飞邻物联智能系统关键技术在智慧园区中的应用

引言

自1984年以来，我国建筑智能化经历了从无到有，从学习到创新的发展过程，取得了巨大进步，目前已有约30个子系统得到了广泛应用。但即便如此，中国的智能建筑工程当前依然面临着缺乏普遍的成功经验和运行实效的问题。究其原因，关键在于如何让智能建筑的系统功能与建筑的实际使用需求相互吻合。

事实上，建筑物的使用功能和需求随着技术和产品的涌现是不断发展变化的，且在建筑设计的初期难以预见和准确定位。此外，建筑工程基建管理方与实际使用方在需求理解方面的不一致，更是加剧了这些不确定性因素。因此，使用先进的技术架构和有效的管理手段，使智能建筑工程能够根据需要在运行过程中不断调整、优化，以满足后期功能的扩充和变化，具有重要的实际意义和应用价值。

笔者认为，现代智能建筑技术的调整和优化之路应着重考虑如下四个方面：

应用系统——智慧联动。智能建筑工程各个专业子

收稿日期:2013-05-15系统根据业务的相关性实现关联互动。

技术结构一扁平化。智能建筑工程各个专业子系统所有的前端传感器、探测器融合组成一个扁平化的感知接入层。

工程模式一一随需配置。智能建筑系统依靠其综合管理平台的后台监控管理功能，允许使用者按照实际中的需要,随时、随需地扩充前端采样点位，弓入更多新的“物”的信息作为运行的参变量，随需调整设备与环境配置，改善相关功能。

后期管理——自我优化。智能建筑系统采取开放式运行模型库的技术架构，系统运行中所涉及到的各类监控模型可以不断研发、充实，使得系统运行管理功能不断增加,运行模型可以按照技术的发展和不同的使用要求而不断地优化提高。

飞邻物联智能系统是由航天飞邻开发的一款物联网应用平台系统，其本质是物联网实时数据采集、传输、处理的中间件和物联网数据服务规范平台，目标是扁平化、随需配置与自我优化。

本文基于飞邻物联智能系统给出了一套智能园区建设的完整解决方案，介绍了飞邻系统的结构、特点及关键技术,然后通过3个智慧园区建设案例诠释了飞邻物联网技术的特色应用。

1飞邻物联智能系统

1.1系统结构

飞邻物联智能系统由三个部分组成，图1所示是飞邻物联智能系统的结构组成图。该系统包含数据采集和传输、数据中心处理服务和数据发布服务三项功能。

图1飞邻物联智能系统结构图

数据采集和传输可支持不同类型、不同厂商设备的适配,并支持TCP、UDP、UART等各种通信接口，同时支持固定

IP、ADSL拨号、Wi-Fi等各种宽带接入形式，还拥有智能适配器和非标设备通信。

数据中心处理服务可提供实时数据服务、云媒体服务、云存储服务及云GIS服务，并开放二次开发接口。实时数据服务包含实时工作流引擎、专家系统引擎、业务运行服务等组件。数据发布服务则采用多种通信方式连接数据应用运行服务中心，支持的客户端有浏览器、嵌入式客户端和移动设备等。

1.2系统特点

本系统的特点之一是将航天测控数据服务移植到了物联网数据服务。飞邻物联智能系统的前身是航天测控技术平台,卫星监控中心通过陆地及海上的探测设计对卫星进行实时感知监测，并进行海量高速运算分析，对卫星正常运行进行实时控制。因此，航天测控技术平台事实上就是最早的物联网应用。飞邻物联智能系统将航天测控数据服务移植到了物联网的数据服务中，并从三个方面进行了改进：一是网络环境,由航天测控的专网到环境复杂的互联网，在网络传输的性能和安全性方面着重考虑和改进；二是和物联网的云特性结合,提高数据处理能力；三是考虑到物联网应用的特性，在数据发布和显示设备上，增加了移动互联、手持设备的数据显示和应用体验。

飞邻物联智能系统将物联网从智慧建筑系统的角度重新分层，其分层结构如表1所列。

表1飞邻物联智能系统分层

飞邻物联智能系统首先把建筑智能化工程各个专业子系统中所有的前端传感器、探测器融合组成一个扁平化的感知层（探测子层）;然后，根据专业子系统不同的技术结构采取分步网络化，形成IP网络化架构，对所有的前端设备配置对应的IP地址（IP子层）;最后，根据不同的通信技术以及各类有线/无线传输技术，采取分层传输交互结构（传输子层），把本地的局域网、无线端和远程的互联网、3G网、Wi-Fi网和卫星网等形成一个集成的传输层。

飞邻物联智能系统在产品定义、接入方式、服务对象及服务功能等方面进行了特别设计，并对传统IBMS（IntelligentBuildingManagementSystem）进行了革新，其区别见表2所歹U。

表2飞邻物联智能系统与传统旧MS的区别

飞邻智能化子系统、智能设备有进行数据/指令交换的装置，能根据智能化子系统、智能设备的接口和协议，打通数据/指令的通道，并不断积累，以便重用。

由于建筑内部复杂、多样，集中控制显然不现实，飞邻执行控制逻辑装置则可实现“集中管理、分散控制”

