CN109600729B - 一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法，该景区设施管理系统包括数据中心、网络存储模块、信息传输节点模块、用户账户管理模块、景区设施管理模块、标签管理模块和用户终端；标签管理模块与景区设施管理模块信号连接，景区设施管理模块和用户终端与信息传输节点模块通讯连接；信息传输节点模块与网络存储模块通讯连接；网络存储模块分别与数据中心和用户账户管理模块通信连接。本发明采用不同的优先级处理模式，使用户点检异常拥有最高优先级，优先中断处理；采用景区分区、物理地址绑定和景区地图结合的模式，能够最快的确认异常的景区设施位置、类型和异常原因。

Description

一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及物联网应用领域，尤其涉及一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法。

背景技术

旅游景区为了向游客提供人性化、现代化的服务，常常会在景区内设置配套设施，包括停车场、游览引导设备、医疗设备、储存设备、公厕、无障碍设施、电信设施和垃圾箱等。

传统的景区设施管理需要由用户搜集设施相关信息，设施并不会主动上报自身运行情况或故障信息，需要由管理人员进行定期巡查，并对设施的信息进行判断后，方能发现故障并排查故障原因。这种方法无法实现直观、远程监管，对用户的专业水平有着较高的要求，排除设备故障花费时间较多，往往导致维护不及时，会严重影响游客体验。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种具有不同优先级的信息处理策略、采用LoRa物联网传输模式、对景区设施进行精确划区、各分区对应唯一信息传输节点、运用统一的景区设置状态信息格式、处理效率高的基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法。

一方面，本发明提供了一种基于物联网的景区设施管理系统，包括数据中心、网络存储模块、信息传输节点模块、用户账户管理模块、景区设施管理模块、标签管理模块和用户终端；所述标签管理模块与景区设施管理模块信号连接，景区设施管理模块和用户终端与信息传输节点模块通讯连接；信息传输节点模块与网络存储模块通讯连接；网络存储模块分别与数据中心和用户账户管理模块通信连接；

所述数据中心包含区域设定模块、信息校验模块、地图子系统模块和报警提示模块，区域设定模块用于将景区划块，进行设定区域内景区设施独立管理；信息校验模块用于将预设的景区设施初始状态信息与网络存储模块中暂存的景区设施管理模块上传的景区设施状态信息进行对比，并依照设定的点检周期与标签管理模块上传的景区设施基本信息进行对比；地图子系统模块汇总并管理景区设施的位置信息，将景区设施的位置信息与景区地图结合，将全部景区设施完整的标记在一个景区地图内；报警提示模块用于将信息校验模块检测到的异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块；

所述网络存储模块用于将景区设施管理模块上传的状态信息，以及标签管理模块上传的基本信息按时间顺序进行保存；

所述信息传输节点模块用于将景区设施管理模块上传的景区设施状态信息，以及标签管理模块上传的景区设施基本信息中继发送至网络存储模块，并将数据中心和用户账户管理模块所发出的告警信息反馈至景区设施管理模块上；

所述用户账户管理模块用于用户权限管理和登陆验证，便于管理注册用户的权限、发送用户登陆用户终端的验证信息以及同步接收数据中心经网络存储模块发出的告警信息和景区设施状况查询请求，并将告警信息和景区设施状况查询结果通过信息传输节点模块转发给用户终端；

所述景区设施管理模块用于监控景区设施的运行状态，提供本地检测到的景区设施状态信息，并将本地检测到的景区设施状态信息向所在区域内的信息传输节点模块上传；

所述标签管理模块用于储存和设定RFID电子标签的信息，RFID电子标签设置在每个景区设施上，标签管理模块可将当前的景区设施基本信息经景区设施管理模块和信息传输节点模块发送至网络存储模块；

所述用户终端用于发出登陆请求、查询RFID电子标签的信息、发送查阅景区设施状况的请求、主动录入设施状态信息和接收信息传输节点模块转发的告警信息。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述景区设施管理模块包括MCU、设施状态传感器和本地LoRa传输终端；所述MCU的通用输入输出口与设施状态传感器的输出端信号连接，所述MCU的通用输入输出口通过UART端口与本地LoRa传输终端信号连接。

进一步优选的，所述MCU为STM32L0单片机。

更进一步优选的，所述设施状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、流量传感器、红外传感器、压力传感器、光线传感器和水体环境传感器。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述RFID电子标签为有源RFID电子标签，RFID电子标签存储景区设施的出厂日期、生产厂家、设施所在区域、设施名称、设施类型、设施使用的传感器类型以及设施点检周期的信息。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述信息传输节点模块为LoRa网关。

