基于SpringCloud微服务架构的智慧园区综合管理平台的研究与设计

田小玲

摘 要 为了提高传统园区的数据处理和降低其运营能耗，提出了一个基于Spring Cloud微服务架构的智慧园区综合管理平台设计方案。在此基础上，首先分析了智慧园区各个业务模块，并结合Spring Cloud技术，将园区的各个业务依照不同功能分派到多个微服务上进行。通过微服务技术实现了平台软件架构的低耦合，高复用，能够更加敏捷地适应业务规则的变化。

关键词 智慧园区；Spring Cloud；微服务；综合平台

引言

随着各个产业的快速发展，以及全球低碳化的趋势给产业聚集地，即产业园区提出了新的发展要求。即现在的各个产业园区的发展遇到了两个瓶颈：第一，数据处理能力跟不上行业的发展，容易形成信息孤岛，不能够为园区内的企业和员工提供更加高效的服务；第二，园区的能耗高，不能对园区内的空调，路灯以及其他各种能耗设备进行高效率的管理，与低碳化背道而驰。

随着物联网，云计算以及大数据等新兴技术的发展，为传统产业园区升级为智慧园区提供很好的技术支持，最终通过智慧园区能够很好地解决上述两个问题，通过物联网技术，可以让每个可感知的数据单元互联互通，并将感知数据通过互联网汇总到云計算平台，并通过大数据分析平台进行智能分析，为园区管理层提供决策支持。从而构建集数字化、低碳化、智能化以及高效化于一体的智慧园区。通过对园区内海量数据中不断进行数据挖掘与筛选，从而形成各种关键数据的分析报表。而进一步可以将这些趋势分析作为决策依据，让园区管理层的每一个决策更有针对性和实效性，从而提高了园区的服务效率。另外通过大数据平台，在供水、供电、供气、通讯、交通、仓储及其他配套设施等管理方面更加可控更加智能，大幅降低园区的能耗，使得园区运营更环保，更低碳。

本文介绍了一个智慧园区综合管理平台设计方案，该方案采用Spring Cloud微服务架构，其各个微服务之间高内聚，低耦合，利于扩展，大大提升了该平台的运行效率[1]。

1 Spring Cloud微服务架构

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring并没有重复制造轮子，它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

Spring Cloud正是对Netflix的多个开源组件进一步的封装而成，同时又实现了和云端平台，和Spring Boot开发框架很好的集成。

Spring Cloud是一个相对比较新的微服务框架，2016年才推出1.0的release版本，虽然Spring Cloud时间最短，但是相比Dubbo等RPC框架，Spring Cloud提供的全套的分布式系统解决方案。

Spring Cloud 为开发者提供了在分布式系统（配置管理，服务发现，熔断，路由，微代理，控制总线，一次性token，全居琐，leader选举，分布式session，集群状态）中快速构建的工具，使用Spring Cloud的开发者可以快速启动服务或构建应用、同时能够快速和云平台资源进行对接[2]。

2 智慧园区业务分析

智慧园区的建设目标是为了实现园区的数字化，低碳化及智能化，从而提高了园区的运营效率及更加环保。依据以上建设目标，智慧园区的业务如下：

从上图可知智慧园区包括六大功能模块：出入管理，信息管理，企业服务，视频监控，停车场管理以及绿色节能。出入管理主要功能是对人员进行管理，包括内部员工以及访客，包括2个子模块，门禁系统和一卡通服务。信息管理主要功能是管理园区相关办公信息的发布与交互以及档案管理。企业服务主要功能包括招商服务和政务服务，前者是吸引企业入驻园区，后者是为园区内企业提供报税，IT等相关服务。视频监控的主要功能加强园区安防管理，在特定位置安装各类报警设备，加强园区安防管理，并配有通信系统以及巡逻人员及相应巡逻任务的管理系统。停车场管理的主要功能是对车辆从进入园区至离开的流程进行智慧化管理，包括车牌识别和收费管理两大子模块。绿色节能的主要功能是对各类能耗数据的分类采集，整理及分析平台，软件系统以及对园区的各项环境数据进行检测[3]。

3 智慧园区架构设计

从Spring Cloud微服务架构分析中，可知，其中最为关键是微服务集群的设计，它的设计和智慧园区的业务密切相关，因此，结合Spring Cloud微服务架构和智慧园区的业务，可设计出智慧园区的架构，如下图：

从上图可知，服务集群包括12大服务，分别是GIS，支付，大数据，智能分析，移动服务，报表，IM服务，MQ服务，调度服务，推送服务，缓存服务及配置服务。GIS服务是对智慧园区的出入管理，视频监控，停车场以及绿色节能四大业务提供地图及位置服务；支付服务则是通过各种支付接口为消费者提供付款服务，如停车缴费以及企业服务方面的缴费等；大数据服务是对智慧园区各个业务的数据进行集中的云端管理。智能分析服务则是对智慧园区各个业务的数据进行智能化分析，从而为提高的园区的运营效率提供各种决策依据；报表服务是向园区运营人员提供各种可定制的报表。而其他服务则提供最基础的通讯，任务调度，消息推送，缓存及配置服务。通过微服务技术实现了平台软件架构的低耦合，高复用，能够更加敏捷地适应业务规则的变化[4]。

4 结束语

本文针对当前传统园区存在的两个问题：数据处理能力跟不上行业发展以及园区能耗高，不够环保，提出了一种基于Spring Cloud微服务架构的智慧园区综合管理平台，介绍了Spring Cloud 微服务的基本概念，详细设计了平台的架构，介绍了各个微服务的作用，并且在架构中，各功能组件在结构上实现了低耦合，高内聚。本文对从事智慧园区相关开发人员具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 王文利.智慧园区实践[M].北京：人民邮电出版社，2018：191.

[2] 任浩.园区不惑[M].上海：上海人民出版社，2018：61-63.

[3] 董超，胡炽维.Spring Cloud微服务架构开发实战[M].北京：机械工业出版社，2018：75.

[4] 徐锋.有效需求分析[M].北京：电子工业出版社，2017：77.