物联网＋标识系统开发关键技术研究

曲振波 周超华

摘要：智慧标识系统是物联网+标识系统的产物，是智慧城市建设体现于标识行业的创新成果。文章立足于物联网技术在标识行业的应用研究，在充分调研物联网技术应用方法、技术构架和开发流程的基础上，归纳总结我国智慧标识行业发展的现状和趋势，明确智慧标识产品研发和推广的关键产品和应用领域，提出符合我国标识行业发展的“物联网+标识”的技术方案，并提出典型的智慧标识系统设计开发方案，为业内计划开展的智慧标识建设项目提供技术依据，为行业发展提供技术参考。

关键词：物联网;智慧标识系统;设计;研究

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2019）03-0156-03

随着我国标识行业生产技术、产业结构和行业发展日趋成熟，物联网+新技术、新工艺的融合创新成为行业热点，智慧标识系统应运而生。智慧标识系统是物联网+标识系统的产物，系统以LCD、PDP、LED、多屏幕拼接墙等作为显示终端，通过物联网技术的应用实现软硬件、远程管理系统有机结合，实现人机交互自助服务系统。该系统因具备功能性强、体验性好、维护便利等传统标识不具备的特点，广泛应用于银行、餐饮、零售、医院、交通等各领域，具有良好的研究和应用前景。目前，中国智慧城市建设已形成遍地开花的总体建设格局，除环渤海、长三角和珠三角三大经济区外，成渝经济圈、武汉城市群、鄱阳湖生态经济区、关中——天水经济圈等中西部地区的智慧城市建设均呈现出良好发展态势。智慧城市管理、智能交通、智慧安防、智慧医疗等方面是当前智慧城市投资的重点方向。

1 物联网+标识技术创新关系分析

物联网是智慧城市建设的核心技术要素，也是标识产业融于智慧城市建设的技术基础。智慧城市作为一种全新的城市发展模式，其核心是通过信息智能技术的广泛应用，实现信息化和城市化高度融合，提高城市基础设施和公共服务的智能化和便捷化。标识系统作为城市环境信息的主要呈现形式，是智慧交通、智慧旅游、智慧社区、智慧建筑等智慧城市建设的重要载体。通过“物联网+标识”的融合创新构建智慧标识系统已经成为智慧城市基础公共服务设施建设的重要内容。智慧城市建设为标识行业发展带来了机会和挑战，也在业态、市場、技术等多方面产生了深远的影响。

1.1 深刻影响标识行业业态和产值

“物联网+标识”为标识行业发展创造了崭新的业态，为行业附加价值的提升打开了大门。纵观标识行业发展历程，从传统制造业到生产性服务业，再到文化创意产业，其业态模式随着材料、工艺、技术的进步不断演化。当下，以互联网、物联网、云计算等技术为核心的智慧城市建设，正在将标识行业与信息产业、安全防护、电子电工等行业的先进技术快速对接，城市标识系统开始展现出了城市综合环境信息平台的容貌。近年来，蓝景光电、澳飞扬、华鑫电子、广育德等业内前端企业已经在光源、终端、智能电源、系统控制等领域推出智能标识新产品，上海市质量和标准化研究院则以公共服务和社会管理需求，以上海中心城区为目标，开展了多项智慧标识系统建设项目。这正是“物联网+标识”的成果体现。

1.2 极大丰富标识产业结构和技术

“物联网+标识”极大丰富了标识产业结构，为企业发展提供了新的战略制高点。智慧城市建设的大背景下，标识企业承接项目中综合性项目越来越多，工程不仅包括导向系统，同时包括视觉形象建设、信息化系统集成、运行管理辅助等内容，这对标识行业和从业主体来说都是一种新的挑战，但同时也意味着一种前所未有的机遇。产业链的进一步完善快速推动行业向专业化、规范化方向发展，做精、做专已成为行业共识，品牌、管理、质量越来越频繁地出现在我们的“朋友圈”里，有识之士早已把对标识行业的“博爱”转化成为“若水三干只取一瓢”，在专业从事智能导向系统开发、智慧信息发布、数字标牌研发方向上谋求更高收益。

