2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 5G時代下的智慧園區(qū)關(guān)鍵技術(shù)與展望 何 赟 澤 1 2 3 劉友志 1 楊 朋 2 楊瑞珍 1 4 1 湖南大學電氣與信息工程學院 湖南長沙 410082 2 長沙市檢驗檢測產(chǎn)業(yè)鏈推進辦公室 湖南長沙 410000 3 高性能智能傳感器及檢測系統(tǒng)湖南省重點實驗室 湖南 長沙 410082 4 長沙學院土木工程學院 湖南長沙 410000 自提出智慧園區(qū)概念以來 智慧園區(qū)發(fā)展迅猛 但 許多功能設(shè)計受限于成本高昂與技術(shù)瓶頸 僅僅提出了 概念 無法得到真正應(yīng)用 近年來隨著 5G通信技術(shù)的 發(fā)展 為智慧園區(qū)的建設(shè)打 開 了無 數(shù)新 的 窗口 為智慧 園區(qū)的發(fā)展 迎 來了 新機遇 本 文針對當前 5G時代背景 查閱相關(guān)文獻 以及 研 究 成 果 了 解 智慧園區(qū) 最新 的發(fā)展 狀況 總結(jié) 了智慧園 區(qū)的設(shè)計 思路 技術(shù) 基礎(chǔ) 以及 典型 應(yīng)用 場景 梳理 了智 慧園區(qū)的發(fā)展 趨勢 為智慧園區(qū)的 研究 提 供參考 1 智慧園區(qū)概述和設(shè)計 園區(qū)的 定義 為 由政府或政府 與 企 業(yè) 合作規(guī)劃 建設(shè) 的 提 供水 電 煤 氣 包含 通 訊線路 道路 及 其它配套 設(shè) 施 的建 筑物群體 按照定義 園區(qū)應(yīng) 布局合理且 能 夠滿足 從事某種特定行 業(yè) 生 產(chǎn) 1 然而 傳統(tǒng)園區(qū) 存在缺少總體 管理平 臺 缺少 面向 企 業(yè)的園區(qū) 服務(wù) 平 臺 招商難 管理 手段低等問題 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 中國 白皮書中 對 智慧 城 市的 基 本 特 征做 出了 界 定 隨著智慧 城 市的 不斷 建設(shè) 產(chǎn)業(yè)園區(qū)成為建設(shè)智慧 城 市的 核心 工 作 之一 因 而 將 智慧 化 的產(chǎn)業(yè)園區(qū) 簡稱 智慧園區(qū) 3 通 過 對 國內(nèi)外 智慧園區(qū)發(fā)展 歷 程的 研究 可 以發(fā) 現(xiàn) 智慧園區(qū)的發(fā)展 階段 大 致可 劃 分 為 起步階段 發(fā)展 階 段 成 熟階段 目 前 來 說 國外 大 部分國家 正 處 于發(fā)展 階 段 而 美國 德國等 發(fā) 達國家 正 在 逐步邁向 成 熟階段 例 如美國硅谷科 技園 有 著 獨 特 的 運 行 和 管理 模式 擁有 在 全球處 于 領(lǐng)先地位 的產(chǎn)業(yè) 領(lǐng)域 4 德國 Adlershof科 技 園 以 科 技 經(jīng)濟和媒 體 為發(fā)展重點 現(xiàn) 為 歐洲 最 大的 綜 摘 要 5G時代下智慧園區(qū)迎來了新的發(fā)展 文章回顧了智慧園區(qū)的基本概念 簡述了智慧園區(qū)的設(shè)計思路 討論了智慧 園區(qū)的一些關(guān)鍵技術(shù) 重點分析了 5G技術(shù)在智慧園區(qū)中的應(yīng)用 特別探討了 5G網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算技術(shù)來支撐園區(qū)內(nèi)大帶寬及 低時延業(yè)務(wù)的需求 為了以應(yīng)用為導向 以智慧農(nóng)業(yè)園區(qū) 智慧工業(yè)園區(qū)和智慧景區(qū)為對象介紹了智慧園區(qū)的解決方案和潛在 應(yīng)用 然 后梳理 了智慧園區(qū)的發(fā)展 趨勢 最后 對 5G時代下的智慧園區(qū)的發(fā)展 現(xiàn)狀進行總結(jié) 關(guān)鍵詞 5G 智慧園區(qū) 邊緣計算 智 能傳感 機器人 中圖分類號 TN929 文獻標志碼 A 文章編號 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 基金項目 教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目 編號 201902097004 201901087010 湖南省科技創(chuàng)新計劃項目科技人才專項 編號 2018RS3039 湖南省自然科學基金面上項目 編號 2018JJ2458 長沙市工業(yè)科技特派員 編號 CSKJ2020 19 作者簡介 何 赟 澤 1983 男 博士 湖南 大 學電氣與信息 工 程學院副教授 博 導 岳麓學者 優(yōu)秀青年人才培育 計 劃入選者 儀器科學與 技術(shù) 系 主任 嵌入式 智 能傳感課題組組長 湖南省湖湘青年英才 湖南省儀器儀表學會副理事長 高性能 智 能傳感器 及 檢測系統(tǒng)湖南省 重點 實驗室副 主任 長沙市 工業(yè) 科 技特 派員 湖南 大 學 優(yōu)秀教師 我心目 中 最敬愛 的 