基于SpringCloud微服務(wù)架構(gòu)的智慧園區(qū)綜合管理平臺的研究與設(shè)計

田小玲

摘 要 為了提高傳統(tǒng)園區(qū)的數(shù)據(jù)處理和降低其運(yùn)營能耗，提出了一個基于Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的智慧園區(qū)綜合管理平臺設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上，首先分析了智慧園區(qū)各個業(yè)務(wù)模塊，并結(jié)合Spring Cloud技術(shù)，將園區(qū)的各個業(yè)務(wù)依照不同功能分派到多個微服務(wù)上進(jìn)行。通過微服務(wù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了平臺軟件架構(gòu)的低耦合，高復(fù)用，能夠更加敏捷地適應(yīng)業(yè)務(wù)規(guī)則的變化。

關(guān)鍵詞 智慧園區(qū)；Spring Cloud；微服務(wù)；綜合平臺

引言

隨著各個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以及全球低碳化的趨勢給產(chǎn)業(yè)聚集地，即產(chǎn)業(yè)園區(qū)提出了新的發(fā)展要求。即現(xiàn)在的各個產(chǎn)業(yè)園區(qū)的發(fā)展遇到了兩個瓶頸：第一，數(shù)據(jù)處理能力跟不上行業(yè)的發(fā)展，容易形成信息孤島，不能夠?yàn)閳@區(qū)內(nèi)的企業(yè)和員工提供更加高效的服務(wù)；第二，園區(qū)的能耗高，不能對園區(qū)內(nèi)的空調(diào)，路燈以及其他各種能耗設(shè)備進(jìn)行高效率的管理，與低碳化背道而馳。

隨著物聯(lián)網(wǎng)，云計算以及大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)升級為智慧園區(qū)提供很好的技術(shù)支持，最終通過智慧園區(qū)能夠很好地解決上述兩個問題，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以讓每個可感知的數(shù)據(jù)單元互聯(lián)互通，并將感知數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)匯總到云計算平臺，并通過大數(shù)據(jù)分析平臺進(jìn)行智能分析，為園區(qū)管理層提供決策支持。從而構(gòu)建集數(shù)字化、低碳化、智能化以及高效化于一體的智慧園區(qū)。通過對園區(qū)內(nèi)海量數(shù)據(jù)中不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與篩選，從而形成各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析報表。而進(jìn)一步可以將這些趨勢分析作為決策依據(jù)，讓園區(qū)管理層的每一個決策更有針對性和實(shí)效性，從而提高了園區(qū)的服務(wù)效率。另外通過大數(shù)據(jù)平臺，在供水、供電、供氣、通訊、交通、倉儲及其他配套設(shè)施等管理方面更加可控更加智能，大幅降低園區(qū)的能耗，使得園區(qū)運(yùn)營更環(huán)保，更低碳。

本文介紹了一個智慧園區(qū)綜合管理平臺設(shè)計方案，該方案采用Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)，其各個微服務(wù)之間高內(nèi)聚，低耦合，利于擴(kuò)展，大大提升了該平臺的運(yùn)行效率[1]。

1 Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的開發(fā)便利性巧妙地簡化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)，如服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊、配置中心、消息總線、負(fù)載均衡、斷路器、數(shù)據(jù)監(jiān)控等，都可以用Spring Boot的開發(fā)風(fēng)格做到一鍵啟動和部署。Spring并沒有重復(fù)制造輪子，它只是將目前各家公司開發(fā)的比較成熟、經(jīng)得起實(shí)際考驗(yàn)的服務(wù)框架組合起來，通過Spring Boot風(fēng)格進(jìn)行再封裝屏蔽掉了復(fù)雜的配置和實(shí)現(xiàn)原理，最終給開發(fā)者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護(hù)的分布式系統(tǒng)開發(fā)工具包。

Spring Cloud正是對Netflix的多個開源組件進(jìn)一步的封裝而成，同時又實(shí)現(xiàn)了和云端平臺，和Spring Boot開發(fā)框架很好的集成。

Spring Cloud是一個相對比較新的微服務(wù)框架，2016年才推出1.0的release版本，雖然Spring Cloud時間最短，但是相比Dubbo等RPC框架，Spring Cloud提供的全套的分布式系統(tǒng)解決方案。

Spring Cloud 為開發(fā)者提供了在分布式系統(tǒng)（配置管理，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，熔斷，路由，微代理，控制總線，一次性token，全居瑣，leader選舉，分布式session，集群狀態(tài)）中快速構(gòu)建的工具，使用Spring Cloud的開發(fā)者可以快速啟動服務(wù)或構(gòu)建應(yīng)用、同時能夠快速和云平臺資源進(jìn)行對接[2]。

