住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)設計與實現.doc

電 子 科 技 大 學 工程碩士學位論文開題報告學位論文題目： 住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)綜述 工程領域名稱： 軟件工程 學 號： 201191231213 姓 名： 黃燕 校內導師姓名: 佘堃 企業(yè)方導師姓名： 胡火清 碩士生所在單位名稱： 九江職業(yè)大學 填表日期： 2012年9月20日填 表 說 明1、 研究生須認真填寫本表相關內容。2、 開題報告內容見電子科技大學在職攻讀工程碩士專業(yè)學位研究生管理暫行規(guī)定3、 所列欄目填寫不下的，可以另加附頁。4、 本表采取雙面印制，且保持原格式不變，紙張限用 A4（頁邊距為上、下：2.5cm, 左為2.6cm,右為2.1cm；字體為宋體小四，行間距為18磅），整齊裝訂。5、 開題報告完成，此表經相關人員簽字后，須交學院研究生教務秘書保存。課題的目的，國內外研究現狀和發(fā)展趨勢：為了適應飛速發(fā)展的信息時代要求,在住宅小區(qū)家居方面,世界上一些科研機構已經將智能大廈的概念和模式引進住宅小區(qū),使人們居住條件和環(huán)境得到質的提高,由此產生了智能化住宅小區(qū)這一全新的概念,它是新興的高科技產物。信息時代的智能小區(qū)是一個舒適、安全、快捷、高效的生活環(huán)境和良好的信息交流服務空間，它將以住宅小區(qū)的智能控制中心為樞紐，從居家安全防范系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、緊急電話求助系統(tǒng)、保安員巡更和無線對講系統(tǒng)、周界防越系統(tǒng)、閉路監(jiān)控系統(tǒng)等形成一個有線與無線相結合，固定目標與移動目標相結合，多功能、全方位、智能化的神經網絡系統(tǒng)，想小區(qū)各住戶提供全方位優(yōu)質可靠的安全服務。同時，在小區(qū)內建立高速寬帶、安全、可靠的傳輸網絡，提供信息和資源共享，完成小區(qū)內部的各種信息發(fā)布服務、物業(yè)綜合管理、設備集中監(jiān)事和控制，實現家居生活的信息化和智能化。本課題研究的主要目的有兩個。一是通過對本課題的研究和學習，加深我對所學習的理論知識的理解和掌握，同時鍛煉自己把所學的理論知識運用到實際問題的能力。二是要在充分研究國內外關于智能小區(qū)系統(tǒng)設計的基礎上，結合我國的實際國情，研究和開發(fā)一套更加適宜我國住宅小區(qū)的智能化系統(tǒng)。我國智能化住宅小區(qū)研究才有近十年的歷史，而國外發(fā)達國家在這方面的研究遠遠早于我國，以日本為例，在上世紀八十年代，日本就已經開始進行住宅小區(qū)智能化研究。1993年，日本進行多媒體住宅試驗，當時一共選擇了6個住宅小區(qū)作為試點,為每戶安裝了電腦和電視電話,進行多煤體信息網絡試驗。 多媒體信息網絡試驗主要由以下六個方面組成:志愿服務人員通過先進的多媒體信息網絡對行動不便的高齡老人進行照顧和護理;建立在家上班制度,實現專業(yè)技術人員不出家門就能圓滿完成自己的工作設想;建立假定家庭,使遠在外地的雙親及其他親友通過多媒體網絡能夠“歡聚一堂、溝通各住戶之間的防災信息系統(tǒng);加強不同地區(qū)人員之間的交流;通過電腦接受指導,在家完成職業(yè)培訓工作。 許多日本計算機公司參與了試驗。日本建設省將根據試驗結果制定智能小區(qū)(多媒體住宅)的開發(fā)政策。進入新世紀以來，隨著我國經濟的迅速發(fā)展和人們物質財富的極大豐富，人們對住宅的質量和生活的質量越來越高。中國主要城市開發(fā)建設“智能化住宅小區(qū)”已是大勢所趨 中國江蘇無錫茲湖泰德新城建設電腦網絡住宅小區(qū),泰德新城在實現住宅園林化的同時,還將實現住宅智能化。 