老師 和 青年教師教書育人模范 主持國家自 然 科學 基 金 國 際合作 交流 軍隊預研 企 業(yè) 委托 百度 教育 部產(chǎn) 學 合作等 科 研 和 教 改項 目 30余項 參 與 基 金 委 國家 重大 科 研 儀器 研制 科 技 部 國家 重點 研 發(fā) 專項等 項 目 20余項 獲得 英國 皇 家學會 RoyalSociety NewtonMobilityGrant 中 國 發(fā) 明創(chuàng) 新 獎二等獎 湖南省科 技 進 步二等獎 軍隊 優(yōu)秀博士學 位 論 文 獎 湖南省優(yōu)秀 碩 士 論文 獎 三等功等獎項 第 一 或通 信 作 者 發(fā) 表 SCI論文 50余篇 其 中中 科院 一區(qū) 20篇 Google學 術(shù)中論文 總 引 用 2900余 次 H index指數(shù) 為 32 SCI正面他引 1300余次 3篇 ESI高 被引 論文 是 50余個期刊 的 審稿 人 已出版 中 英 文 專著各 2部 荷蘭 Elsevier出版社 出版 英 文 專著 TransientElectromagneticThermalNondestructiveTestingandImaging 第 一 作 者 機 械 工業(yè) 出版社 電 磁無損 檢測傳感與 成 像 第二作 者 入選 十二五 國家 重點 圖 書 出版規(guī) 劃 受邀 在 華 為 終端硬件無損 檢測 技術(shù) 創(chuàng) 新論 壇做專 題 發(fā) 言 申請 發(fā) 明專利 20余項 授 權(quán) 15項 轉(zhuǎn)讓 3項 授 權(quán)軟件著作權(quán) 2項 入選 斯坦福 大 學 發(fā) 布 的 世 界前 2 科學家 榜單 World sTop2 Scientists 研 究 方向 物聯(lián) 網(wǎng) 26 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 合 性 一 體 化 技術(shù)園區(qū) 5 我國較之 于 國外 雖 然在研究 與 應(yīng)用 方面 總體 暫 時 處 于 落后 追 趕 階段 6 但發(fā)展 勢 頭 迅 猛 也取 得了 不 少 的成 果 例如 北京 中 關(guān) 村 科 技園 圍繞 國家 戰(zhàn)略需求 和 北京 市 社會 經(jīng)濟 發(fā)展 需要 取 得了大 量 的 關(guān) 鍵 技術(shù) 突破 和 創(chuàng) 新 成 果 智慧園區(qū)的 定義 為 整 合 了 創(chuàng) 新 園區(qū) 數(shù) 字 園區(qū) 生 態(tài) 園區(qū) 知識 園區(qū) 等 理 念的 新型 園區(qū) 是 新時代 下 園區(qū) 趨 向 成 熟 的 新 形態(tài) 智慧園區(qū)的 基 本 要素 包含 智慧高 效 的園區(qū) 管理 體 系 完善 的 政 策環(huán)境 全面 智慧的 基礎(chǔ) 設(shè) 備 等 7 這些要素 一起 對 智慧園區(qū) 內(nèi) 的 政府 企 業(yè) 人 才 等 主 體 產(chǎn) 生 促 進 作 用 促使三者互 相 影響 形 成 良 性 互動 7 智慧園區(qū) 想要 實 現(xiàn) 智慧 首 先 要 通 過 監(jiān)控裝置 與 各類 傳感器來 獲取 信息 有 時 可 以 就 地 依靠邊緣 計 算 進 行 處 理 然 后 通 過 移動 通信技術(shù) 5G技術(shù) 實 現(xiàn) 信息的 傳 遞 信息 經(jīng)過 總 控 系統(tǒng)的 處 理 后 得到 處 理 信 號 最 后 經(jīng) 移動 平 臺 機 器 人 無 人 機 等 執(zhí) 行 處 理 信 號 8 9 圖 1 整體 設(shè)計思路 圖 2 智慧園區(qū)關(guān)鍵技術(shù) 2 1傳感器技術(shù) 2 1 1 常 用的傳感器技術(shù) 傳感器技術(shù) 作 為智慧園區(qū)的 眼睛 是 智慧園區(qū) 中 最基礎(chǔ)最 重 要 的技術(shù) 之一 智慧園區(qū) 中 常 用的傳感器 有 溫度 傳感器 濕度 傳感器 振動 傳感器 風速 傳感器 視 覺 傳感器 雷 達 傳感器 熱 成 像 太赫茲 等 10 其 介紹 及 在 智慧園區(qū) 中 的應(yīng)用 如 下 1 溫度 傳感器 溫度 傳感器 即 能 夠 測 量溫度 將 溫度量 化 為 具 體 的 溫度值并 將 溫度值輸 出為 可 視 化 數(shù) 字 的電 子 器 件 在 智慧園區(qū) 中 常 用于 環(huán)境溫度 檢測及園區(qū) 人 員 體 溫 測 量 2 濕度 傳感器 濕度 傳感器 即 能 夠 測 量環(huán)境 相對 濕度 將 濕度量 化 為 具 體 的 濕度值并 將 濕度值輸 出為 可 視 化 數(shù) 字 的電 子 器 件 在 智慧園區(qū) 中 常 用于園區(qū) 內(nèi) 濕度 檢測 3 振動 傳感器 振動 傳感器 即 能 夠 測 量 被 測 物機 械 量 的 變 化 將 機 械 量 的 變 化 量 化 為 具 體 的電 量值并 將 電 量值輸 出為 可 視 化 數(shù) 字 的電 子 器 件 在 智慧園區(qū) 中 常 