基于云架構的物聯融合網絡設計與應用

文/繆運錄 王暉

1 引言

油品銷售企業在市場競爭日益嚴峻和互聯網商業模式的雙重挑戰下，為加快適應互聯網新零售業態，正在由傳統油品銷售網點趨向新零售綜合服務智慧門店加速轉型。如何構建具有“物聯融合、云化管理、智能審計、營銷決策”特征的網絡系統是我們亟需解決的首要問題。在此基礎上，建立深度融合多樣化的物聯感知體系，完善線上線下的互聯網化應用，賦予數字化營銷決策能力，進一步提升差異化的用戶體驗。

2 現狀分析

傳統油品銷售網點的無線網絡環境功能單一，通常只能提供客戶無線互聯網接入的功能，在功能擴展、應用集成、業務彈性等方面存在不足，主要表現在：

（1）在接入功能擴展方面，缺乏對無線終端設備、物聯設備等內網應用的接入支持；

（2）在應用集成方面，缺乏對面向客戶的APP互聯網應用和對環境照明控制、電子價簽等物聯系統的集成整合；

（3）客戶認證方式不安全，缺乏安全審計管控，不符合非經營性互聯網信息服務要求；

（4）傳統模式的網絡管理平臺具有重資產投入屬性，難以根據業務場景需求變化進行彈性容量調整。

3 系統功能架構

基于傳統模式下的無線網絡環境的存在的不足，結合新零售智慧門店的應用需求，提出構建“物聯融合、云化管理、營銷決策、智能審計”特征的融合網絡系統的整體解決方案。具體系統功能架構如圖1。

3.1 設備接入層

圖1：物聯融合網絡系統功能架構

具備Wi-Fi網絡與物聯網絡融合，兼顧內部專用網絡與互聯網應用，支持多樣化的設備接入。

（1）用于經營管理類的移動POS終端、廣告發布、巡檢終端、盤點槍等內網應用；

（2）用于提供客戶極速瀏覽網絡及APP應用的互聯網應用；

（3）用于資產標簽、電子價簽、照明控制等物聯網應用。

3.2 云管理平臺

采用輕資產型的云化管理模式，無需在本地搭建基礎網絡環境、硬件服務器及部署應用系統。云管理平臺集成了認證服務、網管服務、日志服務、運維服務、配置服務、資產管理、設備監控等功能，同時提供多種API接口，可根據自身需求定制開發個性化服務。

3.3 應用業務層

根據業務需求，承載各種不同的業務應用，構建開放生態圈。

（1）支持營銷場景應用，結合智慧門店的油品業務和非油品業務特點，為到店客戶提供信息推送、電子優惠券、掃描購物、自助設備、閃付加油、電子發票等應用，同時通過分析客流數據為營銷決策提供依據，輔助制定營銷組合方案；

（2）支持物聯場景應用，主要通過Bluetooth、RFID、ZigBee等協議接入各類物聯設備，支持資產管理、照明控制、電子價簽等物聯網應用。

4 關鍵技術與實現方式

4.1 云管理架構

與傳統模式組網的相比較，云管理平臺可提供端到端的云化管理能力。企業根據零售業務發展，彈性調整管理容量，優化和節約企業投資，從而可以大幅降低CAPEX（企業資本性支出）和OPEX（運營成本）。因此，云管理架構提供一種全場景、全生命周期、全商業模式的網絡設備云化管理解決方案。

基于公有云部署的云管理平臺，簡化了分支網絡結構。智慧門店通過運營商網絡，使用公網傳輸協議對設備進行統一管理和認證授權。在該場景中，只有客戶或企業終端上網絡流量不經過云平臺管理，但是，終端設備的管理信息、配置信息、認證授權等流量采用NETCONF、HTTP2.0、HTTPS三種協議加密傳輸，提供安全的數據通道，確保客戶網絡安全。其中NETCONF通道包含設備注冊上線，下發配置信息；HTTP2.0通道包含設備性能數據上報，認證授權信息等；HTTPS下載版本、補丁升級，Portal頁面推送。

采用集群、容災技術充分保障了云平臺的可靠性。軟件系統集成部署在云平臺上，當節點故障后，業務無縫切至其他節點。同時節點可根據業務規模支持動態擴容。實現快速部署設備，云端網規網優，即插即用，提供注冊查詢中心，DHCP及APP掃碼等配置部署方式，適用于各類網絡應用場景。

