基于以太網(wǎng)的住宅小區(qū)智能化解決方案.doc

中英文日?qǐng)?bào) 基于以太網(wǎng)的住宅小區(qū)智能化解決方案1智能小區(qū)的背景及需求11智能小區(qū)的起源智能小區(qū)的概念和思路來源于智能建筑。世界上第一座智能建筑是美國UTBS公司于1984年1月在康涅狄格州所建成的“城市廣場”大廈(City Plaza)。該大廈以當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)控制空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、防災(zāi)和防盜系統(tǒng)、電梯設(shè)備、通信和辦公自動(dòng)化等。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及自動(dòng)化的綜合管理，該大廈實(shí)現(xiàn)了方便、舒適及安全的辦公環(huán)境，并具有高效運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)節(jié)能的特點(diǎn)。此后，智能大廈在世界各地蓬勃發(fā)展。我國在八十年代末開始引進(jìn)智能建筑，首先出現(xiàn)于北京、上海，隨后在廣州、深圳、杭州等地的新建筑中也部分或全部考慮實(shí)現(xiàn)智能化。12智能大廈 根據(jù)第一座智能大廈設(shè)計(jì)目標(biāo)和智能建筑業(yè)數(shù)年來的發(fā)展和實(shí)踐，對(duì)智能大廈的含義和構(gòu)成目前已基本上有了公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。美國智能大廈研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為：智能大廈是指通過將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理四項(xiàng)基本要求以及它們之間的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行最優(yōu)化，來提供一個(gè)投資合理的，具有高效、舒適、便利環(huán)境的建筑物。智能大廈的構(gòu)成一般公認(rèn)包括以下三項(xiàng)基本內(nèi)容：辦公自動(dòng)化(OA)、通信自動(dòng)化(CA)和建筑自動(dòng)化(BA)，即通常所說的3A。在智能大廈的系統(tǒng)構(gòu)成中，建筑自動(dòng)化包括了設(shè)備自動(dòng)化管理、消防報(bào)警自動(dòng)化和安全保衛(wèi)自動(dòng)化。它通過設(shè)備的自動(dòng)化管理為大廈提供了一個(gè)方便、舒適、高效、節(jié)能和安全的辦公及居住環(huán)境。智能大廈的各種自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)造模式都是采用集散式系統(tǒng)。即，具有一個(gè)集中的控制中心，也有獨(dú)立的控制終端、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等等，各模塊通過布線系統(tǒng)互連在一起。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上也是一個(gè)以布線系統(tǒng)為基礎(chǔ)的星型結(jié)構(gòu)。因此，作為智能大廈各個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的設(shè)施。13智能住宅智能住宅具有更為廣泛的需求基礎(chǔ)。隨著住房商品化程度的不斷提高，住宅的智能化功能變得愈加迫切。自從九十年代中期智能化住宅小區(qū)的概念在我國提出以來，各地智能小區(qū)得建設(shè)和發(fā)展?jié)u成氣候，智能住宅已成為樓市亮點(diǎn)。與智能大廈相比，智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)構(gòu)成更注重于滿足住戶在安全性、居住環(huán)境舒適性、社區(qū)服務(wù)便利性以及社區(qū)管理、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的實(shí)現(xiàn)和個(gè)性化需求。 智能住宅小區(qū)的自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成的重點(diǎn)在于安全防范、物業(yè)管理及社區(qū)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)通信。傳統(tǒng)的住宅小區(qū)的弱電配套系統(tǒng)包括電話網(wǎng)和有線電視系統(tǒng)(CATV)，在安全防范方面也可采用電視監(jiān)控系統(tǒng)以及門鈴對(duì)講等。智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)構(gòu)成有這樣的特點(diǎn)：首先采用先進(jìn)的、符合標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)和設(shè)備；同時(shí)所有的系統(tǒng)均采用集散式的構(gòu)造方式，既具有分散于各個(gè)住戶的終端或設(shè)備，又通過網(wǎng)絡(luò)集中到一個(gè)管理或控制中心，中心提供公共信息資源，或者對(duì)各個(gè)住戶提供集中安全監(jiān)控；最后，所有的智能系統(tǒng)既可獨(dú)立，又可在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)集中管理。