5G时代下的智慧园区关键技术与展望.pdf

2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 5G时代下的智慧园区关键技术与展望 何 赟 泽 1 2 3 刘友志 1 杨 朋 2 杨瑞珍 1 4 1 湖南大学电气与信息工程学院 湖南长沙 410082 2 长沙市检验检测产业链推进办公室 湖南长沙 410000 3 高性能智能传感器及检测系统湖南省重点实验室 湖南 长沙 410082 4 长沙学院土木工程学院 湖南长沙 410000 自提出智慧园区概念以来 智慧园区发展迅猛 但 许多功能设计受限于成本高昂与技术瓶颈 仅仅提出了 概念 无法得到真正应用 近年来随着 5G通信技术的 发展 为智慧园区的建设打 开 了无 数新 的 窗口 为智慧 园区的发展 迎 来了 新机遇 本 文针对当前 5G时代背景 查阅相关文献 以及 研 究 成 果 了 解 智慧园区 最新 的发展 状况 总结 了智慧园 区的设计 思路 技术 基础 以及 典型 应用 场景 梳理 了智 慧园区的发展 趋势 为智慧园区的 研究 提 供参考 1 智慧园区概述和设计 园区的 定义 为 由政府或政府 与 企 业 合作规划 建设 的 提 供水 电 煤 气 包含 通 讯线路 道路 及 其它配套 设 施 的建 筑物群体 按照定义 园区应 布局合理且 能 够满足 从事某种特定行 业 生 产 1 然而 传统园区 存在缺少总体 管理平 台 缺少 面向 企 业的园区 服务 平 台 招商难 管理 手段低等问题 2 2008年 末 IBM公 司 提出 智慧的 地球 概念 在 IBM公 司稍后 提出的 智慧的 城 市 在 中国 白皮书中 对 智慧 城 市的 基 本 特 征做 出了 界 定 随着智慧 城 市的 不断 建设 产业园区成为建设智慧 城 市的 核心 工 作 之一 因 而 将 智慧 化 的产业园区 简称 智慧园区 3 通 过 对 国内外 智慧园区发展 历 程的 研究 可 以发 现 智慧园区的发展 阶段 大 致可 划 分 为 起步阶段 发展 阶 段 成 熟阶段 目 前 来 说 国外 大 部分国家 正 处 于发展 阶 段 而 美国 德国等 发 达国家 正 在 逐步迈向 成 熟阶段 例 如美国硅谷科 技园 有 着 独 特 的 运 行 和 管理 模式 拥有 在 全球处 于 领先地位 的产业 领域 4 德国 Adlershof科 技 园 以 科 技 经济和媒 体 为发展重点 现 为 欧洲 最 大的 综 摘 要 5G时代下智慧园区迎来了新的发展 文章回顾了智慧园区的基本概念 简述了智慧园区的设计思路 讨论了智慧 园区的一些关键技术 重点分析了 5G技术在智慧园区中的应用 特别探讨了 5G网络和边缘计算技术来支撑园区内大带宽及 低时延业务的需求 为了以应用为导向 以智慧农业园区 智慧工业园区和智慧景区为对象介绍了智慧园区的解决方案和潜在 应用 然 后梳理 了智慧园区的发展 趋势 最后 对 5G时代下的智慧园区的发展 现状进行总结 关键词 5G 智慧园区 边缘计算 智 能传感 机器人 中图分类号 TN929 文献标志码 A 文章编号 2096 9902 2021 01 0026 07 Abstract The5Gerasawthenewdevelopmentofthe smartpark Thispaperreviewsthebasicconceptof smart park brieflydescribestheideaofsmartparkdesignanddiscussessomekeytechnologiesrelatedtosmartpark focusingon theapplicationof5Gtechnologyinsmartparkandspecifyingthedemandofusing5Gnetworkandedgecomputingtechnology tosupportthelargebandwidthandlowdelayserviceinthepark Forthesakeofitsapplication thispapertakessmart agriculturalpark smartindustrialpark andsmartscenicspotasobjectsandintroducesthecountermeasuresandapplicationof smartpark