基于云架构的物联融合网络设计与应用

文/缪运录 王晖

1 引言

油品销售企业在市场竞争日益严峻和互联网商业模式的双重挑战下，为加快适应互联网新零售业态，正在由传统油品销售网点趋向新零售综合服务智慧门店加速转型。如何构建具有“物联融合、云化管理、智能审计、营销决策”特征的网络系统是我们亟需解决的首要问题。在此基础上，建立深度融合多样化的物联感知体系，完善线上线下的互联网化应用，赋予数字化营销决策能力，进一步提升差异化的用户体验。

2 现状分析

传统油品销售网点的无线网络环境功能单一，通常只能提供客户无线互联网接入的功能，在功能扩展、应用集成、业务弹性等方面存在不足，主要表现在：

（1）在接入功能扩展方面，缺乏对无线终端设备、物联设备等内网应用的接入支持；

（2）在应用集成方面，缺乏对面向客户的APP互联网应用和对环境照明控制、电子价签等物联系统的集成整合；

（3）客户认证方式不安全，缺乏安全审计管控，不符合非经营性互联网信息服务要求；

（4）传统模式的网络管理平台具有重资产投入属性，难以根据业务场景需求变化进行弹性容量调整。

3 系统功能架构

基于传统模式下的无线网络环境的存在的不足，结合新零售智慧门店的应用需求，提出构建“物联融合、云化管理、营销决策、智能审计”特征的融合网络系统的整体解决方案。具体系统功能架构如图1。

3.1 设备接入层

图1：物联融合网络系统功能架构

具备Wi-Fi网络与物联网络融合，兼顾内部专用网络与互联网应用，支持多样化的设备接入。

（1）用于经营管理类的移动POS终端、广告发布、巡检终端、盘点枪等内网应用；

（2）用于提供客户极速浏览网络及APP应用的互联网应用；

（3）用于资产标签、电子价签、照明控制等物联网应用。

3.2 云管理平台

采用轻资产型的云化管理模式，无需在本地搭建基础网络环境、硬件服务器及部署应用系统。云管理平台集成了认证服务、网管服务、日志服务、运维服务、配置服务、资产管理、设备监控等功能，同时提供多种API接口，可根据自身需求定制开发个性化服务。

3.3 应用业务层

根据业务需求，承载各种不同的业务应用，构建开放生态圈。

（1）支持营销场景应用，结合智慧门店的油品业务和非油品业务特点，为到店客户提供信息推送、电子优惠券、扫描购物、自助设备、闪付加油、电子发票等应用，同时通过分析客流数据为营销决策提供依据，辅助制定营销组合方案；

（2）支持物联场景应用，主要通过Bluetooth、RFID、ZigBee等协议接入各类物联设备，支持资产管理、照明控制、电子价签等物联网应用。

4 关键技术与实现方式

4.1 云管理架构

与传统模式组网的相比较，云管理平台可提供端到端的云化管理能力。企业根据零售业务发展，弹性调整管理容量，优化和节约企业投资，从而可以大幅降低CAPEX（企业资本性支出）和OPEX（运营成本）。因此，云管理架构提供一种全场景、全生命周期、全商业模式的网络设备云化管理解决方案。

基于公有云部署的云管理平台，简化了分支网络结构。智慧门店通过运营商网络，使用公网传输协议对设备进行统一管理和认证授权。在该场景中，只有客户或企业终端上网络流量不经过云平台管理，但是，终端设备的管理信息、配置信息、认证授权等流量采用NETCONF、HTTP2.0、HTTPS三种协议加密传输，提供安全的数据通道，确保客户网络安全。其中NETCONF通道包含设备注册上线，下发配置信息；HTTP2.0通道包含设备性能数据上报，认证授权信息等；HTTPS下载版本、补丁升级，Portal页面推送。

采用集群、容灾技术充分保障了云平台的可靠性。软件系统集成部署在云平台上，当节点故障后，业务无缝切至其他节点。同时节点可根据业务规模支持动态扩容。实现快速部署设备，云端网规网优，即插即用，提供注册查询中心，DHCP及APP扫码等配置部署方式，适用于各类网络应用场景。

