李宁万

物联网技术在智慧园区的深化应用研究

李宁万

（广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007）

随着城市化建设的快速发展，在新一轮信息化技术推动下，智慧园区已逐步成为推动区域经济增长的主阵地。园区智慧化建设体现了新一代信息技术与通信技术的深度融合，在充分应用物联网、可视化、智能化集成等技术基础上，高效整合园区各类基础信息资源，建设智慧化的上层应用平台，实现服务管理智能化，保障园区经济可持续发展。文章以物联网技术的深化应用为基线，结合应用IBMS智能化楼控集成技术，依托智慧可视化管理平台，探索实现园区能耗管理、设备运维、办公自动化、智慧服务等的进一步智能化。

物联网；可视化；智慧园区；IBMS智能化集成

引言

智慧园区是城市化环境最重要的人才和产业聚集地，近年来随着城市化建设的快速发展，在智慧城市先行概念指导及新一轮信息化建设浪潮推动下，智慧园区已逐步成为推动城市区域经济增长的主要阵地。智慧园区最突出的特点是“智慧”，通过融合新一代信息技术和通信技术，使园区“智慧大脑”具备多维感知、高速传输、集中运算、故障预警、智能化处理、决策辅助等全方位的服务能力[1]。此外，物联网技术已广泛应用于生产生活中，如智能抄表、智能家居、运动手环等，主要是应用传感器、RFID射频识别、无线通信等技术构建万物互联的泛在感知网络，使网络中的人与物、物与物能够彼此交换信息，进行“交流”[2]。本文旨在研究将物联网技术深化应用于智慧园区的各个方面，依托园区完善的互联网络覆盖，更深层次整合园区的各类资源，为可视化管理平台提供全面的感知和管理能力，进一步提高园区各项事务的智慧化程度。

1　发展趋势

园区智慧化建设体现以人为本的思想，是以需求为导向、以服务为宗旨、以应用为关键、以信息资源开发利用为主线的信息化过程。通过构建安全、高效、便捷的信息资源交换网络，实现园区各类资源的高度共享和利用，并能在多系统、多用户、多业务协同下实现管理的智慧化[3]。随着信息技术不断革新，园区智慧化建设更趋于平台集约化发展，表现为以下三个方面。

（1）服务网络化：网络化全覆盖是园区智慧化建设最重要的基础内容，目标是提供高带宽、低延时、高安全、随处可达的网络接入服务，为各项基础设施末端感知、信息交换、控制逻辑等提高可能。

（2）应用智慧化：物联网、可视化等技术的规模应用极大地促进园区信息化的程度，使园区各项应用和服务趋于智慧化。

（3）平台集约化：园区智慧化管理将逐步从分散的、独立的、功能单一的子系统模式向集约化的平台转变，基于新一代物联网、可视化、移动互联网等技术的综合应用，数据集中共享，平台集约化管理，多系统协调同步，是园区信息化建设的主要发展方向。

国内现有各类产业园区15000多个，对经济贡献高达30%以上，国家积极推进智慧园区建设。智慧园区已成为智慧城市发展的强大驱动力，正逐步发展成为智慧城市全面产业融合的主阵地，趋势如图1所示。

图1 智慧园区发展趋势

2 技术策略

主线是在园区末端的各项基础设施中深化应用物联网技术，使其具备在网监测及管理的能力，为园区管理及服务智能化创造先决条件。进一步应用IBMS智能化楼控集成技术，集成园区消防、门禁、监控、会议、广播等各类子系统，实现全面的系统互联和数据共享。最后应用3D建模、BIM模型等技术构建可视化的管理平台，以虚拟化管理为主导，结合应用移动APP端实现园区管理的智能化。

智慧园区可视化管理服务体系架构如图2所示。

图2 服务体系架构

2.1 物联网技术应用

在园区环境中，建筑物分散、设施种类繁多、综合布线困难等，一直是制约园区管理难以实现全面智慧化的主要因数，由此造成园区管理的效率低、人工依赖性强、成本高等一系列问题。因此，在基础设施层深化应用物联网技术，用智能感知及传输设备代替人工巡检，弥补园区末端网络不可达的缺陷，实现设施的远程智能化管理，就显得十分必要。

物联网技术最大的优点是解决“物”的智能化问题，新一代物联网技术融合了先进的传感器、数据处理及互联网通信技术，集成逻辑控制功能，极大地简化上层应用系统的运算复杂度，有效降低传输成本，提高系统运行效率，从本质上实现“物”的智能化管理[4,5]。

ZigBee架构的典型物联网应用如图3所示，其中：Coordinator（协调器）是网络创建者，实现应用层服务（AI面板等）；Router（路由器）数据中继，实现路由转发（网络节点中继功能）；End Device（终端节点）数据采集，集成处理及转发功能（设备端接入功能）。

图3 基于ZigBee的物联网架构

2.2 IBMS智能化集成

IBMS是一种智能化楼宇控制系统集成技术，采用标准化接口将园区各类楼宇控制子系统集成为有机的统一体，实现跨平台、跨系统、跨终端的数据整合，提供园区楼宇的全局事件管理和流程自动化[6]。