Then thedevelopmenttrendofsmartparkisdealtwith Finally thedevelopmentprospectofsmartparkinthe eraof5Gcommunicationisdemonstrated Keywords 5G smartpark edgecomputing intelligentsensor robot 基金项目 教育部产学合作协同育人项目 编号 201902097004 201901087010 湖南省科技创新计划项目科技人才专项 编号 2018RS3039 湖南省自然科学基金面上项目 编号 2018JJ2458 长沙市工业科技特派员 编号 CSKJ2020 19 作者简介 何 赟 泽 1983 男 博士 湖南 大 学电气与信息 工 程学院副教授 博 导 岳麓学者 优秀青年人才培育 计 划入选者 仪器科学与 技术 系 主任 嵌入式 智 能传感课题组组长 湖南省湖湘青年英才 湖南省仪器仪表学会副理事长 高性能 智 能传感器 及 检测系统湖南省 重点 实验室副 主任 长沙市 工业 科 技特 派员 湖南 大 学 优秀教师 我心目 中 最敬爱 的 老师 和 青年教师教书育人模范 主持国家自 然 科学 基 金 国 际合作 交流 军队预研 企 业 委托 百度 教育 部产 学 合作等 科 研 和 教 改项 目 30余项 参 与 基 金 委 国家 重大 科 研 仪器 研制 科 技 部 国家 重点 研 发 专项等 项 目 20余项 获得 英国 皇 家学会 RoyalSociety NewtonMobilityGrant 中 国 发 明创 新 奖二等奖 湖南省科 技 进 步二等奖 军队 优秀博士学 位 论 文 奖 湖南省优秀 硕 士 论文 奖 三等功等奖项 第 一 或通 信 作 者 发 表 SCI论文 50余篇 其 中中 科院 一区 20篇 Google学 术中论文 总 引 用 2900余 次 H index指数 为 32 SCI正面他引 1300余次 3篇 ESI高 被引 论文 是 50余个期刊 的 审稿 人 已出版 中 英 文 专著各 2部 荷兰 Elsevier出版社 出版 英 文 专著 TransientElectromagneticThermalNondestructiveTestingandImaging 第 一 作 者 机 械 工业 出版社 电 磁无损 检测传感与 成 像 第二作 者 入选 十二五 国家 重点 图 书 出版规 划 受邀 在 华 为 终端硬件无损 检测 技术 创 新论 坛做专 题 发 言 申请 发 明专利 20余项 授 权 15项 转让 3项 授 权软件著作权 2项 入选 斯坦福 大 学 发 布 的 世 界前 2 科学家 榜单 World sTop2 Scientists 研 究 方向 物联 网 26 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 合 性 一 体 化 技术园区 5 我国较之 于 国外 虽 然在研究 与 应用 方面 总体 暂 时 处 于 落后 追 赶 阶段 6 但发展 势 头 迅 猛 也取 得了 不 少 的成 果 例如 北京 中 关 村 科 技园 围绕 国家 战略需求 和 北京 市 社会 经济 发展 需要 取 得了大 量 的 关 键 技术 突破 和 创 新 成 果 智慧园区的 定义 为 整 合 了 创 新 园区 数 字 园区 生 态 园区 知识 园区 等 理 念的 新型 园区 是 新时代 下 园区 趋 向 成 熟 的 新 形态 智慧园区的 基 本 要素 包含 智慧高 效 的园区 管理 体 系 完善 的 政 策环境 全面 智慧的 基础 设 备 等 7 这些要素 一起 对 智慧园区 内 的 政府 企 业 人 才 等 主 体 产 生 促 进 作 用 促使三者互 相 影响 形 成 良 性 互动 7 智慧园区 想要 实 现 智慧 首 先 要 通 过 监控装置 与 各类 传感器来 获取 信息 有 时 可 以 就 地 依靠边缘 计 算 进 行 处 理 然 后 通 过 移动 通信技术 5G技术 实 现 信息的 传 递 信息 经过 总 控 系统的 处 理 后 得到 处 理 信 号 最 后 经 移动 平 台 机 器 人 无 人 机 等 执 行 处 理 信 号 8 9 图 1 整体 设计思路 图 2 智慧园区关键技术 2 1传感器技术 2 1 1 常 