摘要：智慧园区涉及感知层物联设备种类众多、物联协议繁杂,支撑层云网结构复杂,汇聚层数据量大、数据来源多样,业务层应用系统功能交错。将感知物联集成、云网集成、数据集成和应用系统集成四个层次的集成技术引入智慧园区综合系统平台设计,拓展了系统集成技术的领域范围,提升了整体系统的开放性、灵活性和可扩展性。

　　关键词：系统集成；物网集成；云网集成；数据集成；应用集成

　　0引言

　　智慧园区是智慧城市建设不可或缺的组成部分[1],是智慧城市的重要表现形态。智慧园区是指应用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,将园区中分散的感知设备设施、网络通信设施、数据存储系统、业务应用系统连接起来,形成新一代智慧化基础设施,建设智慧园区综合系统平台,构建一个具有较好协同能力和调控能力的有机整体[2]。

　　智慧园区综合系统平台的建设基于感知设备设施、网络通信设施、数据系统、业务应用系统统一应用,本文基于系统集成技术,将感知设备物联集成、云网集成、数据集成与应用集成四个方面的集成技术引入智慧园区建设,构建智慧园区综合系统平台架构,以实现系统整体应具备的良好开放性、灵活性和可扩展性[3]。通过数据集成减少因侧重可视化展示而忽视了平台建设导致的数据信息孤岛问题,通过感知设备物联集成,实现园区房产、设备实施等资源状况的实时感知、集中呈现、统一调度、集成管理和预警决策[4]。

　　1系统集成技术

　　随着信息技术的发展,信息技术领域系统集成技术的应用愈发广泛和重要,包括网络系统、软件系统的集成。系统集成工作在信息系统项目建设中非常重要,它通过硬件平台、网络通信平台、数据库平台、工具平台、应用软件平台将各类资源有机、高效地集成到一起,形成一个完整的工作台面[5],系统集成工作的好坏对系统开发、维护有极大的影响。

　　智慧园区综合系统平台是一个复杂的信息系统,通常由来自多个供应商的多种网络、硬件和软件平台组成。为达成智慧园区建设目标,把不同的系统连接起来构成一个完整的组织级系统,需要在硬件基础设施、云网、数据、业务应用系统等各层次引进系统集成技术,如图1所示。

　　在基础设施感知层,通过物联网中台与视频中台实现对物联设备的集中接入和集中管理,并集成为上层应用提供感知服务；在基础设施云网层,通过云计算提供计算、存储、内部网络,支撑业务应用服务运行并结合园区网络、无线网络、物联网网络汇聚,提供云网集成服务；在数据层面,构建数据仓库,实现对感知数据、业务数据、用户数据的采集,并构建数据中台,对数据进行分析应用以及为上层应用层提供数据服务；在业务应用层,通过中间件技术与企业服务总线技术将各类业务子系统进行集成,打通用户与内部复杂的众多业务子系统,通过统一认证平台实现用户账号角色权限,实现对用户的集成管理。

　　通过构建基于统一认证、业务应用中心、数据中台、物联网平台与云网服务协同的系统集成技术方案,共同打造智慧园区综合系统平台,支撑智慧园区业务应用。

　　2智慧园区总体架构设计

　　2.1业务应用设计

　　智慧园区总体架构设计首先要明确服务对象、服务方式、服务内容,即智慧园区综合系统平台的用户层、展示层和业务应用层,如图2所示。

　　用户层：智慧园区综合系统平台使用人员包括园区管理人员、入驻企业、园区员工、企业员工、后勤物业安保人员、园区访客等,通过角色与权限进行统一管理,满足不同角色员工对于系统平台的功能需求。

　　展示层：包括大屏可视化、PC桌面应用与移动端应用三个方面。其中大屏可视化主要展示一主屏五个主题子屏的领导驾驶舱,提供全局决策视野与园区宣传推广应用；PC桌面应用主要面向园区、企业、物业、后勤等员工日常办公场景；移动端包括手机App、小程序、公众号等,通过公众号可宣传推介园区介绍信息、政策法规信息,通过手机App与小程序可辅助提供便捷移动事务处理功能。

　　应用层：主要是智慧园区建设业务应用内容,包括驾驶舱、政务协同、园区公共服务、产业服务、企业智能化服务与安全环境能耗综合服务五个模块。其中政务协同涉及人事管理、公文管理、会议管理、党建管理、行政审批、应急指挥、知识智库、政策法规管理等；园区公共服务涉及物业管理、服务中心、资产管理、租赁管理、投诉建议、报事报修、公寓管理、设施管理、生活服务与安全管理等；产业服务包含精准招商与产业服务两部分,精准招商涉及招商政策发布、企业意向填报、招商项目管理、招商政策兑现等,产业服务涉及产业政策发布、产业链图谱、产业优化等；企业智能化服务涉及企业门户、惠企政策发布对接落实、事件督办、人才服务、人才政策、人才招聘等；安全能耗环境涉及园区安全监控、园区用水电气能耗监控、园区温湿度照明环境管理等；园区驾驶舱汇聚实现对政务协同、园区公共服务、产业服务、企业智能化服务与安全环境能耗等全方面的综合数据统计分析展示监控。

　　2.2集成支撑设计

　　智慧园区业务服务的实现依赖于硬件、软件、网络等基础设施。

　　基础设施层包括感知层和云网层。感知层涉及道闸门禁设备、水电气表设备、温湿度光照传感器设备、照明设备、监控摄像头与无人机等智能设备。云网层包括智慧园区的云、网络基础和硬件基础。其中云涉及政务云（计算、存储、网络资源池）,网涉及政务外网、移动互联网和业务专网等。