根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的劃分，智能住宅小區(qū)應(yīng)提供的功能如下：1.3.1住戶管理住戶家中陽臺(tái)、門窗的紅外監(jiān)控和防盜報(bào)警；煤氣泄漏報(bào)警；火災(zāi)煙感報(bào)警；緊急求助；水電氣等耗能表自動(dòng)抄收；家電控制。1.3.2園區(qū)管理園區(qū)電視及紅外監(jiān)控報(bào)警；電子巡更管理；停車場管理；出入口管理；公共設(shè)施集中監(jiān)控。1.3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高速寬帶數(shù)字網(wǎng)絡(luò)；接入互聯(lián)網(wǎng)及E-社區(qū)服務(wù)；“一卡通”(IC卡應(yīng)用)系統(tǒng)；智能物業(yè)管理。 智能小區(qū)的開發(fā)商可根據(jù)項(xiàng)目定位來決定究竟采用那些智能子系統(tǒng)，以及功能實(shí)現(xiàn)的檔次和技術(shù)路線。在住宅智能系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)中，我們認(rèn)為要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)要素：（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該作為智能化系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)，并且要寬帶化。在寬帶網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺(tái)上，能夠構(gòu)筑多種應(yīng)用系統(tǒng)，如國際互聯(lián)網(wǎng)接入、物業(yè)管理、社區(qū)服務(wù)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有非常好的可擴(kuò)充性和可擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)投資保障。在考慮小區(qū)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入互連網(wǎng)的方案以及小區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)方案時(shí)，要慎重考慮今后可以獲得的資源支持、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和限制。（2）小區(qū)內(nèi)連接各個(gè)住戶和辦公室的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)包括電話布線系統(tǒng)、有線電視布線系統(tǒng)(光纖電視網(wǎng))、電源布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)，這些傳輸介質(zhì)應(yīng)該作為小區(qū)的基本傳輸介質(zhì)。（3）根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)位置的分布，應(yīng)該盡可能采用集中管理的應(yīng)用系統(tǒng)。園區(qū)安全管理除了電視監(jiān)控系統(tǒng)之外，電子巡更、停車場管理和出入口管理可以采用一個(gè)安全管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。住戶管理可以采用一種設(shè)備來實(shí)現(xiàn)各種智能化管理目標(biāo)，并通過現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線、HFC、ADSL等)實(shí)現(xiàn)與中央管理系統(tǒng)的互連，以減少投資和管理成本。目前我們推薦一種基于寬帶網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)管中心的數(shù)字終端設(shè)備樓宇住宅網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端NDT來實(shí)現(xiàn)住戶的安防報(bào)警、三表抄收等功能。（4）盡可能采用先進(jìn)的、成熟的和標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)和高質(zhì)量的產(chǎn)品，盡量避免重復(fù)投資，避免增加管理上的不便和增加維護(hù)成本。2基于以太網(wǎng)的小區(qū)智能系統(tǒng)解決方案該方案以我們實(shí)施的某住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)建設(shè)設(shè)計(jì)為藍(lán)本加以介紹。小區(qū)智能系統(tǒng)主要包括寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、小區(qū)管理系統(tǒng)三個(gè)部分。21寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)，主要包括小區(qū)綜合布線及內(nèi)部局域網(wǎng)、INTERNET接入、小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心三部分。