另一方面，本发明提供了一种基于物联网的景区设施管理方法，包括以下步骤：

A.数据中心的区域设定模块采用划区的方式将景区划分为若干分区，将各分区的设施进行顺序编码，同类型的设施归为一类，所有设施均获得唯一的系统编码，每个分区配置一个信息传输节点模块；

B.在每一景区设施上设置景区设施管理模块，配置好本地设施传感器和本地LoRa传输终端，将各分区的景区设施管理模块的物理地址与该区域的信息传输节点模块绑定；将全部景区设施位置信息汇总并发送给数据中心的地图子系统模块；地图子系统模块将景区设施位置信息与景区地图结合，把所有的景区设施完整的标记在一个景区地图内；

C.本地设施传感器采集正常运行的该景区设施的状态信息，并将状态信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存，作为该景区设施的初始状态信息保存；

D.用户账户管理模块根据用户的注册信息配置用户登陆账号及用户权限，授权用户登陆的用户终端的输入信息可经信息传输节点模块进行数据传输；

E.用户使用注册账号登陆用户终端，将景区设施的初始基本信息录入RFID电子标签中，标签管理模块将景区设施基本信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；

F.景区设施管理模块的设施状态传感器按固定周期将分区内景区设施依照系统编码的顺序，依次进行景区设施当前状态信息的采集，当前景区设施状态信息经景区设施管理模块的本地LoRa传输终端和信息传输节点模块上传至网络存储模块，直到所有分区内所有景区设施完成本轮状态信息上传；

G.数据中心的信息校验模块按顺序对本轮上报的当前景区设施状态信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始状态信息与当前景区设施状态信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，继续进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

H.用户根据设定的点检周期对景区设施进行定期人工巡检，并将当前设施基本信息通过用户终端写入RFID电子标签；更新后的当前设施基本信息由标签管理模块经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；数据中心的信息校验模块实时对当前景区设施基本信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始基本信息与当前景区设施基本信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

I.当景区设施管理模块出现异常时，用户可使用用户终端进行手动输入景区设施当前状态信息，并通过信息传输节点模块将景区设施当前状态信息传输至网络存储模块中。

本发明提供的一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明采用不同的优先级处理模式，用户点检异常拥有最高优先级，实时反馈告警信息，有助于用户在现场第一时间了解景区设施管理模块是否正常工作，以便及时处理景区设施异常状况；

(2)采用景区分区、各分区的景区设施管理模块的物理地址与该分区的信息传输节点模块绑定和景区地图相结合的模式，能够最快的确认异常的景区设施位置、类型，再加上RFID电子标签与景区设施也是一一对应，告警信息能精准定位并及时反馈异常的原因；

(3)采用统一的景区设施状态信息格式和景区设施基本信息格式，识别率高，处理时间短；

(4)景区设施管理模块异常时，可以由人工在用户终端进行手动输入景区设施状态信息格式或者景区设施基本信息格式；

(5)数据可进行基本信息及状态信息的两组信息的并行对比和查询，基本信息结合状态信息能够更加合理的结合各传感器的可靠性及设备的生命周期，提供更加准确的参考管理信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法的系统结构图；

图2为本发明一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法的设施状态从传感器的示意图；

图3为本发明一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法的景区设施状态信息进行信息校验的流程图；

图4为本发明一种基于物联网的景区设施管理系统及其管理方法的景区设施基本信息进行信息校验的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种基于物联网的景区设施管理系统，包括数据中心、网络存储模块、信息传输节点模块、用户账户管理模块、景区设施管理模块、标签管理模块和用户终端。

标签管理模块与景区设施管理模块信号连接，景区设施管理模块和用户终端与信息传输节点模块通讯连接；信息传输节点模块与网络存储模块通讯连接；网络存储模块分别与数据中心和用户账户管理模块通信连接。

数据中心包含区域设定模块、信息校验模块、地图子系统模块和报警提示模块，区域设定模块用于将景区划块，进行设定区域内景区设施独立管理；信息校验模块用于将预设的景区设施初始状态信息与网络存储模块中暂存的景区设施管理模块上传的景区设施状态信息进行对比，并依照设定的点检周期与标签管理模块上传的景区设施基本信息进行对比；地图子系统模块汇总并管理景区设施的位置信息，将景区设施的位置信息与景区地图结合，将全部景区设施完整的标记在一个景区地图内；报警提示模块用于将信息校验模块检测到的异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块。

网络存储模块用于将景区设施管理模块上传的状态信息，以及标签管理模块上传的基本信息按时间顺序进行保存。状态信息保存的格式与信息校验模块所保存的景区设施初始状态信息的格式一致。状态信息可采用YYYY-MM-DD-区域-设施类型-传感器1状态-传感器2状态-…-传感器N状态的格式描述。后续在进行数据比较时，由于景区设施状态信息格式相同，即信息校验模块能对各传感器状态与景区设施初始状态信息中的传感器状态进行逐个比较。