用的传感器技术 传感器技术 作 为智慧园区的 眼睛 是 智慧园区 中 最基础最 重 要 的技术 之一 智慧园区 中 常 用的传感器 有 温度 传感器 湿度 传感器 振动 传感器 风速 传感器 视 觉 传感器 雷 达 传感器 热 成 像 太赫兹 等 10 其 介绍 及 在 智慧园区 中 的应用 如 下 1 温度 传感器 温度 传感器 即 能 够 测 量温度 将 温度量 化 为 具 体 的 温度值并 将 温度值输 出为 可 视 化 数 字 的电 子 器 件 在 智慧园区 中 常 用于 环境温度 检测及园区 人 员 体 温 测 量 2 湿度 传感器 湿度 传感器 即 能 够 测 量环境 相对 湿度 将 湿度量 化 为 具 体 的 湿度值并 将 湿度值输 出为 可 视 化 数 字 的电 子 器 件 在 智慧园区 中 常 用于园区 内 湿度 检测 3 振动 传感器 振动 传感器 即 能 够 测 量 被 测 物机 械 量 的 变 化 将 机 械 量 的 变 化 量 化 为 具 体 的电 量值并 将 电 量值输 出为 可 视 化 数 字 的电 子 器 件 在 智慧园区 中 常 用于 机 械 量 的 测 量 4 风速 传感器 风速 传感器 即 能 够 测 量风速 将 风速量 化 为 具 体 的电 量值并 将 电 量值输 出为 可 视 化 数 字 的电 子 器 件 智 慧园区 中 常 用的 有 超声波 式和 机 械 式 风速 传感器 风速 传感器能 有 效获 得 风速 信息 在 智慧园区 中 常 用于园区 内 风速 的测 量 5 视觉 传感器 视觉 传感器的 定义 为通 过 光 学 元件 和 成 像装置 来 获取 外部 环境 图 像 信息的电 子 器 件 检测 距离越 近 分 辨率越 高 视觉 传感器的测 量 精 度就 越 高 在 智慧园区 中 常 用于 光 学检测 6 激光 雷 达 激光 雷 达 的信 号 源 为 激光 器发 射 出的 脉冲激光 当 激光 打到 要 探 测的 物体 上 时 会 引 起 光 的 散射 其 中部分 光波 会 反射 到 接收 器 上 根据 发 射 和 返回 的 时 间 及 光 速 即 可 算 得 距离 信息 当 激光 雷 达不 停探 测 某 一 物体时 就 能得到 该 物体 精准 的 三 维图 像 11 在 智慧园区 中 常 用 于自 动 驾驶 移动 设 备 能得到 准确 的 三 维 信息 图 2 激光雷达 传感器 在 自 动驾驶 中的应用 图 片源 自 网络 7 电 磁 雷 达 电 磁 雷 达 与 激光 雷 达 的区 别 在 于 探 测的 媒 介 不 同 电 磁 雷 达 通 过 发 射 电 磁波 对 目 标 进 行 探 测 并 接收 其 探 测 波 的 回波 通 过 测 距原 理 计 算 探 测 物 的 形 状 远 近 等 信息 在 智慧园区 中 常 用于园区 地 质 测 量 等 8 热 成 像 27 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 热 成 像 的 定义 为通 过 非接触探 测 红 外 能 量并 转换 成电信 号 的技术 热 成 像 可 以 在 显示 器 上 生 成 处 理 后 的 热 图 像 和 温度值 在 智慧园区 中 热 成 像 摄 像 机 常 用于 安 防 监控 具 有如 下 优 势 夜间 监控 在 夜间 或照 明 不 良 情 况 下 智慧园区 采 用 红 外 热 成 像监控 设 备 不 受 光 照 影响 可 用于 夜间 监 控 防火 监控 在 隐火火源 不 明显情 况 下 智慧园区 采 用 红 外 热 成 像 仪 可 以 有 效 地 发 现 火源 并 及 时 报警 可 用 于 防火 监控 伪 装 及 隐蔽 目 标 的 识 别 在 非 法 闯入 或 偷盗 人 员利 用 环境 隐蔽情 况 下 智慧园区 采 用 红 外 热 成 像监控 设 备 可 根据 温度 及 红 外 辐射 分 辨 人 体 和 草 木 环境 可 用 于 伪 装 及 隐蔽 目 标 的 识 别 图 3热 成像 示意 图 图 片源于 网络 9 太赫兹 太赫兹 一 般表示 电 磁波频率 作 为 一 种新型 的 辐射 源 具 有 很 多 优 点 例如 强穿透 特 性 高 频率 特 性 物 质鉴 别 特 性 和 对 金属材料 的 强反射 特 性 由 于 这些 优 点 在 应用 中 很容易看 到 可 疑 人 员身上隐藏 的 违 禁 物 品 在 所 