应用飞邻专有的实时工作流、实时专家系统等关键技术,可对实时数据进行汇总，并且进行存储、分析、处理、计算。

飞邻系统可通过非对称加密数字签名的方式进行数据通信之前的双方认证，并可采用不可逆加密算法（MD5算法）进行数据的加密传输。

1.3关键技术

飞邻系统的关键技术主要包括跨协议智能互通、实时工作流、实时专家系统、数据中心、云计算平台和用户平台等。

跨协议智能互通，主要是飞邻物联智能系统匹配串口、modbus、网口、BacNet、OPC等协议可实现PLC、DDC、RTU、工控机及智能化系统的互联互通，并采集数据。

实时工作流，就是说工作流服务运行在飞邻物联智能系统内核中，加载由软件开发人员提供流程文件，执行预先定义的流程化工作，并提供对流程执行逻辑的控制，如开始、暂停、关闭、重置等；流程的执行结果通过数据中心回馈给客户端。工作流服务也可以支持多个流程同时执行，相互之间可以做到互不干扰。支持单个流程的循环执行、单次执行、延时执行、等待条件开始执行等。可以给用户多种启动工作流的选择，灵活应对各种实际的执行需要。工作流服务还支持多种常用流程行为节点，如等待条件、等待命令、命令、延时、分支等，可以让用户方便、灵活地组合成各种需要的工作流程。实时工作流分为顺序执行和状态机两种使用模式，它使物联网数据应用服务自动化。设备的监测和控制，可按照预定逻辑自动运行,同时人的活动也可以参与到工作流之中，使工作规范和有序。

实时专家系统的典型应用包括数据判读、故障诊断和辅助决策三种应用，它使物联网数据应用服务智能化。专家诊断系统核心由事实库、规则库、推理机三大部分组成。事实库由应用系统中各个采样点的采样数据组成，并将采用规则作为基本的知识表示方式。推理机即专家系统引擎，它可将事实和规则进行组织并进行推理。

数据中心，就是飞邻物联智能系统利用其数据服务中心向用户提供数据存储、汇集、高速访问服务。对于部分大客户和特定物联网行业应用，采用与商业IDC(InternetDataCenter)进行合作的模式，实现集中式数据收集、存储、处理和发送。

云计算平台，主要是飞邻物联智能系统部署在云上，将基于其开发的物联网具体行业应用，上传到云端，供不同用户随需选用。图2所示为基于云计算的智慧园区结构图。

基于云计算平台的特点是每个接入的客户，能共享云中各子系统的资源，尤其是各类不同智慧园区应用和各类不同的个性化需求需要有庞大管理、智能软件支撑，通过云计算的共享可以大幅提升物联网的性能，降低对中心计算机及中心平台的物理构架需求。

另外就是用户专有平台。该平台作为特定的用户类型，类似像公检法机构希望建设智慧园区平台，因有其专有的网络,不能够通过公网接入到云计算上，故需要建立独享的专有平台。

1.4从智慧建筑到智慧园区

系统从建筑内的每一间房间开始，延伸到整栋建筑物、建筑群，乃至建筑外的园区、城区，对所有人为的和自然的环境实现监控管理，从而构成一个生活、生产的完整智慧空间。其基本思想为：利用物联网分层的思想，依靠飞邻物联智能技术，将园区智能化工程中各专业子系统的所有的前端设施感知,通过感知层数据适配器，将数据经传输层自组网或电信网络,传输到应用层飞邻物联智能系统，并由飞邻物联智能系统中各子系统对数据进行统一分析处理，促成子系统的智能联动,实现以智慧建筑为基础的智慧园区[2],智慧园区群构成智慧城区，组成关系如图3所示。

2应用实例

2.1无锡O-Park智慧园区应用实例

图4所示是基于飞邻物联智能系统开发的无锡O-Park智慧园区的功能结构图。包括18个前端子系统，系统之间实现扁平化的关联，抽象出信息化、自动化、智能化及其他等四类服务，最终服务于园区物业、园区商业、园区办公、园区家居及园区休闲娱乐等方面。

2.2西安国际港务区物联网应用产业园

西安国际港务区物联网应用产业园区内包括科研楼、综合楼、生产厂房及其他公用设施等。飞邻物联智能系统能支撑开发和集成智能园区应用，进行楼宇自控系统(BAS)、综合安保系统(SAS)、智能卡系统(即一卡通，包括门禁、考勤、停车场管理、巡更、售餐)、系统集成(BMS)等子系统的建设，该系统正在建设中。图5所示是西安国际港务区物联网应用产业园智慧园区建设结构示意图。

2.3新疆软件园智慧园区

飞邻物联智能系统所支撑的新疆软件园智慧园区总体架构如图6所示。该智慧园区应用运行在第三方云计算平台上，基于飞邻物联智能系统的智慧园区应用平台为其提供底层服务，为应用展示中心提供智慧园区应用服务，为指挥调度中心提供实时数据接入服务。智慧园区应用平台通过标准接口与第三方云计算平台无缝对接，为智慧园区提供访客引导、智慧会议、班车调度、智能就餐、消防应急、照明监控、能源监控、安防联动及设备管理等在内的18个扁平化前端子系统，还为园区信息化子系统及软件公共服务平台提供服务。

3结语

智慧园区是集园区基础设施、特色产业、运营管理等三个层面共同的智慧化。目前，基于物联网技术并接合云计算,来实现园区建筑智能化及基础设施智慧化，进而带动园区特色产业的快速孵化、管理运营的智慧高效。未来，随着新技术的出现，基于飞邻物联智能系统的智慧园区的解决方案将会有不断完善与创新。

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