在基础数据层及应用层使用IBMS智能化集成技术，为可视化管理平台提供数据基础，同时，在楼控子系统全面集成互联基础上，可视化管理平台得以实现全面的监测预警、故障诊断、综合运维、联动响应等一系列高层次应用，使园区管理更智能。

IBMS智能化楼控系统集成框架如图4所示。

图4 IBMS智能化楼控系统集成框架

2.3 智慧园区可视化管理平台

园区智慧化管理的理想形态是提供直观、高效、智能的管理体验，可视化管理平台基于物联网感知、可视化呈现、虚拟化管理、开放扩展等多项核心技术，围绕园区管理的资源利用、招商引资、企业管理、能源消耗、环境保护等多方面业务需求，提供个性化的智慧服务体验，为园区营造生态环保的办公环境[7]。

智慧园区可视化管理平台不仅高效提升园区整体的综合管理能力，而且在园区的发展规划、投资决策、适应未来等方面发挥重要作用，其结构如图5所示。

图5 智慧园区可视化管理平台结构

3 物联网技术深化应用具体实践

园区智慧化建设的基本思路是将新一代信息技术充分应用于园区生产、经营、管理和服务的各个方面，通过将物联网技术等嵌入到园区建筑、安防、供水、供电、环保等各项基础设施中，依托园区互联网络，使基础设施与信息系统相融合，再透过上层系统建设实现园区管理的智慧化[8]。

以典型的企业型园区为例，将物联网技术深化应用于能耗管理、设备运维、办公自动化和智慧服务中，结合可视化管理平台实现园区管理的智慧化。

3.1 智慧能耗管理

园区能耗管理的目标是能源的高效利用，达到节能减排、绿色环保、促进能源可持续发展的目的。园区能耗主要包含电能、水能、燃气能等，传统的能耗管理模式基本上是粗放式、被动式和经验式，表现在：以保障正常供给为目的，不出故障时基本不检查维护，没有使用规划和调节机制，主要凭借管理者的经验进行管理。应用物联网技术后，将园区能耗的监控管理精细化到各个环节，对每个能耗区域单独监测和控制，充分收集各个环节的能耗信息，进行能耗分布、能耗趋势、能耗成本、能耗同环比、能耗异常诊断、能效标识等分析，从中获得最优化的能耗配置方案，从而实现能耗管理的智慧化[9]。

例如，园区的用电管理，应用智能电表将能耗监测和控制细分到楼宇、楼层、车间、机房及办公室等单元，将照明、空调、暖通、电梯、水泵等用电设施归类统计，对各个用电时段进行分析，形成年度、季度、月度、日间的用电趋势图，通过动画、图表等方式展示能耗分布及排名等关键性指标，从而根据分析结果及实际情况进行合理规划调整。

图6 园区能耗管理智慧化

3.2 智慧运维管理

园区的各类基础设施具有数量众多、分布广泛、型号各异等特点，传统园区中这些设施的智能化程度低（或没有）、维护难度大（基本依赖厂家）、人员依赖性高（主要是巡逻发现）等，是运维管理难以智慧化的主要原因。为改善这些问题，在基础设施中嵌入物联网技术，通过无线、WIFI、有线等方式接入园区网络，使其具备在网监测及管理能力。同时，将基础设施的信息录入数据库中，在可视化管理平台统筹规划其全生命周期运维，定期维护和保养，形成维保记录并录入，科学合理地管理和使用这些设施，从而实现运维管理智慧化。

运维管理智慧化除前端基础设施必不可少的智能化外，还需依托强大的可视化管理平台，通过建立人机关联的协调机制，在日常的巡检、维修和保养中形成维保日志并及时上传，平台根据以往相似问题的处理日志给出维修建议并生成派工单下发到人员，从而形成平台、人员到设备的运维管理一体化。

从平台管理角度，运维管理的智慧化主要包括以下四个方面。

（1）建立专家知识库，统筹基础设施全生命周期运维，形成经验参考，例如：相似的故障大多是由于相同的原因引起，通过专家知识库快速找到解决思路。

（2）建立工单管理，将运维工作关联到人员，平台将故障信息描述成派工单并通知到人员，对故障处理过程进行全流程跟踪管理。

（3）建立运维协调机制，通过平台制定方案，在日常巡检、检修、保养中及时上报，由方案来指导人员做相应的事，而由平台来部署协调。

（4）建立预警管理机制，在设备的质保期、维保周期、报废期等时间节点上建立预警机制，及时通知相关人员介入处理。

图7 设备运维智慧化

3.3 办公自动化

园区办公自动化的目标是实现办公场景的自动化，其关键所在是办公设备的智能化以及可视化管理平台的智慧化。从设备智能化角度，除部分办公设备本身具备智能化功能外，大多数设备需要应用物联网等技术进行升级改造，使其具备远程接入、控制及管理的智能化功能。从实现逻辑角度，办公场景自动化是根据场景需求，通过多样化的情景模式设定，同时设置关联触发条件，在场景变化时自动触发或一键快速切换实现办公自动化。