图2：APP认证授权过程

4.2 云管理运维

主要分为站点运维和设备运维，提供实时远程监控与运维服务，实现在线云巡检，云端集中运维，自动展现巡检报告。

（1）站点运维可统一展示网络速率、接入用户时间、终端流量等业务统计信息，为大数据分析提供基础数据；

（2）设备运维可统一展现设备版本、型号、设备接口、SSID等基本信息，同时实时显示设备CPU、内存、流量速率、设备接入用户数、在设备线情况、设备告警等运维状态信息；

（3）采用无线射频调优工具，综合应用站点当前射频信道利用率、干扰率、噪声等Wi-Fi健康状态信息，通过智能调优算法并结合现网经验数据，进行定时或自动优化，实现无线网络自愈，提升用户体验。

4.3 认证方式

支持微信认证、短信认证、Portal认证等多种形式的终端认证方式。同时，提供个性化用户认证方式，与企业APP应用集成实现注册用户免认证上网。

具体实现方式如下：新用户向AP发送http请求，则AP返回一个重定向URL，同时携带设备MAC等参数。将传递设备MAC参数信息发送到APP后台进行合法性验证，验证通过后向云管理平台调用授权接口。云端的无线控制器给站点的AP设备进行授权，并向云管理平台返回授权结果。APP后台查询授权结果，经确认一致后告知云管理平台放行，则APP注册用户可访问网络。当APP注册用户第二次访问站点AP设备时，只要确保APP处于登录状态即可默认接入网络。由于APP注册用户的设备MAC信息已同步的本地可信的MAC数据库，从而实现了APP注册用户免认证上网。如图2所示。

4.4 智慧安全审计

智慧门店作为非经营性互联网信息服务提供者，从事非经营性互联网信息服务时，应当遵守国家的有关规定，接受有关部门依法实施的监督管理。同时保障公共场所无线上网服务的场所，不被不法分子利用安全隐患，窃取用户个人信息和实施诈骗等违法犯罪活动。

国家分别于2017年6月、2018年11月颁布施行了《中华人民共和国网络安全法》和《公安机关互联网安全监督检查规定》，进一步明确了非经营性公共场所无线上网安全管理条例和企业运营商的权利和义务。云管理平台提供第三方接口，将平台接入安全审计系统进行联网对接数据，上传审计数据至属地公安网监部门的对接系统。基于上述需求进行三方面功能审计：

（1）前端设备审计，实现审计数据提取，包含上网行为数据记录、上网内容捕获、信息监控搜索引擎、支持虚拟身份的协议分析还原获取；

（2）审计管理服务，系统组件数据实时在线监控，异常情况预警，故障处理；

（3）设备日志传输，传输符合公安网监要求的用户上网日志数据至公安网监系统。

5 新零售应用场景

新零售是以互联网为依托，通过运用大数据、人工智能等先进技术手段，对商品的生产、流通与销售过程进行升级改造，进而重塑业态结构与生态圈，并对线上服务、线下体验以及现代物流进行深度融合的零售新模式。

5.1 物联应用场景

加快构建Wi-Fi与IOT的融合网络支撑向新零售转型。为了给新零售环境下的门店赋能，结合各种应用业务场景，提供广泛的零售应用场景的连接器，包括以智能设备为代表的硬件连接服务和以业务应用为代表的数据服务，不断提升客户体验和提高运营效率。

（1）电子价签应用场景，实现动态智能价格管理、实时库存管理及预警功能，同时以价签承载扫码购入口，增加营销触点；

（2）资产标签应用场景，实现在线资产盘点，自动刷新资产盘点，资产使用率可视化管理等；

（3）环境管理场景，智能感知和调节环境的温度、湿度、光照等指标，实现门店设施能耗的统一管理。

5.2 大数据分析场景

基于物联Wi-Fi网络覆盖，利用云管理平台的定位能力、数据分析能力，综合应用大数据分析应用场景，实施精准营销资源投放，实现商业价值。

（1）AP客流量收集统计和AP终端行为分析。利用网络级定位统计进站客户，结合后台用户数据区分会员和非会员；利用蓝牙定位，可以统计精度1米范围内的进点客户；

（2）通过分析统计客户进店率，开展VIP顾客到店关怀主题活动，通过APP推送差异化的VIP促销信息、优惠券等营销信息，从而推动精准营销。

6 结束语

在新零售模式驱动下，构建基于物联融合、云化管理的无线网络基础设施，快速扩展以智能物联设备和智能应用的连接器，统筹应用大数据分析能力，不断提升客户体验和提高运营效率，对加快传统油品销售企业向新零售综合服务商转型具有非常重要的意义。