信息传输节点模块用于将景区设施管理模块上传的景区设施状态信息，以及标签管理模块上传的景区设施基本信息中继发送至网络存储模块，并将数据中心和用户账户管理模块所发出的告警信息反馈至景区设施管理模块上。

用户账户管理模块用于用户权限管理和登陆验证，便于管理注册用户的权限、发送用户登陆用户终端的验证信息以及同步接收数据中心经网络存储模块发出的告警信息和景区设施状况查询请求，并将告警信息和景区设施状况查询结果通过信息传输节点模块转发给用户终端；

景区设施管理模块用于监控景区设施的运行状态，提供本地检测到的景区设施状态信息，并将本地检测到的景区设施状态信息向所在区域内的信息传输节点模块上传。

标签管理模块用于储存和设定RFID电子标签的信息，RFID电子标签设置在每个景区设施上，标签管理模块可将当前的景区设施基本信息经景区设施管理模块和信息传输节点模块发送至网络存储模块。

用户终端用于发出登陆请求、查询RFID电子标签的信息、发送查阅景区设施状况的请求、主动录入设施状态信息和接收信息传输节点模块转发的告警信息。

如图1所示，景区设施管理模块包括MCU、设施状态传感器和本地LoRa传输终端；所述MCU的通用输入输出口与设施状态传感器的输出端信号连接，所述MCU的通用输入输出口通过UART端口与本地LoRa传输终端信号连接。

进一步的，MCU为STM32L0单片机。STM32系列单片机是意法半导体公司的32位单片机产品，片内资源丰富，接口众多，功能强大，扩展性能好。MCU结合本地LoRa传输终端可实现LoRa扩频。

更进一步的，设施状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、流量传感器、红外传感器、压力传感器、光线传感器和水体环境传感器。

RFID电子标签为有源RFID电子标签，RFID电子标签存储景区设施的出厂日期、生产厂家、设施所在区域、设施名称、设施类型、设施使用的传感器类型以及设施点检周期的信息。不同于无源RFID标签，有源RFID标签显示的内容更加丰富，且具有主动通信功能，功能更加强大。标签管理模块是将有源RFID标签的输出端可经RS232接口与景区设施管理模块的本地LoRa传输终端连接，实现外部通信的。

本发明中，信息传输节点模块为LoRa网关。LoRa网关配合本地LoRa传输终端可以构建LoRaWAN，实现超远距离的信号传输。不同于NB-IOT需要依赖运营商组网，LoRaWAN由企业自建，自我管理，成本相对低廉，扩展性好，无需与电信运营商合作，数据也更加安全。

本发明还提供了一种基于物联网的景区设施管理方法，该方法包括以下步骤：

A.数据中心的区域设定模块采用划区的方式将景区划分为若干分区，将各分区的设施进行顺序编码，同类型的设施归为一类，所有设施均获得唯一的系统编码，每个分区配置一个信息传输节点模块；

B.在每一景区设施上设置景区设施管理模块，配置好本地设施传感器和本地LoRa传输终端，将各分区的景区设施管理模块的物理地址与该区域的信息传输节点模块绑定；将全部景区设施位置信息汇总并发送给数据中心的地图子系统模块；地图子系统模块将景区设施位置信息与景区地图结合，把所有的景区设施完整的标记在一个景区地图内；

可采用全站仪采集景区设施的类型、景区设施名称、景区设施图片和景区设施经纬度信息生成详细的景区设施位置信息，便于用户参考；

C.本地设施传感器采集正常运行的该景区设施的状态信息，并将状态信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存，作为该景区设施的初始状态信息保存；

D.用户账户管理模块根据用户的注册信息配置用户登陆账号及用户权限，授权用户登陆的用户终端的输入信息可经信息传输节点模块进行数据传输；

E.用户使用注册账号登陆用户终端，将景区设施的初始基本信息录入RFID电子标签中，标签管理模块将景区设施基本信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；

F.景区设施管理模块的设施状态传感器按固定周期将分区内景区设施依照系统编码的顺序，依次进行景区设施当前状态信息的采集，当前景区设施状态信息经景区设施管理模块的本地LoRa传输终端和信息传输节点模块上传至网络存储模块，直到所有分区内所有景区设施完成本轮状态信息上传；

G.数据中心的信息校验模块按顺序对本轮上报的当前景区设施状态信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始状态信息与当前景区设施状态信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，继续进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

H.用户根据设定的点检周期对景区设施进行定期人工巡检，并将当前设施基本信息通过用户终端写入RFID电子标签；更新后的当前设施基本信息由标签管理模块经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；数据中心的信息校验模块实时对当前景区设施基本信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始基本信息与当前景区设施基本信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