用于 機 械 量 的 測 量 4 風速 傳感器 風速 傳感器 即 能 夠 測 量風速 將 風速量 化 為 具 體 的電 量值并 將 電 量值輸 出為 可 視 化 數(shù) 字 的電 子 器 件 智 慧園區(qū) 中 常 用的 有 超聲波 式和 機 械 式 風速 傳感器 風速 傳感器能 有 效獲 得 風速 信息 在 智慧園區(qū) 中 常 用于園區(qū) 內(nèi) 風速 的測 量 5 視覺 傳感器 視覺 傳感器的 定義 為通 過 光 學 元件 和 成 像裝置 來 獲取 外部 環(huán)境 圖 像 信息的電 子 器 件 檢測 距離越 近 分 辨率越 高 視覺 傳感器的測 量 精 度就 越 高 在 智慧園區(qū) 中 常 用于 光 學檢測 6 激光 雷 達 激光 雷 達 的信 號 源 為 激光 器發(fā) 射 出的 脈沖激光 當 激光 打到 要 探 測的 物體 上 時 會 引 起 光 的 散射 其 中部分 光波 會 反射 到 接收 器 上 根據(jù) 發(fā) 射 和 返回 的 時 間 及 光 速 即 可 算 得 距離 信息 當 激光 雷 達不 停探 測 某 一 物體時 就 能得到 該 物體 精準 的 三 維圖 像 11 在 智慧園區(qū) 中 常 用 于自 動 駕駛 移動 設(shè) 備 能得到 準確 的 三 維 信息 圖 2 激光雷達 傳感器 在 自 動駕駛 中的應(yīng)用 圖 片源 自 網(wǎng)絡(luò) 7 電 磁 雷 達 電 磁 雷 達 與 激光 雷 達 的區(qū) 別 在 于 探 測的 媒 介 不 同 電 磁 雷 達 通 過 發(fā) 射 電 磁波 對 目 標 進 行 探 測 并 接收 其 探 測 波 的 回波 通 過 測 距原 理 計 算 探 測 物 的 形 狀 遠 近 等 信息 在 智慧園區(qū) 中 常 用于園區(qū) 地 質(zhì) 測 量 等 8 熱 成 像 27 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 熱 成 像 的 定義 為通 過 非接觸探 測 紅 外 能 量并 轉(zhuǎn)換 成電信 號 的技術(shù) 熱 成 像 可 以 在 顯示 器 上 生 成 處 理 后 的 熱 圖 像 和 溫度值 在 智慧園區(qū) 中 熱 成 像 攝 像 機 常 用于 安 防 監(jiān)控 具 有如 下 優(yōu) 勢 夜間 監(jiān)控 在 夜間 或照 明 不 良 情 況 下 智慧園區(qū) 采 用 紅 外 熱 成 像監(jiān)控 設(shè) 備 不 受 光 照 影響 可 用于 夜間 監(jiān) 控 防火 監(jiān)控 在 隱火火源 不 明顯情 況 下 智慧園區(qū) 采 用 紅 外 熱 成 像 儀 可 以 有 效 地 發(fā) 現(xiàn) 火源 并 及 時 報警 可 用 于 防火 監(jiān)控 偽 裝 及 隱蔽 目 標 的 識 別 在 非 法 闖入 或 偷盜 人 員利 用 環(huán)境 隱蔽情 況 下 智慧園區(qū) 采 用 紅 外 熱 成 像監(jiān)控 設(shè) 備 可 根據(jù) 溫度 及 紅 外 輻射 分 辨 人 體 和 草 木 環(huán)境 可 用 于 偽 裝 及 隱蔽 目 標 的 識 別 圖 3熱 成像 示意 圖 圖 片源于 網(wǎng)絡(luò) 9 太赫茲 太赫茲 一 般表示 電 磁波頻率 作 為 一 種新型 的 輻射 源 具 有 很 多 優(yōu) 點 例如 強穿透 特 性 高 頻率 特 性 物 質(zhì)鑒 別 特 性 和 對 金屬材料 的 強反射 特 性 由 于 這些 優(yōu) 點 在 應(yīng)用 中 很容易看 到 可 疑 人 員身上隱藏 的 違 禁 物 品 在 所 需 安 全 性 較 高的智慧園區(qū) 中 常 用于 安 全 檢 查 2 1 2 智能傳感器 智能傳感器的 定義 為 一 種 有 判 斷和 學 習 能 力 的傳 感器 實 際 上 是 一 種 內(nèi) 置 微 處 理 器的傳感器 相 比 較 于 普 通傳感器 智能傳感器 不 僅能 采 集 信息 還 能 對 信息 進 行 判 斷和處 理 功能多 樣 化 在 智慧園區(qū) 中 常 用于智 能 家 居 自 動 駕駛 AI 機 器 人 等 應(yīng)用 場景 例如 智慧 家 居 中 的 可 自 主 規(guī)劃路 徑 的 掃 地 機 器 人 內(nèi) 置 激光 旋 轉(zhuǎn) 測 距 智能傳感器 12 2 2無 線 通信技術(shù) 近年來無 線 通信技術(shù)的 蓬勃 發(fā)展 極 大 地 推 動 了傳 統(tǒng)園區(qū)的發(fā)展與 轉(zhuǎn) 型 無 線 通信技術(shù) 即 利 用無 線 技術(shù)進 行數(shù) 據(jù) 傳 輸 的 一 種 方式 相 比 較 于 有 線 通信 無 線 通信 具 有 成本 低 不 必 建 立 物理線路 故障診 斷 容易 擴 展性 強 不 受 環(huán)境 地 形影響 對 抗 環(huán)境 的 變 化 能 力 較 強 等 優(yōu) 點 下 面 介紹 一 些常 用的無 線 通信技術(shù) 2 2 1 近 距離 通信 1 NFC NFC 是 近年來 新 興 的 一 種 無 線 通信技術(shù) NFC13 56MHz的工 作 頻率 