　　智慧园区基础设施复杂、业务应用范围广泛,如何对基础设施进行统一协调、如何对众多业务应用进行集中管理,则需要集成支撑层系统集成技术能力。

　　在集成支撑层,通过物联网中台和视频中台实现对感知设备和摄像头设备的集中管理,通过数据中台实现底层感知设备数据与业务应用层数据的集中管理,通过统一认证平台实现用户的统一跨平台无感知登录,通过服务管理中心服务注册与配置能力集中管理众多业务应用系统,通过提供数字孪生平台与AI智能分析平台为上层业务应用服务提供相关功能底层支撑。

　　3智慧园区感知物联集成

　　智慧园区涉及的感知设备较多,在安全方面有视频监控设备、道闸、门禁门磁等设备,在能耗监测方面有智能电表、气表和水表等设备,在环境监测方面有温度、湿度和光照传感器等设备,在园区管控方向有智能照明等设备,在入驻企业生产方面有智能生产设备,如数控机床、智能机械臂等。感知设备所涉及的物联网通信协议有MQTT、M-Bus、CoAP、LwM2M、Tcp、Http等,设备种类多、设备数量大、设备通信协议复杂、设备厂家不一,管理难度大。构建统一的物联网平台,能够实现多物模型、多产品、多设备管理,同时,平台支持多通信协议的统一接入,能够实现对物联感知设备的集中统一管理。

　　4智慧园区云网集成

　　网络通信是智慧园区信息流动的基础载体。智慧园区通过光纤与互联网联通,园区内部搭建区域局域网,并根据园区不同办公生产场景布局多个WiFi无线网络空间,对于工业感知设备,通过RS-232、RS-485协议联接工业网关接入网络；对于不便搭建线路的物联设备,通过嵌入4G Cat.1和NB-IOT等无线通信模组接入网络。光纤、专网、局域网、无线网络以及物联专用网络构成了智慧园区多场景应用的网络体系。

　　云资源为智慧园区提供计算、存储和虚拟网络资源,以保障智慧园区信息系统对于数据处理能力、数据存储空间以及系统网络通信的需求。

　　5智慧园区数据集成

　　智慧园区信息系统涉及数据复杂,有设备感知数据、云网运维数据、政务协同业务数据、园区公共服务管理数据、产业服务统计分析数据、企业智能服务运行数据、安全环境能耗监测及预警告警等数据,数据来源多、数据结构不一。本项目构建数据仓库,形成了以园区、产业、企业、人才、设备、环境、安全、能耗等为主题的数据集合,基于园区数据仓库,扩展外延搭建数据中台,实现了数据获取、处理、分析和服务等功能,促进了数据的共享与重用,有效提高了数据的可用性和分析的效率,从而为园区决策提供了更为准确和快速的数据支撑。

　　6智慧园区应用集成

　　应用系统集成采用企业服务总线（ESB）和消息中间件两种技术,结合被动拉式API调用模式和主动推送消息两种模式将各个系统整合打通,如图3所示。

　　智慧园区信息系统涉及功能模块子系统较多,有支撑层的物联网平台、数据中台、数字孪生平台、AI智能分析平台和统一认证平台等,有业务层的综合展示系统、政务协同系统、园区公共服务系统、产业服务系统、企业智能服务系统、安全监控系统、环境监测系统以及能耗管理系统等。

　　企业服务总线是基于SOA技术,具有集成特性和面向服务特性的微服务架构,能够实现信息系统之间的数据交换、数据整合、信息共享[6]。通过企业服务总线（ESB）进行系统集成,首先,各个子系统约定采用面向服务架构（SOA）的风格进行构建；其次,构建智慧园区服务管理中心,如Nacos、Zookeeper等；最后,各个子系统注册进入服务管理中心进行集中管理。各个子系统既可作为服务的提供者,又可以从服务注册中心发现自身需要调用的其他服务提供者,进而通过API接口进行业务功能调用。通过消息中间件技术进行系统集成,采用发布订阅模式,实现事件告警等消息的实时上报。如设备通过MQTT发布订阅模式将感知信息和告警事件等数据推送至物联网平台,物联网平台将数据发布到RabbitMQ、RocketMQ等消息队列中间件,安全事件子系统对其进行订阅,可实时接收消息并进行处理。

　　7结语

　　本文对智慧园区感知物联、云网、数据与应用四个方面进行了研究,利用感知物联集成、云网集成、数据集成和应用集成四个层次集成技术,构建了智慧园区综合系统平台设计架构,提升了整体系统开放性、灵活性和可扩展性,对基于多层次系统集成的智慧园区综合系统平台建设进行了探讨与尝试,为当前和未来智慧园区的落地实践探索提供了参考。

　参考文献

　　[1]何衍辉.智能园区平台建设中系统接入与应用集成研究[J].信息通信,2015(6):128-129.

　　[2]张巧月,蔡志平,王峰,等.智慧园区建设探索与应用实践[J].信息通信技术与政策,2019(6):8-12.

　　[3]韩存地,刘安强,张碧川,等.基于物联网平台的智慧园区设计与应用[J].微电子学,2021,51(1):146-150.

　　[4]周明升,张雯.一种面向多源数据的智慧园区管理平台[J].计算机与现代化,2023(5):68-74.

　　[5]刘明亮,宋跃武.信息系统项目管理师教程(第4版)[M].北京:清华大学出版社,2023.

　　[6]刘忠昌.企业服务总线在信息系统集成中的应用[J].通讯世界,2024,31(9):145-147.