智慧城市是基于互聯網、移動互聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡,充分運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術,構建城市規劃、建設、管理和服務的智慧化體系,實現城市化與信息化高度融合,創造更加安全、高效、便民生活的高級城市形態和新興城市發展模式。近年來,隨著信息技術的快速發展,信息化與互聯網的深度融合,以及物聯網、大數據等技術的大規模應用,智慧城市在全球迅速蔓延,并已然成為未來全球城市發展的必然趨勢。
在全球智慧城市快速發展的浪大浪潮下,我國城市發展緊跟全球步伐,相關部門陸續推出多項政策推動智慧城市建設,很多地方抓住機遇紛紛提出創建“智慧城市”的口號,并將建設“智慧城市”作為未來城市發展的重要戰略。目前,在國家政策的大力支持下,智慧城市建設在全國各地如火如荼全面展開,全國已有數百個城市正在建設智慧城市,全面覆蓋東、中、西部各個地區,智慧城市建設規模之大、速度之快可謂史無前例、超乎想象。
作為最早的國家智慧城市試點之一,南京在打造智慧城市上做出了巨大努力。早在2006年,南京就在緊密跟蹤世界智能城市發展理念和實踐進程的基礎上,提出了構建智慧城市的初步設想,并于2009年12月明確提出推進“智慧南京”建設的重大戰略構想,將其作為加快城市轉型升級,并在新一輪城市競爭中確立領先優勢的關鍵戰略舉措。2011年底,南京市政府發布了《南京市“十二五”智慧城市發展規劃》,進一步加快智慧城市建設的步伐。2013年,作為南京市委、市政府搶抓新一輪發展機遇,發展智慧型、知識型、創新型經濟,傾力打造的重要載體平臺,有“南京硅谷”之稱的南京麒麟科技創新園順應智慧城市發展歷時兩年橫空出世。
南京麒麟科技創新園“大力發展以智能、低碳為主的戰略性新興產業,重點搭建行政綜合服務平臺、公共技術服務平臺、產學研合作平臺、人才引進平臺、科技金融平臺、中介服務平臺、科技創新展示平臺等科技創新平臺,建設國家級科技創新孵化器、新興產業加速器、科技創業特別區,打造創新企業的孵化基地、創新人才的培養基地、創新技術的研發高地。”2013年底,結合園區智能化、智慧化定位,南京物聯傳感技術有限公司(簡稱“南京物聯”)聯合園區打造了園區安全基礎智能設施項目。
項目基礎需求
作為國家智慧城市試點和生態科技孵化器,南京麒麟科技創新園的目標是打造世界級的智慧城市產業中心和智能產業中心,“通過云計算、大數據、物聯網等技術的研發和應用以及商業、運營模式的創新解決當今城市面臨的各種問題,改進人居體驗、促進經濟增長、創造就業機會”,因而園區需要有安全、綠色、健康環境,以滿足園區工作和生活人員良好的環境條件需求。可以說,在該項目基礎設施的要求上,既要與園區基于“智慧”的未來定位和發展目標相契合,又要能加強園區的安全防范和保證園區的環境質量,同時還有最大程度上提高園區管理者的監管效率,從而促進園區的和諧、有序發展。
項目解決方案
根據項目安全、綠色、健康、智能的基礎要求,堅持節約、便利和創新性原則,南京物聯依托于園區運營管理環境,構建了一套基于物聯網、云計算架構的安全監管和環境監測“二合一”平臺。同時,建立了基于智慧建筑的科學管理體系和集成智能化功能系統、通信集成系統、安全監控系統、綠色環境管理系統等系統的整體構架,從而實現園區管理者內部安全環境相關信息和資源共享,加強對園區安全監督和環境監測的管理能力、決策能力、應急處理能力和公共服務能力。