為 消費 提 供 了 一 種 更 為 方 便 的通 訊 方式 NFC具 有 能 耗 低 帶寬 高 等 優(yōu) 點 在 智慧園 區(qū) 中 常 用于 門禁 手 機 支付 等 2 藍牙 藍牙 的 定義 為 一 種 能 夠 實 現(xiàn) 點 對 點 或 一 對 多的 數(shù) 據(jù) 和 聲 音 傳 輸 的無 線 通信技術(shù) 藍牙 的通信 介 質(zhì) 為電 磁 波 通信 半徑 為 10m 傳 輸 帶寬 可達 1Mbps 藍牙 技術(shù)的 應(yīng)用 領(lǐng)域 十 分 廣泛 例如 筆記 本電 腦 藍牙耳 機 智能 手 機 打 印 機 和 智能 觸 控 筆 等 在 智慧園區(qū) 中 常 用于無 人 車 智慧 家 居 等 3 無 線 寬帶 無 線 寬帶 WiFi 的 定義 為 一 種 無 線局 域 網(wǎng) 接入 技 術(shù) 無 線 寬帶 的 覆蓋半徑約 為 100m 傳 輸 帶寬 可達 11Mbps或 者 54Mbps 無 線 寬帶覆蓋范 圍 較 廣 傳 輸速 度 較 快 適 合 高 速 數(shù) 據(jù) 傳 輸 的業(yè) 務(wù) 在 智慧園區(qū) 中 常 用 于為園區(qū)用 戶 提 供 網(wǎng)絡(luò) 2 2 2 遠距離 傳 輸 1 3G 3G 即 第 三 代 移動 通信技術(shù) 相 比 于 前 兩 代 移動 通 信技術(shù) 3G的 創(chuàng) 新 點 是 將 無 線 通信 和國 際 互 聯(lián)網(wǎng) 等 通 信技術(shù) 全面 結(jié)合 起 來 2 4G 4G 即 第四 代 移動 通信技術(shù) 相 比 于 第 三 代 移動 通 信技術(shù) 4G的 創(chuàng) 新 點 是 將 第 三 代 移動 通信技術(shù) 和 WLAN技術(shù) 全面 結(jié)合 起 來 3 5G 傳統(tǒng)園區(qū)的 缺 點 之一 就是 信息 化 程 度 低 一方面 是 因 為 子 系統(tǒng)的建設(shè) 冗雜孤立 另 一方面 是 因 為通信技術(shù) 的 落后 使 得 子 系統(tǒng) 之 間 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 存在 很 大 延遲甚至 無法 互 通 這就 直 接 造 成了園區(qū)的 各 方面 能 力 難 以提 升 運 行 效 率 極 低等問題 13 針對 傳統(tǒng)園區(qū)的 這些 問題 5G的出 現(xiàn) 提 供 了 一 些 解 決 方 法 5G 即 第五 代 移動 通信 技術(shù) 相 比 于 第四 代 移動 通信技術(shù) 5G數(shù) 據(jù) 傳 輸速度 更 快 網(wǎng)絡(luò)延遲更 低 14 5G技術(shù) 在 智慧園區(qū) 中 的應(yīng)用 帶 來 了 如 下 優(yōu) 勢 5G的 管理 系統(tǒng) 體 系 5G時代 下 首 先 應(yīng) 完善 園區(qū) 管理體 系 打 造 出信息 化 園區(qū) 管理平 臺 通 過運 用信息 技術(shù) 借助專 業(yè) 理 論 知識 的 支撐 根據(jù) 園區(qū)用 戶 的 需求 提 升 管理水平 提 供 更加 優(yōu)質(zhì) 的 服務(wù) 15 5G的 海 量 數(shù) 據(jù) 體 系 利 用大 數(shù) 據(jù) 的 分 析 方 法 去尋 28 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 找 園區(qū)的發(fā)展 規(guī) 律 構(gòu) 建園區(qū) 內(nèi) 數(shù) 據(jù) 模 型 對 整 個 智慧 園區(qū)的 環(huán)境 發(fā)展 水平 經(jīng)濟 效 益 等 要素 進 行 全方位 監(jiān) 測 進 而 促 進園區(qū) 穩(wěn) 定 健康 地 發(fā)展 16 5G的高 速 信息 交 流 體 系 總 控 系統(tǒng) 利 用 5G傳 輸 的 大 量 數(shù) 據(jù) 進 行 分 析 不 僅打 破 了園區(qū) 各主 體 間 信息 交 流 的 障 礙 還 彌補 了園區(qū) 安 全 管理 環(huán) 節(jié) 的 缺 陷 此 外 在 5G技術(shù)的 支 持 下 整 個 智慧園區(qū)系統(tǒng) 不 僅提 升 了 運 行 效 率 還 實 現(xiàn) 了 整 個 園區(qū)智慧 化 數(shù) 字 化 的發(fā)展 提 升 了 園區(qū)建設(shè) 和 管理 效 果 17 2 3邊緣 計 算 技術(shù) 和 硬 件 邊緣 計 算 即 在 靠 近 數(shù) 據(jù)源 頭 的 一 側(cè) 利 用 開 放 平 臺 就 近提 供最 近 端 服務(wù) 因 為計 算 處 理在 邊緣 側(cè) 發(fā) 起 所 以能 夠 產(chǎn) 生 更快 的 服務(wù) 響 應(yīng) 滿足行 業(yè) 基 本 需求 實 現(xiàn) 邊緣 計 算 的 基 本 硬 件 為 集 成的 AI 邊緣 計 算 芯 片 該 芯片 的 結(jié) 構(gòu) 能 夠 高 效 地 對 向 量 矩陣 進 行 