需 安 全 性 较 高的智慧园区 中 常 用于 安 全 检 查 2 1 2 智能传感器 智能传感器的 定义 为 一 种 有 判 断和 学 习 能 力 的传 感器 实 际 上 是 一 种 内 置 微 处 理 器的传感器 相 比 较 于 普 通传感器 智能传感器 不 仅能 采 集 信息 还 能 对 信息 进 行 判 断和处 理 功能多 样 化 在 智慧园区 中 常 用于智 能 家 居 自 动 驾驶 AI 机 器 人 等 应用 场景 例如 智慧 家 居 中 的 可 自 主 规划路 径 的 扫 地 机 器 人 内 置 激光 旋 转 测 距 智能传感器 12 2 2无 线 通信技术 近年来无 线 通信技术的 蓬勃 发展 极 大 地 推 动 了传 统园区的发展与 转 型 无 线 通信技术 即 利 用无 线 技术进 行数 据 传 输 的 一 种 方式 相 比 较 于 有 线 通信 无 线 通信 具 有 成本 低 不 必 建 立 物理线路 故障诊 断 容易 扩 展性 强 不 受 环境 地 形影响 对 抗 环境 的 变 化 能 力 较 强 等 优 点 下 面 介绍 一 些常 用的无 线 通信技术 2 2 1 近 距离 通信 1 NFC NFC 是 近年来 新 兴 的 一 种 无 线 通信技术 NFC13 56MHz的工 作 频率 为 消费 提 供 了 一 种 更 为 方 便 的通 讯 方式 NFC具 有 能 耗 低 带宽 高 等 优 点 在 智慧园 区 中 常 用于 门禁 手 机 支付 等 2 蓝牙 蓝牙 的 定义 为 一 种 能 够 实 现 点 对 点 或 一 对 多的 数 据 和 声 音 传 输 的无 线 通信技术 蓝牙 的通信 介 质 为电 磁 波 通信 半径 为 10m 传 输 带宽 可达 1Mbps 蓝牙 技术的 应用 领域 十 分 广泛 例如 笔记 本电 脑 蓝牙耳 机 智能 手 机 打 印 机 和 智能 触 控 笔 等 在 智慧园区 中 常 用于无 人 车 智慧 家 居 等 3 无 线 宽带 无 线 宽带 WiFi 的 定义 为 一 种 无 线局 域 网 接入 技 术 无 线 宽带 的 覆盖半径约 为 100m 传 输 带宽 可达 11Mbps或 者 54Mbps 无 线 宽带覆盖范 围 较 广 传 输速 度 较 快 适 合 高 速 数 据 传 输 的业 务 在 智慧园区 中 常 用 于为园区用 户 提 供 网络 2 2 2 远距离 传 输 1 3G 3G 即 第 三 代 移动 通信技术 相 比 于 前 两 代 移动 通 信技术 3G的 创 新 点 是 将 无 线 通信 和国 际 互 联网 等 通 信技术 全面 结合 起 来 2 4G 4G 即 第四 代 移动 通信技术 相 比 于 第 三 代 移动 通 信技术 4G的 创 新 点 是 将 第 三 代 移动 通信技术 和 WLAN技术 全面 结合 起 来 3 5G 传统园区的 缺 点 之一 就是 信息 化 程 度 低 一方面 是 因 为 子 系统的建设 冗杂孤立 另 一方面 是 因 为通信技术 的 落后 使 得 子 系统 之 间 的 数 据 传 输 存在 很 大 延迟甚至 无法 互 通 这就 直 接 造 成了园区的 各 方面 能 力 难 以提 升 运 行 效 率 极 低等问题 13 针对 传统园区的 这些 问题 5G的出 现 提 供 了 一 些 解 决 方 法 5G 即 第五 代 移动 通信 技术 相 比 于 第四 代 移动 通信技术 5G数 据 传 输速度 更 快 网络延迟更 低 14 5G技术 在 智慧园区 中 的应用 带 来 了 如 下 优 势 5G的 管理 系统 体 系 5G时代 下 首 先 应 完善 园区 管理体 系 打 造 出信息 化 园区 管理平 台 通 过运 用信息 技术 借助专 业 理 论 知识 的 支撑 根据 园区用 户 的 需求 提 升 管理水平 提 供 更加 优质 的 服务 15 5G的 海 量 数 据 体 系 利 用大 数 据 的 分 析 方 法 去寻 28 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 找 园区的发展 规 律 构 建园区 内 数 据 模 型 对 整 个 智慧 园区的 环境 发展 水平 经济 效 益 等 要素 进 行 全方位 监 测 进 而 促 进园区 稳 定 健康 地 发展 16 5G的高 速 信息 交 流 体 系 总 控 系统 利 用 5G传 