智慧園區運營管理設計論文

導語：智慧園區運營管理設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對傳統園區存在智能化管理水平低、資源浪費以及運營成本高等問題，研究基于M2M的智慧園區運營管理平臺架構，設計出基于SSM框架的園區運營管理平臺，并提出了園區智能化系統的集成方案，實現了園區全面智能聯動與融合，從而提升園區的智能化管理與服務水平。

關鍵詞:M2M平臺;SSM框架;OPC;ESB

隨著物聯網與云計算技術的快速發展，為智慧城市和智慧園區建設提供了強有力的技術支撐，帶動全球經濟發展模式向智能化轉型。莆田工藝美術城是一個立足莆田、輻射全國、全國規模最大的工藝品專業市場［1］，且工藝美術產業作為莆田市"336"工程中三個千億支柱產業之一。目前莆田工藝美術城有租賃的云服務，可為入駐企業提供新聞資訊、市場推廣及招商等服務，但無法為園區提供一體化的運營管理，難于滿足入駐企業及住戶的個性化需求。因此，文中研究基于M2M/SSM的運營管理平臺，構思智能化系統接入平臺的方式，全面提升工藝美術城的管理和服務能效。

1技術機制

1．1M2M技術M2M(MachinetoMachine)［2］是“機器對機器”的縮寫，是通過各種無線通信技術實現機器與機器之間的智能感知、聯動以及管控。M2M技術是物聯網發展的主要形式，廣泛應用于智能家居、交通、醫療、移動金融等領域。M2M技術架構由行業終端、M2M硬件、傳輸網絡、M2M中間件、M2M應用五個部分組成［3］。M2M硬件把從園區各類行業終端采集到的數據信息進行加密后傳送到園區網，M2M網關通過園區網把異構數據進行轉換處理后發送給園區管理方或服務請求者，從而滿足其個性化的應用服務。1．2SSM框架SSM框架(SpringMVC+Spring+Mybatis)是一種主流的輕量級JavaWeb開發框架組合［4］。Spri-ngMVC是一種分層分包的設計框架，控制器攔截并解析請求，匹配后交給模型去處理，模型把處理結果在視圖中渲染后返回給客戶端。Spring是整個組合框架的核心部分，是通過IoC將其他兩個框架需要用到的資源通過Bean或注解的方式直接注入到相應的配置文件中，實現了簡化代碼與解耦。Mybatis主要負責與數據庫的交互。開發框架通過高度可配置方式來映射對象，大大減少了代碼的編寫，使得項目開發更加簡化、高效，易于擴展與維護。1．3OPC技術OPC(OLEforProcessControl)是一種為實現異構環境下的設備和應用程序之間進行數據通信的工業標準［5］。其中，OLE(ObjectLinkingandEm-bedding)［6］是對象的連接與嵌入的簡稱，OLE不僅是桌面應用程序集成，而且還定義和實現了一種允許應用程序作為軟件“對象”彼此進行“連接”的機制。OPC技術為OPC客戶端和OPC服務器之間的通信定義了一套完整的OPC接口，OPC服務器通過物理接口獲取各物理設備采集到的數據信息，OPC客戶端則通過OPC接口來獲取OPC服務器上保存下來的數據信息，從而實現設備和應用之間的互操作性。園區的樓宇自控系統正是利用OPC技術原理獲取園區各感知設備采集到的數據信息，將數據信息集成到應用系統的統一用戶界面上，從而實現高效管理。1．4ESBESB(EnterpriseServiceBus)是企業服務總線的簡稱，是集Web服務、XML以及傳統中間件技術為一體的軟件架構，用于實現園區各應用系統的封裝、集成與交互，使各類應用服務的接入變得簡潔、高效。ESB采用了可配置的方式自動生成相應的代碼，即使需求發生變化，只需修改幾個組件即可，既大大減少了維護的工作量又增加了可靠性，且無需關心底層的技術實現，豐富的傳輸協議可以滿足不同行業的不同需求。

2智慧園區運營管理平臺架構

智慧園區運營管理平臺架構主要體現為四個層次:感知層、網絡層、平臺層、應用層，如圖1所示。(1)感知層:應用二維碼、射頻識別、GPS、攝像頭、傳感器等各類感知終端有效識別園區內不同的“物”并全面采集園區內各種設備、車輛、人員的狀態等數據信息。(2)網絡層:將感知到的數據信息通過M2M網關傳入園區網并上傳到M2M平臺的服務器上。園區網可按需進行彈性訂制，由有線網絡和無線網絡(Zigbee、WiFi、GPRS、WCDMA等)的有機融合。M2M網關主要采用短信和GPRS兩種方式，短信網關負責短信通信時的業務鑒權，GPRS網關負責建立行業終端與M2M平臺的GPRS通信，提供數據路由、地址分配及必要的網間安全機制［7］。(3)平臺層:BSS/OSS是M2M平臺的一個綜合的業務運營和管理的支撐系統，主要由5大部分組成:統一接口管理、物聯網門戶、數據中心、管理中心以及應用開發環境。M2M平臺為不同應用系統提供了統一的接口，便于它們接入平臺并整合到M2M平臺的門戶上進行統一管控;數據中心主要完成數據存儲、分析、統計及挖掘;管理中心包含終端/應用鑒權管理、終端配置管理、應用路由管理、網管等;應用開發環境主要體現為業務開發、仿真測試、業務等。M2M平臺是建立在基礎設施的云平臺上，能滿足不同行業的需求。(4)應用層:提供了智能安防、智能樓宇、綜合業務、消息訂制、信息等應用服務，入駐企業及住戶通過Internet或專線即可按需訂制個性化的應用服務。