并 行 計 算 而 邊緣 計 算 開 發(fā) 板 就是 以 AI 邊緣 計 算 芯片 為 核心 的 開 發(fā) 板 例如 基 于 華 為 海 思 麒麟 970芯片 的 華 為的 HiHopeHikey970開 發(fā) 板 基 于 EdgeTPU芯片 的 A SUS與 Google聯(lián) 合開 發(fā)的 TinkerEdgeT E開 發(fā) 板 基 于 BM1880芯片 的 比 特 大 陸 的 算 豐 邊緣 計 算 開 發(fā) 板 5G時代 下 智慧園區(qū) 中 的 邊緣 計 算是 指 在 靠 近用 戶 數(shù) 據(jù) 側(cè) 提 供 IT服務(wù) 環(huán)境 以及 云 計 算 能 力 可 以實 現(xiàn) 進 一步 減小 網(wǎng)絡(luò)延遲 提高 網(wǎng)絡(luò) 運 營 效 率 的 效 果 5G網(wǎng)絡(luò) 邊緣 計 算 MEC平 臺 邏輯 上 包含 UPF 行 業(yè) 專網(wǎng)網(wǎng) 關(guān) 和 MEP 移動邊緣 平 臺 兩 部分 行 業(yè) UPF按 需下 沉 到 運 營 商 機 房 或 用 戶 自 有 機 房 轉(zhuǎn) 發(fā) 和分 流 策略 接 受 SMF 管理 和 配 置 MEP建 在 用 戶 自 有 機 房 也 可 由 云 服務(wù)商 提 供 對 于 存在 大 流 量 本 地 卸載 或 低 時 延 應(yīng)用 需求 的園 區(qū) 園區(qū) 內(nèi) 應(yīng) 部 署 邊緣 云資 源 池 含 5G核心 網(wǎng) UPF MEC實 體 含 第 三 方 應(yīng)用 Cache或 CDN 本 地 管理 節(jié) 點 等 實 現(xiàn) 大 數(shù) 據(jù) 流 量 和低 時 延 業(yè) 務(wù) 本 地 快 速 分 流 18 如 圖 4 2 4移動 平 臺 2 4 1移動 機 器 人 1 智慧園區(qū) 中 機 器 人主要 作 用 在 技術(shù) 方面 將 機 器 人 的 識 別 檢測 等 AI技術(shù)應(yīng)用 在 智慧園區(qū)的 安防 系統(tǒng) 中 可 以實 現(xiàn) 園區(qū) 人 員 的無感通 行 與信息 備 案 往 來 車 輛 的 牌 照 識 別 園區(qū) 內(nèi)可 自 主 規(guī) 劃路 徑 巡邏 搭 配 監(jiān)控 設(shè) 備 構(gòu) 成 移動視 頻 監(jiān)控 突 發(fā) 異 常 情 況 報警 等 功能 機 器 人 技術(shù)的 使 用 可 以 減 少 工 作 人 員 的工 作 量 與 所 需人 員 并 增 加 工 作 效 率 2 機 器 人主要 適 用 崗 位 門 崗 機 器 人 智能 前 臺 訪客登 記 員 工 考 勤 安 保巡 更 機 器 人 立 體 巡 更 異 常 報警 重點 部位 抓 拍 室 外 巡邏 機 器 人 周 界 巡邏 高 音 警示 信息 播 報 執(zhí) 行 處 置 迎 賓 接 待 機 器 人 引 導 來 客 咨詢 介紹 2 4 2無 人 機 1 智慧園區(qū) 中 無 人 機 主要 作 用 安 保巡 視 借助 于無 人 機在 5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋 區(qū) 域內(nèi) 巡 視 視 頻 信 號 實 時 回 傳到智慧系統(tǒng) 這 種 安 全 環(huán) 保巡 檢無 人 機 不 僅 緩 解 了園區(qū) 安 全 環(huán) 保巡 查 人 員 不 足 的 問題 還 提高了園區(qū) 內(nèi) 監(jiān) 管 效 率 同 時解 決 了應(yīng) 急指揮 的 問題 19 圖 45G智慧園區(qū)邊緣計算 部 署 方 式 18 29 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 環(huán)境監(jiān) 測 監(jiān) 測園區(qū) 中 各 處 每日 的 空 氣 質(zhì) 量 并 在 空 氣 質(zhì) 量 指 數(shù) 高于設(shè) 定 值 時 自 動 向 控 制 室 報警 快 遞 送貨 隨著 物 流 行 業(yè) 和 網(wǎng)絡(luò) 購 物 的 興 起 物 流 無 人 機 應(yīng) 時而生 無 人 機 與智能 包 裹柜 的 全 自 動 閉 環(huán) 已 經(jīng) 實 現(xiàn) 2 無 人 機 主要 適 用 崗 位 安 保 無 人 機 安 保巡 視 異 常 報警 重點 部位 抓拍 環(huán)境監(jiān) 測無 人 機 環(huán)境監(jiān) 測 異 常 報警 物 流 用無 人 機 快 遞 送貨 速度 保 障 抗 疫 無 人 機 防 疫宣 傳 噴灑 消 毒 遠 程測 溫 20 2 4 3 無 人 車 隨著 5G技術(shù)的發(fā)展 基 于 低 時 延 高 可 靠 的實 時 通 信 無 人 車 技術(shù)得以實 現(xiàn) 在 智慧園區(qū) 中 無 人 車 常 用于 園區(qū) 派送 人 員 出 行 園區(qū) 清 掃 等方面 具 有 自 動 駕駛 接 駁擺渡 遠 程 管理 無 人 派送 智能 清 理 等 功能 21 2 