1.3 有力支撑服务模式转型和升级

“物联网+标识”为城市公共信息系统建设提供了全新的模式，标识行业正在为新常态下的经济社会发展提供多元化助力。城市标识系统建设是一个多层次、多领域、跨学科的综合性门类，它不仅是工业设计的范畴，更属于城市规划和建设的重要内容，智慧城市让后者属性尤为突出。从城市基础设施建设角度看，标识导向系统的建设应站在服务经济发展、提高城市管理能力的方向展开，这就要求从业企业具备更高的战略眼光和更综合的服务能力。日本建筑大师丹下健三说：“在城市文明的社会中，所谓空间，就是人们交往的场所。因此，随着交往的发展，空间也在不断地向更高级、有机化方向发展”。智慧标识领域不仅仅是通过物联网、人工智能技术的应用实现产品形式和功能的升级，更是在产品背后形成的以智能控制、智能存储和云计算等技术为依托的技术密集型产业，该产业的发展必将极大地拓展和提升标识行业的整体业态。

2 智慧标识系统构建的技术要求

智能标识系统具有传统标识系统的基本特点，如受众广、范围大、点位多等特点，同时由于互联网、物联网等技术的置入，使得智慧标识系统的软件和硬件更加复杂，其技术要求也从钢结构、表面涂装、电气等传统硬件和工艺，进一步扩展到了计算机、网络终端、显示终端、云存储设备等硬件及配套软件（如图1）。

2.1 操作友好性

智慧标识系统的使用者为普通市民、游客，年龄跨度大、文化层次多，因此系统应提供又好的操作界面，达到操作便利、内容直观的要求。

2.2 界面美观性

智慧标识系统通常布置在商场、景点、交通枢纽等人群密集区域，其美观程度对城市或特定空间环境具有一定的影响，因此硬件及界面的设计应体现较高的艺术性要求，与周边环境相融合。

2.3 系统安全性

针对人流密集场所的特点，智慧标识系统应保证较高的系统安全性，一方面硬件不应存在任何潜在人身伤害的风险，另一方面要达到项目所需的信息安全等级，严格制定和有效执行应急维护措施，确保系统软硬件安全运行。

2.4 性能高效性

智慧标识系统同时具备软件系统的一般特征，因此其系统应保证合理且较高的性能，在满足项目当前需求的情况下，充分考虑可预见时间内的扩展性需求，保证系统全生命周期的高效运行。

2.5 资源节约性

互联网、电力等基础资源是智慧标识系统正常工作的必备基础要素，因此系统建设及数据传输设置应充分考虑用网和用电需求，合理设定系统网络流量和功率，一方面可以提高系统响应速度，另一方面可以节约成本。

2.6 技术先进性

智慧标识系统是智慧城市建设的重要要素，其技术先进性不仅影响系统本身的运行效率，同时影响其对智慧城市建设的支撑作用。因此，智慧标识系统的构建应在保证安全高效的情况下，积极采用先进技术。

3 智慧标识功能框架及关健技术研究

3.1 智慧标识的分类及特征分析

智慧标识是以物联网技术为基础，借助便携的终端上网设备，主动感知服务资源、经济状况、人流动态、用户等方面的信息，及时发布，让人们能够及时了解这些信息并及时安排和调整出行及路线计划，从而达到对各类服务信息的智能获取、智能感知和快捷利用的效果。智慧标识系统的建设与发展最终将体现在服务功能、用户体验、服务管理和产品及服务营销的四个层面。

根据智能标识系统应用空间特征分类，主要应用于交通、市政、商业、文化、安全五大领域，根据其功能可划分为智能通行系统、智能服务系统和智能疏散系统三类。系统架构包括服务端、使用端和数据中心三个部分。服务端是指向受众提供各类信息的单位和个人，使用端是指通过终端设备获取所需信息的单位和个人，数据中心是服务端和使用端的纽带，进行数据的存储、计算和交流（如图2）。

3.2 智慧标识系统的功能框架

智慧标识系统通常分为开发层（技术层）、平台层（管理层）和应用层（功能层）三个层面，并通过智能服务终端、手机等个人终端实现用户交互，从而达到路线引导、信息发布、服务提供和应急管理等功能。以上海市某智慧商圈服务平台项目为例，该项目开发层以云数据中心为基础，设计了基础平台、用户行为采集、视频监控采集、Web协议对接、政府网站采集和互联网对接6个开发模块;管理层以Web网站为基础，设计了后台管理、客流引导、综合安防、商业推广、环境监测和服务合作6个管理模块;应用层以智能终端为依托，设计了交通查询、购物服务、景点导览、周边信息、便民服务和公共信息6个应用模块，并通过手机等移动终端提供公众号、短信等多种移动服务功能（如图3）。