該方案是以云技術為引擎,以園區安全、健康環境大數據為支撐,利用先進的物聯網技術、計算機技術、網絡通信技術,通過對安全防護和環境監測等智能設備的合理重點部署,形成無形網絡進行綜合智能控制和管理,實現“以人為本”的全新園區綜合監管系統。系統以建立完善的安全防護機制為宗旨,重在為園區營造安全、健康、和諧的“綠色”環境,提高園區管理效率并為園區管理者管理和決策提供科學依據。通過此系統,每位管理者既可隨時隨地通過手機、平板電腦等移動終端設備,遠程實時精準查看園區設備覆蓋區域情況,又可通過非移動管理平臺回放、查看、溯源園區監管信息,從而改善智能化水平,提高園區整體安全性以及現代化、科學化和智能化管理。
項目建設主要特色
兩大處理平臺:應用平臺、云平臺
從提高管理效率角度,該項目系統打造了管理者應用平臺。管理者應用平臺是管理者對項目系統管理和控制的操作平臺,可分為移動監管平臺和非移動監管平臺。通過移動監管平臺,管理者可對安全防護設備節點和環境監測設備節點進行添加、刪除、設置等物聯性管理,還可通過對相應設備點的功能性操作,及時查看安全防護設備(智能攝像機、煙霧探測器、門窗磁、報警系統等)所監視及所運行的情況。同時,各移動平臺之間互聯互通,可實現監管信息共享和通過平臺社交功能實現平臺內的相互通信,使管理者相互之間“保持通話”。
非移動平臺是根據園區實際管理情況特設的固定可分級管控平臺,數量上少于移動監管應用平臺,但級別上要高于移動監管應用平臺,可滿足多級監控需求。除了移動平臺所具有功能和權限外,非移動監控應用平臺供園區更高級管理者使用,擁用更高級的權限,配置在園區相關最高管理者及分層領導的辦會場所。園區監管總控應用平臺不但管理一切設備點節,還可對子非移動監控平臺和移動監控平臺進行授權,達到管理資源的合理配置,提高管理效率。
從保證監管質量角度,該項目系統還有強大云平臺作后盾。由于園區面積大,所布置設備節點多,并且設備節點通常實時運作,所以系統每天都會產生巨量的視頻和探測數據,而傳統的系統因缺乏強大的數據處理能力而難擔重任。相比之下,該系統基于云技術的云平臺可以對系統產生的大數據進行存儲、分析、處理,強化系統的安全性和穩定性,為管理者隨時查看園區安全情況和環境質量提供了更為可靠的條件,方便管理者隨時掌握園區安全監管和環境監測信息。
兩張無形網絡:物聯網、互聯網
該系統在運行過程中,還構建了兩張無形網絡——物聯網和互聯網。物聯網既是該系統的關鍵技術,又是基本的通訊網絡,而互聯網是物聯網基礎上實現功能延伸的網絡,起到加強系統功能的作用。
該系統的物聯網是系統各個設備節點,通過SmartRoom技術(一種基于ZigBee無線通訊技術的全新高級無線通訊標準,是ZigBee無線通訊技術的加強版和升級版)相互連接,所形成的物與物相連的智能設備通訊網絡,其中設備節點主要包括智能網關、智能攝像機、煙霧探測器、紅外入侵探測器、門窗磁感應器、聲光報警器、空氣質量探測器、PM2.5探測器、溫濕度傳感器、光照傳感器等。實際上,這個系統中包括兩個小的子系統——安全防護系統和環境監測系統,相當于物聯網絡的兩個子網絡,二者可以獨立運行,實現各自己功能,又可相互聯系,協調配合,共同實現安全防范和感知環境的功能。
在這個系統中,互聯網是溝通系統物聯網與手機或平板電腦等移動終端的網絡。雖然沒有互聯網,系統中的智能設備節點同樣能能夠通過本地端來進行操作和控制,但無疑會大大降低系統運轉效率,不利于智能監控功能發揮。通過互聯網的信息對接,管理者才能通過手機或平板電腦等移動終端進行遠程查看、監管,隨時隨地了解園區安全防護狀況和環境質量信息,并及時根據相關信息遠程調節和處理。
兩大核心功能:安全防護、環境監測
由于該系統是基于園區的安全和環境所打造,因而安全防護和環境監測是該系統的兩大核心功能。為了更好地對兩大功能進行介紹,下面將以中央控制設備(智能網關)為核心、基于物聯網、云計算等技術的該系統一分為二,分別以安全監管系統和環境監測系統加以詳細說明。