4 4 無 人 船 在包含水 庫 湖 泊 池塘 等 水 域 的智慧園區(qū) 中 無 人 船 可 用于 水 面 清潔 水 質(zhì) 檢測 水 下 地 形 測 量 等方面 具 有 安 全 性高 作 業(yè)高 效 迅 速 智能 化 獲取 數(shù) 據(jù) 多 樣 智 能 避 障 等 優(yōu) 點 22 2 5總 控 系統(tǒng) 智慧園區(qū) 是 一 個 復 雜 的系統(tǒng) 23 其 中 大 量 信息的 處 理 是 一 個 難題 智慧園區(qū)的 總 控 系統(tǒng) 是 智慧園區(qū) 管理 的 核心 是各 種 信息 化 業(yè) 務(wù) 的 中心 總 控 系統(tǒng)通 過 對 各 個 子 系統(tǒng)進 行 有 機 集 成 將 各 個 子 系統(tǒng) 收 集 的信息進 行 匯 總 分 析 和處 理 實 現(xiàn) 對 智慧園區(qū) 內(nèi) 事 務(wù) 的 最 優(yōu) 化 控 制 形 成 最 高 效 的 運 行 處 理狀 態(tài) 24 一 般 來 說 總 控 系統(tǒng)應(yīng) 包 括 數(shù) 據(jù) 庫 監(jiān)控 中心 大 屏 展 示 系統(tǒng) 機 房 系統(tǒng) 和 能 源 管 理 系統(tǒng) 25 1 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù) 據(jù) 庫 的功能 有 整 合存 儲 現(xiàn)有 園區(qū) 基礎(chǔ)數(shù) 據(jù) 規(guī)劃 編制 并 分 類 數(shù) 據(jù) 管理 審 批 數(shù) 據(jù) 并 刪除 無用 數(shù) 據(jù) 等 2 監(jiān)控 中心 監(jiān)控 中心 集 成智慧園區(qū) 范 圍 內(nèi) 的 視 頻 監(jiān)控 報警 信 息 接收 處 門禁 控 制 等 3 大 屏 展 示 系統(tǒng) 監(jiān)控 中心一 般采 用 主 顯示 屏 加 多 個 副 顯示 屏 的 模 式 其 中 主 顯示 屏 為 LCD拼 接 大 屏 幕 副 顯示 屏 為大 屏 幕液晶 電 視 機 集 中 顯示 監(jiān)控視 頻圖 像 使 得大 量 圖 像 可 以 上 墻 顯示 4 機 房 系統(tǒng) 機 房 系統(tǒng) 一 般 由機 柜 配 電 模 塊 監(jiān)控 系統(tǒng) 電 池 空 調(diào) 等部分 組 成 5 能 源 管理 系統(tǒng) 智慧園區(qū)的能 源 管理 系統(tǒng)的建設(shè) 目 標 為 監(jiān) 管 并 統(tǒng) 計園區(qū) 內(nèi) 能 耗 通 過 創(chuàng) 新 技術(shù)實 現(xiàn) 節(jié) 能 減 排 通 過 恰 當 管理 實 現(xiàn) 節(jié) 約 能 源 3 智慧園區(qū)典型應(yīng)用場景 3 1智慧 農(nóng) 業(yè)園區(qū) 智慧 農(nóng) 場 依靠 現(xiàn) 代 傳感器技術(shù) 對 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn)的 現(xiàn) 場 數(shù) 據(jù) 進 行 搜 集 通 過 農(nóng) 業(yè) 物 聯(lián)網(wǎng) 智慧 農(nóng) 業(yè)系統(tǒng) 對數(shù) 據(jù) 進 行 分 析 深 度 分 析 種 植 環(huán)境 得出 對 農(nóng)民 播 種 施 肥 收 割 等 環(huán) 節(jié) 最 精準 的建 議 26 通 過 農(nóng) 機 自 駕儀 農(nóng) 業(yè)無 人 機 遙 感無 人 機 等 實 現(xiàn) 農(nóng) 業(yè)的智能 化 生 產(chǎn) 自 動 化 調(diào) 節(jié) 與 精準 化 管理 27 如 圖 5 3 2智慧工業(yè)園區(qū) 智慧工 廠 依靠 現(xiàn) 代 傳感器 物 聯(lián)網(wǎng) 和 無 線 通信 等 技 術(shù) 加 強 工 廠 的信息 管理 能 力 集 成智慧 總 控 系統(tǒng) 全面 系統(tǒng) 地 掌握 工 廠 生 產(chǎn) 全 流 程 工 廠 中 智慧 移動 平 臺如 機 器 人 無 人 機 的應(yīng)用 可 以實 現(xiàn) 生 產(chǎn)的高 效 性 可 以及 時 準確 地 收 集 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù) 通 過 智慧 總 控 系統(tǒng) 對 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù) 進 行 分 析 從而合理 的 規(guī)劃 和 優(yōu) 化 生 產(chǎn)進程 打 造 生 產(chǎn)智 能 化 的智慧工 廠 29 如 圖 6 3 3智慧 景 區(qū) 圖 5智慧農(nóng) 場示意 圖 28 30 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 智慧 景 區(qū) 是依靠 現(xiàn) 代 