可视化平台的优势是智能化集成园区各种楼控子系统，接入各类基础设施，可很好地通过情景模式、预案设定等来满足各种办公场景自动化的需求。情景模式支持定制化的场景布置，主要满足多样化的布景需求；预案设定支持定制化的预置流程，主要满足规律性、周期性的可执行任务。

例如：会议室在使用前用户使用一键布景功能，将各类灯光、空调、音响、显示屏等一键配置到就绪状态；在会议过程中，用户可根据会议主题变化一键快速切换到相应的情景模式；而在会议结束后，系统自动将各类设备关闭或恢复至待机状态。如图8所示。

图8 办公自动化

3.4 智慧APP服务

园区智慧化服务的目标是为员工、企业及来访人员提供一系列智慧化的服务，包括访客预约、停车管理、餐厅服务、会议预约及智慧物业等。在园区中随时可达的网络接入，随处可见的物联网感知，具备智能化的各种服务设备和高安全的互联网关及防火墙，使员工的各种移动终端能够可靠地共享和利用各类信息资源。

园区智慧化服务的基础是开放式的系统接入、集约式的大数据基础、联动式的决策和应急响应、统一的平台门户、可视化的数据管理及数据报表，体现以人为本的理念，从智慧应用、智慧管理、智慧运维等多角度提供智慧化服务。

例如，来访人员通过微信小程序线上预约，选择来访对象及来访时段，填报个人信息及健康码，可选备注车辆信息，提交预约。可视化管理平台接收到预约消息，检查被预约对象是否需要授权，提交被预约对象审核并短信通知。预约成功后给来访人员回复一个二维码信息，来访人员凭借二维码进入园区，二维码还可约束来访人员只能在园区相应区域内活动。来访结束后，二维码即刻失效，系统生成来访记录，便于后期核查。如图9所示。

图9 访客预约管理

4 结束语

物联网技术在智慧园区的深化应用进一步提升园区管理的智慧化，将物联网技术应用于园区各项基础设施，依托可视化管理平台，将园区建设为集成物联感知、数据融合、泛在互联的智慧化新型园区。除文中提及的应用实践外，在园区的供应链管理、生产过程自动化、产品和设备监控管理、安全生产管理等方面，物联网技术都有良好的应用空间，能极大促进园区各类生产的信息化和智慧化。随着物联网技术的不断革新，园区在感知分析、决策预警、处理控制等方面达到了前所未有的智能化，而其低成本、高集成度的特点也非常值得在其它领域展开深化应用研究。

[1] 岳宗田，刘向超，蒋子泉，等. 智慧城市建设下智慧园区规划设计思路分析[J]. 智能城市，2022(2): 45-47.

[2] 胡常富. 物联网技术在智慧城市建设中的融合运用[J]. 数字通信世界，2022(3): 158-160.

[3] 李彦勤，金晟俊，刘维，等. 基于智慧大脑平台的智慧园区建设[J]. 信息技术与标准化，2021(6): 69-73.

[4] 刘斌，李婧. 物联网技术应用于智慧园区的技术策略探析[J]. 科学技术创新，2021(29): 106-108.

[5] 周易欣，刘禹佳，杜轶男. 物联网技术环境下的智慧校园系统设计[J]. 电子技术与软件工程，2021(6): 146-147.

[6] 吴品堃. 新型物联网智慧园区管理系统探索[J]. 智能建筑，2021(7): 21-23.

[7] 王涛，喻韬，邱继栋. 基于可视化移动管理的智慧园区系统建设[J]. 指挥信息系统与技术，2021(6): 73-77.

[8] 唐国宏. 基于BIM的智慧园区综合运营管理平台建设探讨[J]. 建筑电气，2021(11): 45-48.

[9] 俞学豪. 物联网技术在建筑能源管理系统中的应用[J]. 中国新技术新产品，2020(22): 37-39.

Research on Deepening the Application of Internet of Things Technology in Smart Park

With the rapid development of urbanization, the smart park has gradually become the main position to promote regional economic growth under the promotion of a new round of information technology. The intelligent construction of the park reflects the deep integration of the new generation of information technology and communication technology. Based on the full application of Internet of things, visualization, intelligent integration and other technologies, the park effectively integrates various basic information resources, builds an intelligent upper application platform, realizes intelligent service management, and ensures the sustainable development of the park economy. Based on the deepening application of Internet of things technology, combined with the application of IBMS intelligent building control integration technology, and relying on the intelligent visual management platform, this paper explores the further intelligentization of energy consumption management, equipment operation and maintenance, office automation and intelligent service in the park.

Internet of things; visualization; smart park; IBMS intelligent integration

TP393.02

A

1008-1151(2022)08-0011-05

2022-05-14

李宁万（1984－），男（壮族），广西平果人，广西交科集团有限公司工程师，从事信息系统项目管理工作。