输 的 大 量 数 据 进 行 分 析 不 仅打 破 了园区 各主 体 间 信息 交 流 的 障 碍 还 弥补 了园区 安 全 管理 环 节 的 缺 陷 此 外 在 5G技术的 支 持 下 整 个 智慧园区系统 不 仅提 升 了 运 行 效 率 还 实 现 了 整 个 园区智慧 化 数 字 化 的发展 提 升 了 园区建设 和 管理 效 果 17 2 3边缘 计 算 技术 和 硬 件 边缘 计 算 即 在 靠 近 数 据源 头 的 一 侧 利 用 开 放 平 台 就 近提 供最 近 端 服务 因 为计 算 处 理在 边缘 侧 发 起 所 以能 够 产 生 更快 的 服务 响 应 满足行 业 基 本 需求 实 现 边缘 计 算 的 基 本 硬 件 为 集 成的 AI 边缘 计 算 芯 片 该 芯片 的 结 构 能 够 高 效 地 对 向 量 矩阵 进 行 并 行 计 算 而 边缘 计 算 开 发 板 就是 以 AI 边缘 计 算 芯片 为 核心 的 开 发 板 例如 基 于 华 为 海 思 麒麟 970芯片 的 华 为的 HiHopeHikey970开 发 板 基 于 EdgeTPU芯片 的 A SUS与 Google联 合开 发的 TinkerEdgeT E开 发 板 基 于 BM1880芯片 的 比 特 大 陆 的 算 丰 边缘 计 算 开 发 板 5G时代 下 智慧园区 中 的 边缘 计 算是 指 在 靠 近用 户 数 据 侧 提 供 IT服务 环境 以及 云 计 算 能 力 可 以实 现 进 一步 减小 网络延迟 提高 网络 运 营 效 率 的 效 果 5G网络 边缘 计 算 MEC平 台 逻辑 上 包含 UPF 行 业 专网网 关 和 MEP 移动边缘 平 台 两 部分 行 业 UPF按 需下 沉 到 运 营 商 机 房 或 用 户 自 有 机 房 转 发 和分 流 策略 接 受 SMF 管理 和 配 置 MEP建 在 用 户 自 有 机 房 也 可 由 云 服务商 提 供 对 于 存在 大 流 量 本 地 卸载 或 低 时 延 应用 需求 的园 区 园区 内 应 部 署 边缘 云资 源 池 含 5G核心 网 UPF MEC实 体 含 第 三 方 应用 Cache或 CDN 本 地 管理 节 点 等 实 现 大 数 据 流 量 和低 时 延 业 务 本 地 快 速 分 流 18 如 图 4 2 4移动 平 台 2 4 1移动 机 器 人 1 智慧园区 中 机 器 人主要 作 用 在 技术 方面 将 机 器 人 的 识 别 检测 等 AI技术应用 在 智慧园区的 安防 系统 中 可 以实 现 园区 人 员 的无感通 行 与信息 备 案 往 来 车 辆 的 牌 照 识 别 园区 内可 自 主 规 划路 径 巡逻 搭 配 监控 设 备 构 成 移动视 频 监控 突 发 异 常 情 况 报警 等 功能 机 器 人 技术的 使 用 可 以 减 少 工 作 人 员 的工 作 量 与 所 需人 员 并 增 加 工 作 效 率 2 机 器 人主要 适 用 岗 位 门 岗 机 器 人 智能 前 台 访客登 记 员 工 考 勤 安 保巡 更 机 器 人 立 体 巡 更 异 常 报警 重点 部位 抓 拍 室 外 巡逻 机 器 人 周 界 巡逻 高 音 警示 信息 播 报 执 行 处 置 迎 宾 接 待 机 器 人 引 导 来 客 咨询 介绍 2 4 2无 人 机 1 智慧园区 中 无 人 机 主要 作 用 安 保巡 视 借助 于无 人 机在 5G网络覆盖 区 域内 巡 视 视 频 信 号 实 时 回 传到智慧系统 这 种 安 全 环 保巡 检无 人 机 不 仅 缓 解 了园区 安 全 环 保巡 查 人 员 不 足 的 问题 还 提高了园区 内 监 管 效 率 同 时解 决 了应 急指挥 的 问题 19 图 45G智慧园区边缘计算 部 署 方 式 18 29 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 环境监 测 监 测园区 中 各 处 每日 的 空 气 质 量 并 在 空 气 质 量 指 数 高于设 定 值 时 自 动 向 控 制 室 报警 快 递 送货 随着 物 流 行 业 和 网络 购 物 的 兴 起 物 流 无 人 机 应 时而生 无 人 机 与智能 包 裹柜 的 全 自 动 闭 环 已 经 实 现 2 无 人 机 主要 适 用 岗 