信息技術(shù) 對景 區(qū)的 售票 檢 票 參 觀 等 環(huán) 節(jié) 進 行 轉(zhuǎn) 型 升 級 的 新時代景 區(qū) 智慧 景 區(qū) 通 過 線 上 購 票 智能驗 票 智能 支付 等 措 施 為 游 客購 票 檢 票 提 供 方 便 31 景 區(qū)通 過 入 口 處 智能 安 檢 景 區(qū) 內(nèi) 安 裝視 頻 監(jiān)控 危險 情 況 智能 報警 等 措 施 保 障 游 客 出 游 安 全 景 區(qū) 內(nèi) 設(shè) 置 電 子 智能 導 游 為 游 客 進 行 一 對 一 智慧 引 導 并 講 解景 點 極 大 地 提 升 了 游 客 的 游玩樂趣 景 區(qū) 外 智能 停 車 系統(tǒng)的設(shè)計 解 決 了 景 區(qū) 停 車 難 的 困擾 為 游 客 帶 來了 極 大的 方 便 32 如 圖 7 圖 7 智慧景區(qū) 總 體架構(gòu) 33 4 發(fā)展趨勢 4 1通信 極 速 化 隨著 5G的發(fā)展 甚至 6G技術(shù)的出 現(xiàn) 以通信技術(shù) 為 基礎(chǔ) 的 領(lǐng)域?qū)?迎 來 飛 速 發(fā)展 而 智慧園區(qū) 同 樣 將 獲 得 新 的發(fā)展 機遇 智慧園區(qū) 在 通信技術(shù)的 支撐 下 可 以實 現(xiàn) 通信 極 速 化 而 極 速 化 的通信 速度 與 極 低 的 延遲必 將 引 起 新 的 質(zhì)變 34 4 2平 臺 集 成 化 隨著 集 成 控 制 技術(shù)的發(fā)展 總 控 系統(tǒng) 將 迎 來大的 突 破 園區(qū)的 管理 集 成 化將 走 上 新 的 臺階 總 控 系統(tǒng) 將分 散 在 各 個 部 門 的 管理 系統(tǒng) 對 接 起 來 統(tǒng) 一 入 口 統(tǒng) 一 認 證 數(shù) 據(jù) 共享 實 現(xiàn) 真正的 總 控 概念 將 工 作 集 中 在 一 個 總 控 系統(tǒng) 上 提高園區(qū)的 管理 效 率 35 4 3無 線 網(wǎng)絡(luò) 化 隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展 傳感器 將 會 實 現(xiàn) 無 線 網(wǎng)絡(luò) 化 可 實 現(xiàn) 傳感器與 其 他 傳感器 之 間 傳感器與 移動 平 臺之 間 傳感器與 總 控 系統(tǒng) 之 間 的 資 源 共享 4 4網(wǎng)絡(luò)覆蓋 化 隨著 網(wǎng)絡(luò) 設(shè) 施 的發(fā)展 未 來智慧園區(qū) 必 須 完善 基礎(chǔ) 設(shè) 施 建設(shè) 將有 線 與無 線 融 合 多 種 方式 接入 高 速 寬帶 實 現(xiàn) 園區(qū) 內(nèi) 隨 時 隨 地 無 所 不 在 的 網(wǎng)絡(luò) 全 覆蓋 4 5環(huán)境 綠色 化 隨著 可 持 續(xù) 發(fā)展 理 念的 深 入 智慧園區(qū) 會 充 分 利 用 園區(qū) 內(nèi) 的能 源 和 資 源 做 到 資 源 與 服務(wù) 按 需使 用 低 碳 環(huán) 保 節(jié) 能 減 排 提 供 綠色 可 持 續(xù) 發(fā)展的 環(huán)境 36 為園區(qū) 用 戶帶 來 更 好 的 生 活 體 驗 5結(jié)束語 目 前 智慧園區(qū) 在 我國 的發(fā)展 一 片 欣欣 向 榮 智慧 園區(qū)的建設(shè) 如 火 如 荼 但 仍 存在 發(fā)展 水平參 差 不 齊 東 西 部 差 距明顯 的 問題 而且存在 智慧 用來 裝 樣 子 信 息 孤 島沒 有 大 腦 等問題 智慧園區(qū)的發(fā)展 仍 然 任 重 而 道 遠 但無 可 否認 的 是 隨著 5G 傳感器 人 工智能 等 技術(shù) 進 一步 發(fā)展 智慧園區(qū) 必 將 迎 來 更 大的發(fā)展 空 間 未 來 我國 智慧園區(qū)的建設(shè) 將 會 向 集 成 化 網(wǎng)絡(luò) 化 綠色 化 發(fā) 圖 6美 的 微清馬龍 工業(yè)園區(qū) 5G 工業(yè) 互聯(lián) 網(wǎng)應(yīng)用 架構(gòu) 30 31 2021年 1期 傳感器與物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè)導刊 JournalofSmartAgriculture 展 建 造 真正 智慧 的智慧園區(qū) 37 參考文獻 1 何 飛 國家 級 園區(qū) 領(lǐng)銜 主 演 智慧園區(qū) 建 設(shè) J 裝備 制 造 2013 10 90 91 2 閆 成 群 智慧園區(qū)的 總 體 規(guī) 劃與 研 究 J 智 能 建筑 與 智慧 城 市 2020 12 84 86 3 王力 陳德民 智慧園區(qū) 物聯(lián) 網(wǎng)發(fā)展的 快車道 J 現(xiàn) 代 電信 科 技 2017 47 03 42 46 4 吳建 功 曾令娟 美 國高 技術(shù)園區(qū)的發(fā)展及 