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖：INTERNETTT路由器住戶控制系統(tǒng)NDT住 戶n住戶家用電腦住戶控制系統(tǒng)NDT住 戶2住戶家用電腦住戶控制系統(tǒng)NDT住 戶1住戶家用電腦小 區(qū) 以 太 網(wǎng) 絡(luò)小 區(qū) 網(wǎng) 管 中 心 2.1.1小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)，分為系統(tǒng)中心、區(qū)域中心、住宅樓和用戶四級(jí)。系統(tǒng)中心安裝所有網(wǎng)絡(luò)通訊中心設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、路由器及其它中心通訊設(shè)備。系統(tǒng)中設(shè)置多個(gè)區(qū)域中心，根據(jù)地理位置，小區(qū)的所有樓宇從邏輯上劃分為若于個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)區(qū)域中心，區(qū)域中心采用光纖與系統(tǒng)中心實(shí)現(xiàn)連接，與各個(gè)住宅樓宇采用五類雙絞線實(shí)現(xiàn)連接。住宅樓系統(tǒng)是所在住宅的中心系統(tǒng)，與相應(yīng)區(qū)域中心相連，并與各住戶實(shí)現(xiàn)通訊連接。用戶系統(tǒng)為用戶室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口，通過該接口，各個(gè)用戶室內(nèi)與通訊有關(guān)的各類設(shè)備和用戶的電腦均可連接并上網(wǎng)。2.1.2 INTERNET接入一般情況下有多種方式，究竟采用哪一種要看小區(qū)上網(wǎng)用戶規(guī)模、當(dāng)?shù)鼗ヂ?lián)網(wǎng)接入資源。數(shù)字專線DDN、ADSL以及ISDN都是可以選擇得方式。小區(qū)住戶可以實(shí)現(xiàn)與電話撥號(hào)上網(wǎng)完全相同的功能，卻省去了撥號(hào)的麻煩，上網(wǎng)訪問的速度也更快。初期可以申請(qǐng)128K的DDN，當(dāng)用戶數(shù)增至一定規(guī)模后可加大數(shù)字帶寬，也可采用多條ISDN捆綁方式增加信道帶寬。借助互聯(lián)網(wǎng)豐富的信息資源，以居住區(qū)相對(duì)穩(wěn)固的社區(qū)居民為依托，有關(guān)電子商務(wù)可以尋得發(fā)展的廣闊空間。智能化小區(qū)的管理者以小區(qū)名申請(qǐng)互聯(lián)網(wǎng)域名，建立小區(qū)自己的網(wǎng)站，發(fā)布信息，提供衣食住行、醫(yī)療、教育、證券投資等方面的服務(wù)，創(chuàng)造小區(qū)獨(dú)特的社區(qū)文化。2.1.3小區(qū)網(wǎng)絡(luò)管理中心是整個(gè)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)的主要通訊設(shè)備和管理人員均集中在這里。網(wǎng)絡(luò)中心的建設(shè)主要包括一個(gè)中心機(jī)房的建設(shè)和通訊設(shè)備的安裝調(diào)試。中心機(jī)房的裝修應(yīng)考慮采用防靜電地板，安裝標(biāo)準(zhǔn)接地線，并考慮合理分布電源、網(wǎng)絡(luò)、電話等設(shè)備的走線。對(duì)于重要的設(shè)備，應(yīng)使用UPS電源進(jìn)行保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)通訊的配線和通訊設(shè)備應(yīng)采用配線柜方式進(jìn)行合理安放。網(wǎng)絡(luò)管理中心還需安裝局域網(wǎng)服務(wù)器、INTERNET接入服務(wù)器、自辦網(wǎng)頁的WEB服務(wù)器、物業(yè)管理及相關(guān)子系統(tǒng)工作站，以及打印機(jī)等設(shè)備。22安全防范系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)從范圍上可分為園區(qū)安全防范系統(tǒng)和住宅安全防范系統(tǒng)。2.2.1園區(qū)安全防范系統(tǒng)主要包括園區(qū)周界封鎖、多媒體電視監(jiān)控以及自動(dòng)巡更系統(tǒng)。園區(qū)周界封鎖一般采用紅外線對(duì)射，一旦有人想通過翻越圍墻來進(jìn)入園區(qū)，系統(tǒng)控制中心會(huì)發(fā)出報(bào)警，及時(shí)通知管理人員進(jìn)行處理。多媒體電視監(jiān)控主要針對(duì)園區(qū)大門、主通道、隱蔽處安裝若干數(shù)量的電視攝像頭，將監(jiān)測場面圖象傳送至網(wǎng)管中心。自動(dòng)巡更系統(tǒng)是對(duì)保安人員實(shí)施管理的一種手段。依據(jù)預(yù)先為保安人員規(guī)定好的巡邏路線、時(shí)間要求，將巡更系統(tǒng)接口安裝在保安員需要通過的路線上，保安員通過在接口上的簡單操作，登記其通過指定地點(diǎn)的時(shí)間。這樣做可督促保安人員盡心盡責(zé)，也便于在發(fā)生事故時(shí)分析有關(guān)人員的責(zé)任。2.2.2住宅安全防范系統(tǒng)居民住宅安全防范系統(tǒng)主要指安裝在住戶室內(nèi)的防盜、防災(zāi)及樓宇對(duì)講系統(tǒng)。