位 安 保 无 人 机 安 保巡 视 异 常 报警 重点 部位 抓拍 环境监 测无 人 机 环境监 测 异 常 报警 物 流 用无 人 机 快 递 送货 速度 保 障 抗 疫 无 人 机 防 疫宣 传 喷洒 消 毒 远 程测 温 20 2 4 3 无 人 车 随着 5G技术的发展 基 于 低 时 延 高 可 靠 的实 时 通 信 无 人 车 技术得以实 现 在 智慧园区 中 无 人 车 常 用于 园区 派送 人 员 出 行 园区 清 扫 等方面 具 有 自 动 驾驶 接 驳摆渡 远 程 管理 无 人 派送 智能 清 理 等 功能 21 2 4 4 无 人 船 在包含水 库 湖 泊 池塘 等 水 域 的智慧园区 中 无 人 船 可 用于 水 面 清洁 水 质 检测 水 下 地 形 测 量 等方面 具 有 安 全 性高 作 业高 效 迅 速 智能 化 获取 数 据 多 样 智 能 避 障 等 优 点 22 2 5总 控 系统 智慧园区 是 一 个 复 杂 的系统 23 其 中 大 量 信息的 处 理 是 一 个 难题 智慧园区的 总 控 系统 是 智慧园区 管理 的 核心 是各 种 信息 化 业 务 的 中心 总 控 系统通 过 对 各 个 子 系统进 行 有 机 集 成 将 各 个 子 系统 收 集 的信息进 行 汇 总 分 析 和处 理 实 现 对 智慧园区 内 事 务 的 最 优 化 控 制 形 成 最 高 效 的 运 行 处 理状 态 24 一 般 来 说 总 控 系统应 包 括 数 据 库 监控 中心 大 屏 展 示 系统 机 房 系统 和 能 源 管 理 系统 25 1 数 据 库 数 据 库 的功能 有 整 合存 储 现有 园区 基础数 据 规划 编制 并 分 类 数 据 管理 审 批 数 据 并 删除 无用 数 据 等 2 监控 中心 监控 中心 集 成智慧园区 范 围 内 的 视 频 监控 报警 信 息 接收 处 门禁 控 制 等 3 大 屏 展 示 系统 监控 中心一 般采 用 主 显示 屏 加 多 个 副 显示 屏 的 模 式 其 中 主 显示 屏 为 LCD拼 接 大 屏 幕 副 显示 屏 为大 屏 幕液晶 电 视 机 集 中 显示 监控视 频图 像 使 得大 量 图 像 可 以 上 墙 显示 4 机 房 系统 机 房 系统 一 般 由机 柜 配 电 模 块 监控 系统 电 池 空 调 等部分 组 成 5 能 源 管理 系统 智慧园区的能 源 管理 系统的建设 目 标 为 监 管 并 统 计园区 内 能 耗 通 过 创 新 技术实 现 节 能 减 排 通 过 恰 当 管理 实 现 节 约 能 源 3 智慧园区典型应用场景 3 1智慧 农 业园区 智慧 农 场 依靠 现 代 传感器技术 对 农 业 生 产的 现 场 数 据 进 行 搜 集 通 过 农 业 物 联网 智慧 农 业系统 对数 据 进 行 分 析 深 度 分 析 种 植 环境 得出 对 农民 播 种 施 肥 收 割 等 环 节 最 精准 的建 议 26 通 过 农 机 自 驾仪 农 业无 人 机 遥 感无 人 机 等 实 现 农 业的智能 化 生 产 自 动 化 调 节 与 精准 化 管理 27 如 图 5 3 2智慧工业园区 智慧工 厂 依靠 现 代 传感器 物 联网 和 无 线 通信 等 技 术 加 强 工 厂 的信息 管理 能 力 集 成智慧 总 控 系统 全面 系统 地 掌握 工 厂 生 产 全 流 程 工 厂 中 智慧 移动 平 台如 机 器 人 无 人 机 的应用 可 以实 现 生 产的高 效 性 可 以及 时 准确 地 收 集 产 品 数 据 通 过 智慧 总 控 系统 对 产 品 数 据 进 行 分 析 从而合理 的 规划 和 优 化 生 产进程 打 造 生 产智 能 化 的智慧工 厂 29 如 图 6 3 3智慧 景 区 图 5智慧农 场示意 图 28 30 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 智慧 景 区 是依靠 现 代 信息技术 对景 区的 售票 检 票 参 观 等 环 节 进 行 转 型 升 级 的 新时代景 区 智慧 景 区 通 过 线 上 购 票 智能验 票 智能 支付 等 措 施 为 游 客购 票 检 票 提 供 方 便 31 景 区通 过 入 口 处 智能 安 检 景 区 内 安 装视 频 监控 危险 情 况 