的功能。为完善环境、城市基础设施、公共场所、车辆道路和建筑物、生产站点等智能园区中的智能应用程序提供了广泛而强大的数据库。感知管理层的深度感知管理模块设计是实现智慧园区管理智能化的重要基础，它的感知层直接实现了对整个智慧园区的深度感知。2.2.2 网络层智慧园区网络层包括核心层、汇聚层以及接入层。(1)网络核心层是整个智慧园区网络层的管理中心，担负整个网内大量的网络通信，园区各职能部门之间的网络
5、连接，提供办公自动化的信息管理服务，为整个智慧园区的大数据管理中心和微服务器、数据中心、应用服务器等设备提供快速高性能的网络连接等。核心层列表中的每个核心层的交换机可以同时接入电信、移动、联通三个不同的网络提供商的数据，通过无线的方式实现用户自由选择网络提供商的服务，既节省了资金，同时只需通过软件设置的方式就可以实现供应商的切换，可以使智慧园区的使用者便捷高效地选择自己需要的网络提供商。（2）汇聚层是位于智慧园区内部网络系统访问核心层和网络核心层之间的“中介”。汇聚层的核心功能主要就是为许多主要网络带宽访问节点实现网络带宽数据汇聚和网络线路带宽汇聚。（3）智慧园区的接入层主要用的是无线接入和光
6、纤到户。汇聚层交换机系统具有出色高性能的网络路由和线速交换接入功能，支持ipv4ipv6双线速协议栈的多种线速数据转发，可以轻松集成管理园区内网络数据、视频和网络音频等多种集成网络服务。网络接入层可以与不同的网络通信，具有良好的操作性，可以详细分析和监测智慧园区中的数据信息。2.2.3 应用层应用层是一个涵盖了智慧园区内部各个领域的信息服务供给层，它涵盖了园区内部各个领域的整体综合性应用系统，实现对信息资源的分析、评估、挖掘大数据的潜力信息和应用价值，从而促进用户更加智能便捷地获得和利用其所需的信息资源，实现了信息的整合应用。2.3 痛点分析2.3.1 信息孤岛、运维效率低随着日新月异的科技发
7、展，智慧园区也在全国各地逐步开展起来，但是智能化建设程度却不尽相同。鉴于之前的建筑设计没有相应的智能化配套设施做基础，以及各地园区的种类特征不同，绝大多数园区只是考虑到覆盖部分园区功能的信息化需求。各个系统建设之前还没有出现智慧园区，所以之前系统的不论是硬件建设还是软件建设都存在着信息壁垒，在功能上系统之间不能互通，导致数据无法进行共享。单一的功能性的服务不能完全地满足园区内用户日益增长需求的同时，在不同的系统之间的信息传达等工作更是耗费了大量人力和物力，这也是导致运维效率较低的主要原因之一。2.3.2 同质化情况严重很多园区管理方在智慧园区的运营层面上是专家，但是在智慧园区建设上却缺乏经验。
8、他们对于智能化建设还没有一个比较明确的方向，在开展建设工作的时候大多会参考其他智慧园区。这个时候就容易造成系统功能同质化的问题，其根本原因就是没有根据智慧园区自身的种类、性质等实际情况进行分析，在智慧园区定位还没有明确的情况下，照搬其他智慧园区或者市面上已有的系统，这样会造成严重的同质化现象。不仅没有达到智慧园区的最终目的，还要承担额外的运营成本。2.3.3 没有构建园区整体生态，难以形成闭环智慧园区中的生态丰富度比较高，因为产业园本身有着各种各样的生态链、产业链。但之前园区内的每个生态并没有互相关联、相辅相成形成一套闭环的整体系统，每个不同的生态之间没有建立连接，在园区中只有形成了一个生态的
9、良性循环，每个生态才能够体现出他们在应用、管理、分析、服务等各个层面的作用。2.3.4 缺乏前瞻规划，对外扩展性低在智慧园区进行信息化建设的初始阶段，一些信息化的想法和需求往往只是想要解决他们目前在运营上所遇到的一些难题，试图通过信息化的手段对园区进行优化升级。但是如果在建设的初始阶段，仅仅考虑到眼前的一些已经遇到需求点的话，往往是不够的。因为在21世纪这个科技飞速发展的信息化时代，在规划的初始阶段就必须具有较强的前瞻性，否则在之后的发展中对外的扩展性低，将不利于未来的园区进行功能的提升。3基于IOT网关的智慧应用分析3.1 IOT网关(1) IoT访问模块。它主要功能是可以实现系统对各种智能
10、化网络设备进行实时的访问，其中包括网络协议的数据分析，命令执行的控制和其他应用功能等的实现。(2) IoT产品过程质量控制管理模块。它主要实现了从多个应用程序管理层连接到应用设备层和设施管理层的不同过程数据控制，包括多个系统的不同过程数据触发和处理控制，数据包的转换，命令和控制数据包的缓存以及其他控制功能。3.2 人脸识别应用3.2.1 应用场景在现代科技发展中，面部图像识别成像技术的发展应用相对来说比较成熟，并且随着移动硬件和物联网技术的不断进步，视频和交流的各种动态视频面部图像识别技术也已经逐渐地开始被人们广泛地应用推广。目前的人脸识别系统主要是通过普通型的智能摄像机检测收集到的视频，并将