2 智慧園區(qū)業(yè)務(wù)分析

智慧園區(qū)的建設(shè)目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)園區(qū)的數(shù)字化，低碳化及智能化，從而提高了園區(qū)的運(yùn)營效率及更加環(huán)保。依據(jù)以上建設(shè)目標(biāo)，智慧園區(qū)的業(yè)務(wù)如下：

從上圖可知智慧園區(qū)包括六大功能模塊：出入管理，信息管理，企業(yè)服務(wù)，視頻監(jiān)控，停車場管理以及綠色節(jié)能。出入管理主要功能是對人員進(jìn)行管理，包括內(nèi)部員工以及訪客，包括2個子模塊，門禁系統(tǒng)和一卡通服務(wù)。信息管理主要功能是管理園區(qū)相關(guān)辦公信息的發(fā)布與交互以及檔案管理。企業(yè)服務(wù)主要功能包括招商服務(wù)和政務(wù)服務(wù)，前者是吸引企業(yè)入駐園區(qū)，后者是為園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供報稅，IT等相關(guān)服務(wù)。視頻監(jiān)控的主要功能加強(qiáng)園區(qū)安防管理，在特定位置安裝各類報警設(shè)備，加強(qiáng)園區(qū)安防管理，并配有通信系統(tǒng)以及巡邏人員及相應(yīng)巡邏任務(wù)的管理系統(tǒng)。停車場管理的主要功能是對車輛從進(jìn)入園區(qū)至離開的流程進(jìn)行智慧化管理，包括車牌識別和收費(fèi)管理兩大子模塊。綠色節(jié)能的主要功能是對各類能耗數(shù)據(jù)的分類采集，整理及分析平臺，軟件系統(tǒng)以及對園區(qū)的各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測[3]。

3 智慧園區(qū)架構(gòu)設(shè)計

從Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)分析中，可知，其中最為關(guān)鍵是微服務(wù)集群的設(shè)計，它的設(shè)計和智慧園區(qū)的業(yè)務(wù)密切相關(guān)，因此，結(jié)合Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)和智慧園區(qū)的業(yè)務(wù)，可設(shè)計出智慧園區(qū)的架構(gòu)，如下圖：

從上圖可知，服務(wù)集群包括12大服務(wù)，分別是GIS，支付，大數(shù)據(jù)，智能分析，移動服務(wù)，報表，IM服務(wù)，MQ服務(wù)，調(diào)度服務(wù)，推送服務(wù)，緩存服務(wù)及配置服務(wù)。GIS服務(wù)是對智慧園區(qū)的出入管理，視頻監(jiān)控，停車場以及綠色節(jié)能四大業(yè)務(wù)提供地圖及位置服務(wù)；支付服務(wù)則是通過各種支付接口為消費(fèi)者提供付款服務(wù)，如停車?yán)U費(fèi)以及企業(yè)服務(wù)方面的繳費(fèi)等；大數(shù)據(jù)服務(wù)是對智慧園區(qū)各個業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的云端管理。智能分析服務(wù)則是對智慧園區(qū)各個業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，從而為提高的園區(qū)的運(yùn)營效率提供各種決策依據(jù)；報表服務(wù)是向園區(qū)運(yùn)營人員提供各種可定制的報表。而其他服務(wù)則提供最基礎(chǔ)的通訊，任務(wù)調(diào)度，消息推送，緩存及配置服務(wù)。通過微服務(wù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了平臺軟件架構(gòu)的低耦合，高復(fù)用，能夠更加敏捷地適應(yīng)業(yè)務(wù)規(guī)則的變化[4]。

4 結(jié)束語

本文針對當(dāng)前傳統(tǒng)園區(qū)存在的兩個問題：數(shù)據(jù)處理能力跟不上行業(yè)發(fā)展以及園區(qū)能耗高，不夠環(huán)保，提出了一種基于Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的智慧園區(qū)綜合管理平臺，介紹了Spring Cloud 微服務(wù)的基本概念，詳細(xì)設(shè)計了平臺的架構(gòu)，介紹了各個微服務(wù)的作用，并且在架構(gòu)中，各功能組件在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了低耦合，高內(nèi)聚。本文對從事智慧園區(qū)相關(guān)開發(fā)人員具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文利.智慧園區(qū)實(shí)踐[M].北京：人民郵電出版社，2018：191.

[2] 任浩.園區(qū)不惑[M].上海：上海人民出版社，2018：61-63.

[3] 董超，胡熾維.Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018：75.

[4] 徐鋒.有效需求分析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017：77.