智能 报警 等 措 施 保 障 游 客 出 游 安 全 景 区 内 设 置 电 子 智能 导 游 为 游 客 进 行 一 对 一 智慧 引 导 并 讲 解景 点 极 大 地 提 升 了 游 客 的 游玩乐趣 景 区 外 智能 停 车 系统的设计 解 决 了 景 区 停 车 难 的 困扰 为 游 客 带 来了 极 大的 方 便 32 如 图 7 图 7 智慧景区 总 体架构 33 4 发展趋势 4 1通信 极 速 化 随着 5G的发展 甚至 6G技术的出 现 以通信技术 为 基础 的 领域将 迎 来 飞 速 发展 而 智慧园区 同 样 将 获 得 新 的发展 机遇 智慧园区 在 通信技术的 支撑 下 可 以实 现 通信 极 速 化 而 极 速 化 的通信 速度 与 极 低 的 延迟必 将 引 起 新 的 质变 34 4 2平 台 集 成 化 随着 集 成 控 制 技术的发展 总 控 系统 将 迎 来大的 突 破 园区的 管理 集 成 化将 走 上 新 的 台阶 总 控 系统 将分 散 在 各 个 部 门 的 管理 系统 对 接 起 来 统 一 入 口 统 一 认 证 数 据 共享 实 现 真正的 总 控 概念 将 工 作 集 中 在 一 个 总 控 系统 上 提高园区的 管理 效 率 35 4 3无 线 网络 化 随着传感器技术的发展 传感器 将 会 实 现 无 线 网络 化 可 实 现 传感器与 其 他 传感器 之 间 传感器与 移动 平 台之 间 传感器与 总 控 系统 之 间 的 资 源 共享 4 4网络覆盖 化 随着 网络 设 施 的发展 未 来智慧园区 必 须 完善 基础 设 施 建设 将有 线 与无 线 融 合 多 种 方式 接入 高 速 宽带 实 现 园区 内 随 时 随 地 无 所 不 在 的 网络 全 覆盖 4 5环境 绿色 化 随着 可 持 续 发展 理 念的 深 入 智慧园区 会 充 分 利 用 园区 内 的能 源 和 资 源 做 到 资 源 与 服务 按 需使 用 低 碳 环 保 节 能 减 排 提 供 绿色 可 持 续 发展的 环境 36 为园区 用 户带 来 更 好 的 生 活 体 验 5结束语 目 前 智慧园区 在 我国 的发展 一 片 欣欣 向 荣 智慧 园区的建设 如 火 如 荼 但 仍 存在 发展 水平参 差 不 齐 东 西 部 差 距明显 的 问题 而且存在 智慧 用来 装 样 子 信 息 孤 岛没 有 大 脑 等问题 智慧园区的发展 仍 然 任 重 而 道 远 但无 可 否认 的 是 随着 5G 传感器 人 工智能 等 技术 进 一步 发展 智慧园区 必 将 迎 来 更 大的发展 空 间 未 来 我国 智慧园区的建设 将 会 向 集 成 化 网络 化 绿色 化 发 图 6美 的 微清马龙 工业园区 5G 工业 互联 网应用 架构 30 31 2021年 1期 传感器与物联网 智慧农业导刊 JournalofSmartAgriculture 展 建 造 真正 智慧 的智慧园区 37 参考文献 1 何 飞 国家 级 园区 领衔 主 演 智慧园区 建 设 J 装备 制 造 2013 10 90 91 2 闫 成 群 智慧园区的 总 体 规 划与 研 究 J 智 能 建筑 与 智慧 城 市 2020 12 84 86 3 王力 陈德民 智慧园区 物联 网发展的 快车道 J 现 代 电信 科 技 2017 47 03 42 46 4 吴建 功 曾令娟 美 国高 技术园区的发展及 其 对 我国自 贸 区 建 设的 启示 J 经济 研 究 导 刊 2016 06 142 143 154 5 徐振强 德 国 工业 4 0 科 技园区 创 新 创 业 生态体 系 研 究 基 于 对 柏林州 Adlershof科 技园的案 例 研 究 J 中 国 名 城 2015 11 38 49 6 马 中 骏 智慧园区关键技术发展 趋势 和 现状 比较 分析 J 城 市 建 设 理 论 研 究 电 子 版 2019 09 192 193 7 杨 凯 瑞 张毅 何 忍星 智慧园区的概念 目 标 与 架构 J 中 国 科 技论 坛 2019 01 115 122 8 艾小杰 智慧 城 市 建 设下智慧园区 规 划 设计探 索 J 居 业 2020 12 15 16 9 WangY YaliW ZhiguoS etal Schemedesignof