推薦采用由我公司自行研制開發(fā)的，唯一同時(shí)榮獲國家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目和國家重點(diǎn)新產(chǎn)品的“樓宇住宅網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端（NDT）”來實(shí)現(xiàn)上述功能（有關(guān)NDT的介紹另行撰文）。采用這一系統(tǒng)后，住戶家中的任何意外情況都可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)迅速通知網(wǎng)管中心，從而采取應(yīng)對(duì)措施。樓宇對(duì)講系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)來訪者的身份識(shí)別及對(duì)單元門的控制，目前這一系統(tǒng)自成體系，有許多產(chǎn)品可供選擇。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將對(duì)講功能整合到控制終端是發(fā)展趨勢，這樣家庭智能化功能幾乎就可在寬帶網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)打盡”。23小區(qū)管理系統(tǒng)小區(qū)的管理事務(wù)通常包括物業(yè)管理、水電氣等耗能表的自動(dòng)抄收、小區(qū)信息發(fā)布等。小區(qū)的物業(yè)管理工作有許多內(nèi)容，為加強(qiáng)規(guī)范管理，可采用成熟的、功能完備的軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于建立了內(nèi)部局域網(wǎng)的小區(qū)來說，可充分利用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢、維修申請(qǐng)及處理等，提高服務(wù)效率。水電氣等耗能表的自動(dòng)抄收需采用可發(fā)送電子脈沖信號(hào)的新型表，采用“樓宇住宅網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端（NDT）”進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和計(jì)算。該系統(tǒng)可以將多耗能表的讀數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)傳送到系統(tǒng)的控制中心，從而達(dá)到足不出戶實(shí)現(xiàn)抄收、統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)等功能，既減少了煩瑣的管理工作，又避免了對(duì)住戶的干擾。小區(qū)的信息發(fā)布除在小區(qū)內(nèi)建立公告欄等外，還提供另外兩種手段。其一是通過小區(qū)自辦的網(wǎng)頁向小區(qū)內(nèi)外發(fā)布信息。其二是通過每戶安裝的網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端（NDT）的LCD漢字顯示屏幕，向各住戶發(fā)布信息。3方案的優(yōu)點(diǎn)及與其它方案的比較目前實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)通訊系統(tǒng)主要采用的方法有：（1）以太網(wǎng)系統(tǒng)；（2）CATV系統(tǒng)；（3）ADSL或ISDN；（4）電力載波。這幾種方式中，CATV技術(shù)在大量用戶使用時(shí)沒有較為成功的范例，且CATV必須采用雙向系統(tǒng)，這與目前我國大多數(shù)地區(qū)仍為單向系統(tǒng)的實(shí)際尚有差距。全國性的網(wǎng)絡(luò)改造仍需時(shí)日，總體投資的優(yōu)越性仍需論證。ADSL或ISDN是一種利用電話系統(tǒng)的方案，走的是語音與數(shù)據(jù)同網(wǎng)的路線，所以對(duì)電信的依賴性較強(qiáng)，而且由于ADSL和ISDN受到電信局設(shè)備和費(fèi)用的限制，初期投資較大。電力載波系統(tǒng)技術(shù)據(jù)說目前已較為成熟，但其應(yīng)用還沒有跟上，國內(nèi)成功的實(shí)例很少，接受尚有一定的難度，且數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度均較有限，目前還不宜大量采用。以太網(wǎng)自出現(xiàn)至今已發(fā)展了二十余年，為目前最為流行的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其速度也遠(yuǎn)高于上述幾種方案，由于使用廣泛，采用該方案的各種材料和設(shè)備均價(jià)格低廉，應(yīng)是考慮實(shí)際應(yīng)用的最佳選擇之一。對(duì)于小區(qū)的安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，目前可見到的均為實(shí)現(xiàn)單獨(dú)功能的系統(tǒng)，如實(shí)現(xiàn)水、電、氣三表抄收的系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等。本系統(tǒng)采用的是以網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端（NDT）為中心產(chǎn)品的一套方案，由于該產(chǎn)品集中了防盜、防災(zāi)、求助、