基于物联网的大型开放场馆管理控制系统

引 言

随着经济的发展和社会的进步，人们对生活质量和健康的需求越来越高。大型开放场馆因其设施全面、场馆众多， 深受广大群众的欢迎。大型开放场馆的出现为周边人群的生活休闲提供便利的同时，其在运营过程中存在运行效率低、闲置率高、运行费用高等问题。如何提高场馆的管理运行效率、降低运行成本，使场馆为人们提供更优质的服务，是亟需解决的问题。

现在开放场馆管理效率不高的主要原因是场馆管理方和需求方之间的信息不对称。一方面，用户无法及时获取场馆的使用信息，导致用户到达场馆后却无法找到空闲场地 ；另一方面，场馆无法及时了解用户的需求，导致某些场地空闲，而其它场地则人满为患。

我们设计一种基于物联网的大型开放场馆管理系统，该系统将整合场馆使用信息与用户需求信息，屏蔽场馆使用者与场馆管理者之间的信息鸿沟。系统分为用户管理、预约管理、门禁管理、场地管理、场地使用情况管理、场馆设施管理六个子系统。用户通过Web 进行用户注册完成身份认证 ；用户使用自己的身份进行预约后，生成门禁二维码 ；门禁系统根据用户预约信息进行人员管理和分流，并对用户场馆使用情况进行记录 ；场馆管理负责维护场馆容量、场馆开放时间等信息 ； 场馆使用情况管理负责统计场馆使用的实时情况及历史记录， 为用户分流和基础设施建设提供依据 ；场馆设施管理负责登记馆内的基础设施，若是可控设备，则根据场馆使用情况与定时信息自动对场馆基础设施进行打开关闭操作。

1 数据库表的设计

数据库表分为用户表、用户预约表、场馆表、场馆实时使用表、场馆使用历史记录表、设备管理表。用户表user 设计如表 1 所列。

场馆表保存每个场馆的开关时间、容量等信息，场馆表stadium 设计如表 3 所列。

场馆使用情况表分为场馆实时使用情况表和场馆使用情况记录表。场馆使用实时情况表 stadium_use 表设计如表 4 所列。

场馆使用情况记录表主要反映场馆的历史使用情况， stadium_use-his 表设计如表 5 所列。

2 系统详细设计 

系统分为用户管理、预约管理、门禁管理、场地管理、 场地使用情况管理、场馆设施管理六个子系统。系统整体拓 扑结构如图 1 所示。

2.1 用户管理 

用户管理主要包括注册、用户审核、用户登录、用户变 更等操作。用户通过 Web 进行注册，由管理员进行审核并划 分用户类型（分为管理员、普通用户、未审核用户）。用户通过 Web 进行登录和用户信息变更操作。

2.2 预约系统

预约系统主要完成场馆的预约。用户注册完成后即可进行场馆使用预约。预约系统包括预约填写、预约排队、预约结果生成。预约填写需要用户选择场馆、场馆使用时间区间。对于热门时间的热门场馆，还需要对预约请求按照用户信用积分进行排序，选出信用积分较高的用户允许预约。预约成功后更改预约状态，并根据用户身份和预约信息生成二维码，用户可将二微码下载到手机上。

为了进一步提高场馆的利用率，系统还提供线下预约方式。未预约用户可到预约客户机上进行场馆查询，查询场馆空闲情况及预约情况，线下预约生成身份认证二维码。

2.3 门禁管理

门禁管理用于用户管控及记录。系统将门禁分为两级门禁系统，一级门禁系统用于用户进入场馆区的验证，二级门禁用于用户进入具体场馆的验证。为鼓励用户进行预约，我们在用户属性中设计了用户信用得分 ：若用户预约并在预约时间区间内进入场馆区，则用户的信用得分加一分 ；若用户预约并在预约的时间区间内离开具体场馆，那么用户的信用得分加一分。信用分高的用户在热门时段和热门场馆预约排队时会得到优先响应。

预约状态分为排队成功、预约成功、一级门禁验证成功、二级门禁验证成功、二级门禁签出五种类型。门禁在进行二维码扫描认证后随即改写预约状态，保证预约只能一次使用。

2.4 场馆管理

场馆管理主要用于维护场馆相关基础信息，包括场馆开关时间、场馆开关日期、场馆名称、场馆容量等。

2.5 场馆使用信息管理

场馆使用信息管理包括场馆实时使用信息的管理及场馆使用历史信息的管理。场馆实时使用信息可以帮助未提前预约用户了解场馆实时使用的情况，进一步提高场馆利用效率，避免用户扎堆现象的出现。场馆使用历史信息则可以帮助场馆管理者进行决策，统计热门时段、热门场馆信息，方便场馆管理者进行场馆规划和调度。

用户借助二维码通过二级门禁验证后，该场馆的实时使用人数加一，系统当前可用容量减一。用户完成二级门禁签出之后，场馆历史使用记录数量加一。

2.6 场馆设备管理

场馆设备管理包括场馆基础设施登记与场馆可控设备的控制。场馆基础设施登记负责登记场馆内现有的基础设施以及增加新购买的基础设施 ；场馆可控设备控制包括灯光设施、换气设施、空调设施、二级门禁等设备的控制。对可控设备的控制采用分散控制、中心设置方式。每个场馆都由一个单片机进行设备控制，负责单个场馆内所有可控设备的控制。所有可控设备通过局域网与单片机连接，单片机负责对设备进行控制以及设备信息的上传，且单片机通过局域网连接到控制中心。控制中心向单片机传输场馆开关时间信息，单片机向控制中心上传场馆实时人流信息。单片机获得场馆开关时间信息后，结合场馆实时人流信息，待最后一个用户在二级门禁签退后即可关闭场馆基础设施。

3 结 语

针对大型开放场馆运行效率低、闲置率高、运行费用高等问题，设计一套基于物联网的大型开放场馆管理控制系统。系统通过Web 管理用户的注册和预约。通过二维码实现用户验证、门禁准入及用户分流，实现场馆使用信息的实时监测及使用历史记录管理。通过分散控制、中心设置的方式实现对场馆内可控基础设施的控制和整合。系统实现了场馆信息与用户需求的整合，实现了对基础设施的集中管理，有效提高了场馆的使用效率和服务质量。