SmartPlatfortheAgriculturalScienceandTechnology Park J JournalofPhysics ConferenceSeries 2020 1673 1 10 ZhenfengG Zhibin F Innovation Capability ofSmart EntrepreneurialParkBasedonFPGAandWirelessSensors J MicroprocessorsandMicrosystems 2020 prepublish 11 李 金 畅 阳林 邱灿 文 等 基 于 电 动赛车 的 无 人 赛车 设计 J 农业 装备 与 车辆 工 程 2019 57 10 34 36 12 肖 宇麒 智 能传感 技术的发展 与 应用 J 电 子 技术 与 软件 工 程 2021 01 104 105 13 孟月 华 为 邱 真 5G 新基 建 打 造 智慧园区新 生态 J 通 信 世 界 2020 20 26 27 14 KritSD ElhosenyM BalasVE etal Internetof EverythingandBigData MajorChallengesinSmartCities M CRCPress 2021 15 ChangchangChen ApplicationAnalysisof5GInternetof ThingsTechnology A InstituteofManagementScienceand IndustrialEngineering Proceedings of2019 3rdInternational ConferenceonMechanicalandElectronicsEngineering ICMEE 2019 C InstituteofManagementScienceandIndustrialEngi neering 计算 机科学与电 子 技术 国 际 学会 ComputerScience andElectronicTechnologyInternationalSociety 2019 4 16 PrakashKB NayakJ MadhhavBT etal BigData AnalyticsandIntelligentTechniquesforSmartCities M CRC Press 2021 17 刘 柯 孙超 5G时代 传 输 网络 建 设 策略 研 究 C 2020年 智 慧工 程 建造 设计 座谈 会 一 2020 9 18 卜忠贵 肖子 玉 李 朝干 等 5G智慧园区网络设计方 法 与 应用 J 电信 工 程 技术 与 标 准化 2020 33 05 26 32 19 周莹 5G来 袭港 城如何承接 机 遇 N 连云港日报 2020 05 06 015 20 毛秋红 民 用 无 人机 的 十 八般武艺 N 北京日报 2020 03 18 013 21 许幸荣 刘 琪 王 题 等 基 于 5G的智慧园区 自 动驾驶 业务 分析及解决方案 J 信息 通 信 技术 2020 14 05 35 42 22 王德 超 胡东梅 田欣欣 等 无 人 船 在 水 下 测 量 中的应用 C 石油天 然 气 勘察 技术中 心 站 第二十 八 次 技术 交流研 讨 会 2020 4 23 HoonLS HeeSD WooLD ActualCasesofInternet ofThingonSmartCityIndustry J JournalofConvergence SocietyforSMB 2016 6 4 65 70 24 杜 新 忠 徐 松岩 园区 信息 化管 理与 智慧园区 建 设 J 城 市 建 设 理 论 研 究 电 子 版 2020 13 119 25 LinTC FangD Usingaserviceblueprintandtheser vicecatalogueconcepttoplanasmartgovernancesystem thecasestudyofthesouthernTaiwansciencepark J Inter nationalJournalofElectronicGovernance 2019 11 4 1 26 李 泳琪 智慧农 场 解决 传统 农业发展 痛 点的路 径 研 究 J 现 代农业 研 究 2020 26 07 41 42 27 张 文 斌 张龙 全 齐宝萍 基 于 无