圖2：APP認證授權過程

4.2 云管理運維

主要分為站點運維和設備運維，提供實時遠程監控與運維服務，實現在線云巡檢，云端集中運維，自動展現巡檢報告。

（1）站點運維可統一展示網絡速率、接入用戶時間、終端流量等業務統計信息，為大數據分析提供基礎數據；

（2）設備運維可統一展現設備版本、型號、設備接口、SSID等基本信息，同時實時顯示設備CPU、內存、流量速率、設備接入用戶數、在設備線情況、設備告警等運維狀態信息；

（3）采用無線射頻調優工具，綜合應用站點當前射頻信道利用率、干擾率、噪聲等Wi-Fi健康狀態信息，通過智能調優算法并結合現網經驗數據，進行定時或自動優化，實現無線網絡自愈，提升用戶體驗。

4.3 認證方式

支持微信認證、短信認證、Portal認證等多種形式的終端認證方式。同時，提供個性化用戶認證方式，與企業APP應用集成實現注冊用戶免認證上網。

具體實現方式如下：新用戶向AP發送http請求，則AP返回一個重定向URL，同時攜帶設備MAC等參數。將傳遞設備MAC參數信息發送到APP后臺進行合法性驗證，驗證通過后向云管理平臺調用授權接口。云端的無線控制器給站點的AP設備進行授權，并向云管理平臺返回授權結果。APP后臺查詢授權結果，經確認一致后告知云管理平臺放行，則APP注冊用戶可訪問網絡。當APP注冊用戶第二次訪問站點AP設備時，只要確保APP處于登錄狀態即可默認接入網絡。由于APP注冊用戶的設備MAC信息已同步的本地可信的MAC數據庫，從而實現了APP注冊用戶免認證上網。如圖2所示。

4.4 智慧安全審計

智慧門店作為非經營性互聯網信息服務提供者，從事非經營性互聯網信息服務時，應當遵守國家的有關規定，接受有關部門依法實施的監督管理。同時保障公共場所無線上網服務的場所，不被不法分子利用安全隱患，竊取用戶個人信息和實施詐騙等違法犯罪活動。

國家分別于2017年6月、2018年11月頒布施行了《中華人民共和國網絡安全法》和《公安機關互聯網安全監督檢查規定》，進一步明確了非經營性公共場所無線上網安全管理條例和企業運營商的權利和義務。云管理平臺提供第三方接口，將平臺接入安全審計系統進行聯網對接數據，上傳審計數據至屬地公安網監部門的對接系統。基于上述需求進行三方面功能審計：

（1）前端設備審計，實現審計數據提取，包含上網行為數據記錄、上網內容捕獲、信息監控搜索引擎、支持虛擬身份的協議分析還原獲??；

（2）審計管理服務，系統組件數據實時在線監控，異常情況預警，故障處理；

（3）設備日志傳輸，傳輸符合公安網監要求的用戶上網日志數據至公安網監系統。

5 新零售應用場景

新零售是以互聯網為依托，通過運用大數據、人工智能等先進技術手段，對商品的生產、流通與銷售過程進行升級改造，進而重塑業態結構與生態圈，并對線上服務、線下體驗以及現代物流進行深度融合的零售新模式。

5.1 物聯應用場景

加快構建Wi-Fi與IOT的融合網絡支撐向新零售轉型。為了給新零售環境下的門店賦能，結合各種應用業務場景，提供廣泛的零售應用場景的連接器，包括以智能設備為代表的硬件連接服務和以業務應用為代表的數據服務，不斷提升客戶體驗和提高運營效率。

（1）電子價簽應用場景，實現動態智能價格管理、實時庫存管理及預警功能，同時以價簽承載掃碼購入口，增加營銷觸點；

（2）資產標簽應用場景，實現在線資產盤點，自動刷新資產盤點，資產使用率可視化管理等；

（3）環境管理場景，智能感知和調節環境的溫度、濕度、光照等指標，實現門店設施能耗的統一管理。

5.2 大數據分析場景

基于物聯Wi-Fi網絡覆蓋，利用云管理平臺的定位能力、數據分析能力，綜合應用大數據分析應用場景，實施精準營銷資源投放，實現商業價值。

（1）AP客流量收集統計和AP終端行為分析。利用網絡級定位統計進站客戶，結合后臺用戶數據區分會員和非會員；利用藍牙定位，可以統計精度1米范圍內的進點客戶；

（2）通過分析統計客戶進店率，開展VIP顧客到店關懷主題活動，通過APP推送差異化的VIP促銷信息、優惠券等營銷信息，從而推動精準營銷。

6 結束語

在新零售模式驅動下，構建基于物聯融合、云化管理的無線網絡基礎設施，快速擴展以智能物聯設備和智能應用的連接器，統籌應用大數據分析能力，不斷提升客戶體驗和提高運營效率，對加快傳統油品銷售企業向新零售綜合服務商轉型具有非常重要的意義。