11、其视频传输到智能人脸识别管理系统中来进行视频的识别和比较。目前主要应用场景包括实时的考勤管理，具有访问控制的门禁系统，商务会议信息登录、企业访客身份识别和服务授权的会议管理系统,信息服务平台的安全黑白标签名单管理控件和安全链接等。322需求分析面部识别技术在新型的智慧园区实际管理中的全面推广应用，为智慧园区的用户提供了便捷舒适的服务和使用的体验，为智慧园区的运营管理人员提供了一种高效安全的管理方法。例如，如果在网络安全控制中应用人脸识别技术，那在人脸识别控制系统中就可以自动识别安全黑名单中的人员，并通过网络视频安全监控服务平台的安全黑名单风险设置来发布园区的黑名单。一旦发现黑名单中的人员进入，
12、智慧园区的安全系统会通过警报的方式发送给平台的其他用户，提高了智慧园区的整体安全级别。323业务架构分析与人脸识别相关的业务相关需求，完善强化需求流程，通过物联网的应用实现系统中各个子系统相互间的交互与控制，并为用户提供相应的便捷舒适的应用服务。3.3 会议预约应用智慧园区中的会议较多，但会议室、视听室、演讲室和礼堂等资源相对有限。如果用户可以通过会议资源预留系统和资源占用情况查看资源状态，就可以根据实际需要使用资源预留的服务，这样就不会出现用户到达园区而没有空闲场地的情况出现。3.3.1 需求分析会议资源申请者可以查看会议场地资源的预约情况，并根据需要对会议室或其他符合条件的资源进行选择。然
13、后资源管理者根据资源申请者的实际的需求进行资源分配，并完成对资源的申请和审查。智慧园区的用户可以在实际使用时利用系统的智能化控制功能开自主控制房间资源的使用。在会议结束时，系统发送资源恢复请求，例如关闭灯，投影仪和空调。如果会议提前结束，系统可以根据智能探测器自动恢复使用房间的设备。3.3.2 业务架构分析智慧园区用户的实际业务的需求以完成资源的预订，完善用户需求并加强流程管理，通过物联网的应用来实现各个子系统相互间的交互和控制，并为用户提供相应便捷舒适的应用服务。3.4 园区交通控制3.4.1 应用场景（1）智慧园区的智能公交车使用RFID、传感和其他技术实时定位公交车并实现诸如弯道和路线通
14、知之类的功能。共享租赁自行车可以通过安装配备智能密码锁将车辆数据上锁并传到智慧园区共享单车服务平台。它实现了精确的车辆定位和车辆行驶状况的实时控制。车辆控制互联网系统使用先进的传感器，RFID和各种摄像头技术来实时收集各种有关车辆及其周围环境和有关车辆本身的大量信息，并将这些数据通过传输传送到整个车辆控制系统，包括实际油耗，车辆行驶速度等，以实时的方式监控每个车辆的行驶巡航状态。计费软件使用传感器收集，并将收集的数据传输到云平台。通过APP实时连接到云平台，以实现集成管理和其他功能。（2）智慧园区的智能化交通灯通过安装在智慧园区十字路口的雷达设备监控车辆的数量、车辆之间的距离和在交叉口的速度，
15、同时实时监控行人数量和外部天气情况，调整交通信号灯动态，并发出信号，提高交叉路口的车辆通行率。（3）智慧园区的智能车位停车基于智能停车位配置资源，通过车辆安装自动地磁强度传感器和监控摄像头对园区内车辆进行牌照信息识别，实现停车位信息搜索和停车预订、使用基于APP的自动停车付款管理、自动收取停车费等功能。通过发送至绑定的微信或绑定支付宝的车牌管理信息系统，系统会根据通行里程自动通过发送到微信或绑定支付宝来收取相关费用，实现降低园区内收取停车费的流程，提高交通出行的效率，缩短其他车辆等待等候的时间。3.4.2 需求分析在目前物联网的所有主要应用场景中，交通被普遍认为是其中最为具有发展前途的应用之一
16、。随着我国城市化的快速发展，交通问题已经变得越来越严重,传统的交通解决方案不再需要能够有效解决新的交通安全问题，因此现代智能化交通系统应运而生。智慧园区交通系统使用先进的网络信息处理技术、数据传输信息技术和现代计算机数据处理信息技术将其有效地整合，并且应用到园区交通管理信息系统中，使车辆与人，车辆和城市道路得以紧密合作，改善了城市交通管理环境，并有效地提高了交通资源综合利用率。以移动物联网、大数据、人工智能等技术为主要代表的物联网技术有效地解决了交通拥堵、停车位空间限制、交通信号灯不合理变化等复杂的问题，最终成功实现了现代智能化的交通。3.4.3 业务架构智能化交通的总体架构分为感知层、通信层、平台层和应用层。感知层系统使用的是可以随时随地进行检测、测量和分析捕获感知信息的传感设备和处理系统，它可以实现集成交通的可见性和可测