I.当景区设施管理模块出现异常时，用户可使用用户终端进行手动输入景区设施当前状态信息，并通过信息传输节点模块将景区设施当前状态信息传输至网络存储模块中。

如图3结合图4所示，景区设施状态信息的日常采集由景区设施管理模块的设施状态传感器和本地LoRa传输终端按固定周期(如1小时/次)进行景区设施的状态信息采集和上传工作。当出现数据异常时，信息校验模块将隔离异常景区设施，并通知用户终端及时查看告警信息。其他正常的景区设施仍按固定周期进行自检。用户登陆用户终端看到告警信息后，一方面可排查异常，还可根据实际情况通过用户终端录入当前实际景区设施状态信息。异常情况处理后，隔离异常景区设施解除隔离，重复按固定周期进行景区设施的状态信息采集和上传工作。

用户还可定期进行景区设施的人工巡检，以辅助检验景区设施管理模块的设施状态传感器的可靠性。当用户终端将景区设施基本信息写入RFID电子标签后，数据中心会实时校验景区设施基本信息，对景区设施基本信息进行确认，根据设备的使用寿命，适时调整巡检策略。用户还可登陆用户终端查看景区设施的历史状态信息和历史基本信息，对景区设施可靠性进行进一步了解。

设施状态传感器包括但不限于以上种类的传感器。可根据景区设施的实际情况，在不同的景区设施上使用不同组合的传感器类型，如直饮水机配备压力传感器、水体环境传感器和光线传感器，既能监控水质，还能对破坏景区设施的行为进行监控。如果垃圾箱满了，垃圾箱内的压力传感器或者光纤传感器在检测到垃圾箱的状态变化后，会上传当前垃圾箱的传感器状态信息，由于垃圾箱状态变化，数据中心的信息校验模块对垃圾箱状态信息校验时会发现状态信息变化，从而发出告警信息，提示用户终端的用户及时清理垃圾箱。其他，如景区指示标志、摄像头、座椅或者景观设施等等状态的检测和校验方法基本类似。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于物联网的景区设施管理方法，包括以下步骤：

A.数据中心的区域设定模块采用划区的方式将景区划分为若干分区，将各分区的设施进行顺序编码，同类型的设施归为一类，所有设施均获得唯一的系统编码，每个分区配置一个信息传输节点模块；

B.在每一景区设施上设置景区设施管理模块，配置好本地设施传感器和本地LoRa传输终端，将各分区的景区设施管理模块的物理地址与该区域的信息传输节点模块绑定；将全部景区设施位置信息汇总并发送给数据中心的地图子系统模块；地图子系统模块将景区设施位置信息与景区地图结合，把所有的景区设施完整的标记在一个景区地图内；

C.本地设施传感器采集正常运行的该景区设施的状态信息，并将状态信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存，作为该景区设施的初始状态信息保存；

D.用户账户管理模块根据用户的注册信息配置用户登陆账号及用户权限，授权用户登陆的用户终端的输入信息可经信息传输节点模块进行数据传输；

E.用户使用注册账号登陆用户终端，将景区设施的初始基本信息录入RFID电子标签中，标签管理模块将景区设施基本信息经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；

F.景区设施管理模块的设施状态传感器按固定周期将分区内景区设施依照系统编码的顺序，依次进行景区设施当前状态信息的采集，当前景区设施状态信息经景区设施管理模块的本地LoRa传输终端和信息传输节点模块上传至网络存储模块，直到所有分区内所有景区设施完成本轮状态信息上传；

G.数据中心的信息校验模块按顺序对本轮上报的当前景区设施状态信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始状态信息与当前景区设施状态信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，继续进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

H.用户根据设定的点检周期对景区设施进行定期人工巡检，并将当前设施基本信息通过用户终端写入RFID电子标签；更新后的当前设施基本信息由标签管理模块经信息传输节点模块传输给网络存储模块中储存；数据中心的信息校验模块实时对当前景区设施基本信息进行信息校验，即调用网络存储模块中的景区设施的初始基本信息与当前景区设施基本信息进行逐一对比，如发现异常情况，则由报警提示模块将异常情况结合景区设施的位置信息生成告警信息，并将告警信息通过网络存储模块发送至用户账户管理模块，由用户账户管理模块经信息传输节点模块向相应的用户终端转发告警信息，当用户登陆用户终端后，用户终端提示用户处理景区设施异常情况；信息校验模块发现异常时还会将异常景区设施隔离，进行其他景区设施的信息校验；待出现异常的景区设施修复后，解除隔离，再次进行下一个循环的全景区设施信息校验；

I.当景区设施管理模块出现异常时，用户可使用用户终端进行手动输入景区设施当前状态信息，并通过信息传输节点模块将景区设施当前状态信息传输至网络存储模块中。

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