1. 安全監管系統——園區“電子警察”,打造安全麒麟科技創新園,讓平安更簡單。
安全監管系統主要節點包括智能攝像機、煙霧探測器、紅外入侵探測器、門窗磁感應器、聲光報警器等設備,其中智能攝像機和聲光報警器是核心設備。智能攝像機供管理者實時查看園區安全情況,一旦發現異常(突發事件、火災、非法入侵等),可第一時間進行處理,防止不良事態進一步惡化;聲光報警器是一種智能報警系統,可與其他設備進行聯動設置,在其他設備探測到異常狀況時,會自動觸發報警機制,在本地端報警的同時,將報警信息傳送到管理者應用平臺。
大致來講,安全監管系統主要包括三個階段的功能:事前安全預防;事中及時查看;事后追蹤溯源。事前,紅外入侵探測器、門窗磁感應器等可在出現非法入侵情況時進行精準探測,煙霧探測器可在煙霧達到一定濃度時進行及時報警,防火災于未然;事中,通過智能攝像機可實時查看,事情發展態勢,真實了解情況;事后,通過智能攝像機,結合系統云功能,管理者可對事件發生的前因后果進行調看,起到事件追根溯源的效果。
2.環境監測系統——園區“鼻子和皮膚”,打造健康麒麟科技創新園,讓環境更綠色。
環境監測系統主要節點包括空氣質量探測器、PM2.5探測器、溫濕度傳感器、光照傳感器、智能恒溫器等設備,這些設備能夠通過內置傳感器對園區環境進行感知,因而可以看作園區的“鼻子和皮膚”。
該系統內設備既可獨立感知環境,又可互相協作。空氣質量探測器、PM2.5探測器分別可以探測空氣中CO2 和PM2.5的濃度,并在濃度超標時發出報警信息,這對日益嚴重的空氣污染可謂意義巨大;溫濕度傳感器可探測空氣中的溫度和濕度;光照傳感則是探測光照強度的“神器”,可為園區辦公營造宜人光照強度;智能恒溫器用于中央空調的設備的控制,便于管理者控制園區室內溫度。在作為一個系統“工作”時,環境監測系統設備節點可與其他設備實現“連鎖反應”。如,當PM2.5探測器探測出空氣中的PM2.5濃度超過健康標準時,不僅PM2.5探測器會向管理者應用平臺推送報警信息,還可觸發聲光報警器等設備。
需要做出特別強調的是,在該項目系統中,安全監管系統與環境監測系統是相輔相承的兩個系統。通過二者的協調運轉,得以保證麒麟科技創新園環境擁有最大程度的安全、健康和舒適。
兩大突出優勢:智慧管理、著眼未來
除了為園區營造更為安全、健康的環境外,麒麟科技創新園智能監控項目還迎合了智慧城市、智慧園區的發展需求,為園區管理者帶來了高效管理、智慧管理和科學管理,這也是該項目系統突出的優勢之一。智能監控項目以全面的節點覆蓋,形成強有力的安全防護和環境監測網,使管理者能夠第一時間了解園區的安全動態和環境質理,從而保證管理者能夠從園區安全和環境角度加強管理、提高效率,讓園區管理更加快速高效、方便科學。
南京物聯著手所打造的該智能監控項目另一個突出優勢是著眼未來。作為一個高科技創業園區,麒麟科技創新園注重未來的可持續發展,園區項目建設需要有長遠規劃,而該智能監控項目就是其一。該項目系統在設計之初就留出了足夠的發展余地,再加上系統設備節點本身無線安裝、無線控制等特點,園區在智慧化過程中將可大大降低成本,利于園區智能設備后續的擴展、延伸和升級。
作為我國智慧城市試點之一,麒麟科技創新園旨在打造智識智慧智能新園區,形成科技生態宜居新空間。南就物聯通過園區智能監管項目的打造,對麒麟科技創新園的智慧化發展和建設起了巨大的推動作用,麒麟科技創新園智能監管項目的智能化打造已初見成效。未來,南京物聯將持續以先進的物聯網、云、大數據等技術推動智慧城市的發展,進而為智慧城市的建設貢獻更大的力量,造福社會。