其 對 我國自 貿(mào) 區(qū) 建 設(shè)的 啟示 J 經(jīng)濟 研 究 導 刊 2016 06 142 143 154 5 徐振強 德 國 工業(yè) 4 0 科 技園區(qū) 創(chuàng) 新 創(chuàng) 業(yè) 生態(tài)體 系 研 究 基 于 對 柏林州 Adlershof科 技園的案 例 研 究 J 中 國 名 城 2015 11 38 49 6 馬 中 駿 智慧園區(qū)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展 趨勢 和 現(xiàn)狀 比較 分析 J 城 市 建 設(shè) 理 論 研 究 電 子 版 2019 09 192 193 7 楊 凱 瑞 張毅 何 忍星 智慧園區(qū)的概念 目 標 與 架構(gòu) J 中 國 科 技論 壇 2019 01 115 122 8 艾小杰 智慧 城 市 建 設(shè)下智慧園區(qū) 規(guī) 劃 設(shè)計探 索 J 居 業(yè) 2020 12 15 16 9 WangY YaliW ZhiguoS etal Schemedesignof SmartPlatformfortheAgriculturalScienceandTechnology Park J JournalofPhysics ConferenceSeries 2020 1673 1 10 ZhenfengG Zhibin F Innovation Capability ofSmart EntrepreneurialParkBasedonFPGAandWirelessSensors J MicroprocessorsandMicrosystems 2020 prepublish 11 李 金 暢 陽林 邱燦 文 等 基 于 電 動賽車 的 無 人 賽車 設(shè)計 J 農(nóng)業(yè) 裝備 與 車輛 工 程 2019 57 10 34 36 12 肖 宇麒 智 能傳感 技術(shù)的發(fā)展 與 應(yīng)用 J 電 子 技術(shù) 與 軟件 工 程 2021 01 104 105 13 孟月 華 為 邱 真 5G 新基 建 打 造 智慧園區(qū)新 生態(tài) 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 計算 機科學與電 子 技術(shù) 國 際 學會 ComputerScience andElectronicTechnologyInternationalSociety 2019 4 16 PrakashKB NayakJ MadhhavBT etal BigData AnalyticsandIntelligentTechniquesforSmartCities M CRC Press 2021 17 劉 柯 孫超 5G時代 傳 輸 網(wǎng)絡(luò) 建 設(shè) 策略 研 究 C 2020年 智 慧工 程 建造 設(shè)計 座談 會 一 2020 9 18 卜忠貴 肖子 玉 李 朝干 等 5G智慧園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方 法 與 應(yīng)用 J 電信 工 程 技術(shù) 與 標 準化 2020 33 05 26 32 19 周瑩 5G來 襲港 城如何承接 機 遇 N 連云港日報 2020 05 06 015 20 毛秋紅 民 用 無 人機 的 十 八般武藝 N 北京日報 2020 03 18 013 21 許幸榮 劉 琪 王 題 等 基 于 5G的智慧園區(qū) 自 動駕駛 業(yè)務(wù) 分析及解決方案 J 信息 通 信 技術(shù) 2020 14 05 35 42 22 王德 超 胡東梅 田欣欣 等 無 人 船 在 水 下 測 量 中的應(yīng)用 C 石油天 然 氣 勘察 技術(shù)中 心 站 第二十 八 次 技術(shù) 交流研 討 會 2020 4 23 HoonLS HeeSD WooLD ActualCasesofInternet ofThingonSmartCityIndustry J JournalofConvergence SocietyforSMB 2016 6 4 65 70 24 杜 新 忠 徐 松巖 園區(qū) 信息 化管 理與 智慧園區(qū) 建 設(shè) J 城 市 建 設(shè) 理 論 研 究 電 子 版 2020 13 119 25 LinTC FangD Usingaserviceblueprintandtheser vicecatalogueconcepttoplanasmartgovernancesystem thecasestudyofthesouthernTaiwansciencepark J Inter nationalJournalofElectronicGovernance 2019 11 4 1 26 李 泳琪 智慧農(nóng) 場 解決 傳統(tǒng) 農(nóng)業(yè)發(fā)展 痛 點的路 徑 研 究 J 現(xiàn) 代農(nóng)業(yè) 研 究 2020 26 07 41 42 27 張 文 斌 張龍 全 齊寶萍 基 于 無