3.3 智慧標识系统构建的关键技术

智能标识系统具有一体化公共服务平台的系统特点，根据这一特点和后期扩展建设的要求，系统平台在架构设计时需要考虑整个系统架构的完整性，提供可扩充、可运行、可维护的系统平台，并应至少保证持续3-5年的预期使用扩展需求。因此，智能标识系统的构建一般基于SOA的服务架构和B/S多层架构开展，采用J2EE技术进行搭建，并采用HTML5+CSS3前端UI架构实现界面开发。

3.3.1 B/S多层架构

B/S架构是基于浏览器/服务器的体系结构，在当前与未来全球IT技术的应用领域，B/S架构的系统将成为主要的解决方案。B/S架构具备前期实施难度低、后期运维成本低的特点，可以很方便的从Web移植到移动平台上，采用的技术开放性和标准化程度都较高，非常适合于触摸终端的信息化系统。

3.3.2 基于SOA的服务架构

随着一体化公共服务平台系统业务功能的扩展，各个模块之间进行数据的交互共享，因此，平台的建设需要采用易交互、易扩展的架构方式，SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务架构）是最佳选择。在SOA中，围绕服务的所有模式都是以基于标准的技术实现的，服务既可以定义为功能，又可同时对外定义为对象、应用等等。这使得SOA可适应于任何现有系统，并使得系统在集成时不必刻意遵循任何特殊定制。基于SOA的应用能很容易地从这些基础服务架构中添加功能，所以，基于SOA的应用能更快地应对市场变化，为使企业业务部门设计开发出新的功能应用。

3.3.3 采用J2EE技术架构

J2EE是JAVA现在流行的标准规范和一套开发包，由于它是被全球业界认可的开放性、通用性语言，逐渐成为当今系统开发的主要平台。系统基于J2EE体系架构将更加符合开放性标准。J2EE架构与其他架构有明显优势，系统的架构基于J2EE体系，可以最大程度上满足智慧标识系统的开发和升级需求，有效规避技术风险。

3.3.4 采用HTML5+CSS3前端UI架构

HTML5和CSS3是当前最流行和最合适的前端UI技术，几乎现在所有的浏览器都能够很好的支持。使用HTML5技术，可以更好的促进用户与网站间的互动情况，提高可用性和改进用户的友好体验，当涉及到网站的抓取和索引的时候，对于SEO很友好，可移植性非常不错，能够在不牺牲性能和语义结构的前提下，提供了更多的风格和更强的效果，能够自动适应不同的屏幕和分辨率，并自动进行布局调整。

3.3.5 信息安全技术

信息安全等级保护是国家信息安全保障的基本制度、基本策略、基本方法，提供了对信息安全产品或系统的检测、评估以及定级，是适合我国国情、系统化地解决组织信息安全问题的一个非常有效的方法，并由公安部、国家保密局、国务院信息化工作办公室共同指定了《信息安全等级保护管理办法》。智慧标识系统作为公共服务的一个窗口，树立在人流密集场所，面向的是区域内所有人群，受众范围很广，对信息系统的安全性有着严格的要求，一旦信息系统出现故障和破坏，影响面会很广，形象非常不好，甚至可能对社会秩序及公共利益造成严重损害。为确保信息系统的安全，充分考虑智慧标识系统的实际情况，依据《信息系统安全等级保护定级指南》，应满足信息安全等级保护第二级要求。

4 结语

智慧标识系统建设是随着城市信息化建设发展而来的，也随着智慧城市建设快速拓展和推进。开展“物联网+标识”的融合技术创新和方法研究从技术、功能和管理等层面对产业转型和技术升级带来空前的推动力，具有重要的战略意义和广阔的推广应用前景。“物联网+标识行业”的融合研发与应用，必将在推动行业转型升级和供给侧改革方面发挥巨大的作用。

参考文献

[1]安东尼·汤森.智慧城市[M].北京：中信出版社，2015，01.

[2]全国信息技术标准化技术委员会SOA分技术委员会，工业和信息化部电子工业标准化研究院.智慧城市实践指南[M].北京：电子工业出版社，2013，07.

[3]刘荣富等.智慧城市背景下的智能导向系统廷投初探[J].广告锋标，2017，8：30-33.