3智慧園區運營管理平臺的設計與實現

3．1園區運營管理平臺的設計方案。智慧園區運營管理平臺(IOMP)是集智能安防、智能樓宇、智能交通以及綜合業務等應用服務為一體的運營管理門戶。該平臺基于B/S結構以及MVC設計理念，利用SSM技術框架和MySQL數據庫進行系統開發。IOMP前臺采用HTML、CSS、JavaScript以及JQuery進行動態頁面設計，同時利用AJAX與JSON技術實現數據異步傳輸，增強用戶體驗;IOMP后臺主要運用SSM框架的分層、注解、聲明式事務等技術實現高效開發。IOMP設計分為四層:web層是Spring與SpringMVC的整合，實現接收用戶請求并調用service層返回的處理結果產生響應，service層則是Spring與MyBatis的整合，負責業務邏輯處理以及數據庫的交互，inter-face層只是單純的存放接口或是Bean，ssmDemo層負責管理jar包。3．2園區運營管理平臺的功能分析。IOMP主要由8大應用系統以及系統管理構成。IOMP主要提供了智能安防、智能交通、樓宇自控、綜合業務、展示中心、房屋租賃以及一卡通管理等應用服務，為園區的入駐企業及住戶提供便捷、高效、低成本的個性化服務。園區運營管理平臺的功能結構圖如圖2所示。智能安防系統主要包含了園區視頻監控、安防信息，安防事件(比如溫度過高、人群集聚等)預警以及安防事件處理預案。智能交通系統主要包含門禁管理、交通導引、智能泊車等功能［8］。樓宇自控系統主要包含了樓宇的機電設備的能耗監測與節能管控、設備故障監測預警等功能。綜合業務系統主要包含消息、消息訂制、園企服務(IT資源及企業管理等)、招商引資、遠程商貿、智能會議以及公共服務(遠程醫療、餐飲服務等)。展示中心系統包含了提供產品在線VR展示以及實地會展管理(展示信息、展示預訂、展示退訂等)。房屋租賃系統主要包含園區的場地在線租賃、續租、退租以及租賃狀態查詢等功能。一卡通管理系統主要包含了一卡通的辦理、充值、注銷以及消費信息查詢等功能。系統管理是由系統管理員對園區運營管理平臺進行統一管理維護，主要包含用戶管理、權限管理、日志管理、聯動業務配置、參數代碼管理等功能模塊。用戶管理是對企業機構信息或個人信息進行增刪查改操作;權限管理是對用戶的操作權限進行增刪查改;日志管理主要針對各應用系統的運行狀況進行日常統計分析以及根據用戶操作蹤跡進行非法操作的排查，以確保平臺的穩定性與安全性;聯動業務配置是利用業務編輯工具對前臺的應用服務進行融合配置;參數代碼管理則是對參數進行統一的編碼管理。3．3園區運營管理平臺的實現。以樓宇自控系統的能耗監管模塊為例，該模塊主要通過電表、水表和燃氣表等能源采集設備將采集到的各類能耗數據存入數據庫，以圖解的方式直觀展示了能耗情況及趨勢，同時利用拆分算法對監測到的能耗數據進行分析、統計以及組合得出園區各時段的能耗情況并針對性采取相應的節能方案，以節約能耗成本。由于園區能源消耗設備相當多，不可能在每個用電設備上配備獨立的電表，故采取拆分算法進行分項電耗的統計。拆分步驟為:首先得到實測的各支路電耗，然后對各支路電耗根據時間段的不同進行逐次拆分，最后將同類設備的電耗進行相加，得到各設備的逐時分項電耗。分類電量成本則由同類各分項電耗的計量值之和乘以電耗單價計算得出。園區內的分項電耗圖以及分類電量成本對比圖如圖3～4所示。

4智能化系統的集成方案

系統集成主要采用主流的集成技術ESB和OPC來解決各系統之間的互操作問題。園區智能化系統中除了樓宇自控系統采用OPC技術接入設備以及應用系統［9］，其他智能化系統大都采用ESB來實現系統之間的承接。樓宇自控系統BAS的OPC服務器與各樓層的感知設備相連，通過串口獲取感知設備采集到的數據信息，BAS通過OPC接口接入IOMP平臺，IOMP平臺的OPC客戶端通過OPC接口便可訪問OPC服務器，從而獲取到其采集到數據信息。園區其他智能化系統需要先在ESB平臺上進行注冊，申請服務并服務，由ESB通過消息的傳遞、分派、解析，以WSDL文檔進行對接，實現不同服務的集成。M2M平臺提供了統一的應用層API接口，IOMP平臺也通過ESB組件接入M2M平臺。

5結語

針對莆田工藝美術城園區目前園區運營管控的智能化水平低等問題，提出構建基于M2M和SSM框架的智慧園區運營管理平臺，同時應用OPC以及ESB技術實現不同智能系統之間的有效集成。系統總體性能穩定，執行效果較好，實現了一體化、智能化、節能化的園區運營管理以及便捷化、個性化的應用服務。

作者:鄭志明 鄭燕娥 張建華 鄭志雄 單位:1.湄洲灣職業技術學院 2.仰恩大學工程技術學院 3.湄洲灣職業技術學院 4.廣東好幫手電子科技股份有限公司