泰德新城是我國最先興建的由電腦網絡夜蓋的住宅小區(qū)。它著眼于21世紀的社區(qū)功能和居民工作、生活方式與性質的改革,提出并實施了社區(qū)多媒體公益網。通過多媒體公益網,可以使小區(qū)內各機構之間資訊互通,資源共享,并可連接國內外大型網絡。我國從1997年開始制定“小康住宅電氣設計（標準）導則”（討論稿），規(guī)定了小康住宅小區(qū)電氣設計的總體要求，即：高度的安全性；舒適的生活環(huán)境；便利的通訊方式；綜合的信息服務；家庭智能化系統(tǒng)。同時也對小康住宅與小區(qū)建設在安防、家庭設備自動化和通訊網絡的配置等提出了三級設計標準，即三星級（超前型），二星級（提高型）和一星級（普及型）。住宅小區(qū)智能化的目的、目標，是結合國情，切合實際，在保持、保障已有住宅小區(qū)技術性能、使用功能、工程質量和綜合效益充分發(fā)揮和改進完善的基礎上，進一步拓展和增添新的智能化功能需求；同時，智能化還要有助于實現建筑智能化發(fā)展的新趨勢、新要求。根據實際需求和可能，最大限度、最有效的滿足使用功能，是劃分和評定智能化水平的前提。針對住宅小區(qū)的使用功能，以安全、舒適、方便和效益等四個方面來具體歸類，按照智能化程度不同具體劃分等級。為了使不同類型、不同居住對象、不同建設標準的住宅小區(qū)，合理配置智能化系統(tǒng)建設，示范工程按其功能要求、技術含量、經濟合理性等因素綜合考慮，劃分為：一星級（普及型）、二星級（提高型）、三星級（超前型）三種類型。研究設計方案、預期結果：一、住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)設計概述近年來，智能建筑技術有了新的發(fā)展，人們把智能建筑技術擴展到一個區(qū)域內多座智能建筑進行綜合管理，這樣的區(qū)域被稱為智能小區(qū)。智能小區(qū)已成為建筑行業(yè)中，繼智能建筑之后的又一個熱點，也是房地產的一個亮點。 所謂智能小區(qū)，就是將在一定地域范圍內，多個具有相同或不同功能的建筑物（主要指住宅小區(qū)）按照統(tǒng)籌方法，利用計算機技術、通信技術、多媒體技術等高科技手段，分別對其功能進行智能化，使資源充分共享，統(tǒng)一管理。在提供安全、舒適、方便、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的生活環(huán)境的同時，便于統(tǒng)一管理和控制，并盡可能地提高性能價格比。根據建設部有關智能化示范小區(qū)的文件規(guī)定，按建設單位提出的二星級建設標準三個子系統(tǒng)的具體要求，在方案設計中我們考慮如下小區(qū)家庭防盜報警系統(tǒng)組成：小區(qū)家庭防盜報警系統(tǒng)，它包括住宅設置樓宇對講和居室報警及緊急呼叫系統(tǒng)；系統(tǒng)功能與特點：互聯(lián)組網系統(tǒng)采用標準總線結構，不同類型的分機和不同樓棟的主機都可以通過總線互聯(lián)組網。使系統(tǒng)組合靈活，便于擴充，能滿足用戶的各種需求。統(tǒng)一編址系統(tǒng)內所有設備采用統(tǒng)一編址；設備連接容量至少滿足：同一小區(qū)內可接4臺管理機。一臺管理機可方便地管理16棟樓，而同一棟樓可并聯(lián)8臺門口機，一臺門口機可連32臺分機。密碼設置系統(tǒng)中非可視或可視互通分機可以通過鍵盤隨意設置或修改用戶密碼，做到一戶一個密碼。分機用戶可用密碼實施密碼開鎖或給自己家各報警防區(qū)實施撤防?？梢晫χv系統(tǒng)能實現住戶與管理處、住戶與住戶、以及不同樓棟住戶之間互相呼叫與通話。亦可實現樓門口或家門口與住戶分機之間的可視對講功能。管理模式系統(tǒng)具有方便靈活的白天或夜間管理模式，管理員能夠通過管理機對任何一棟樓的門口機進行管理，即對各門口來訪者的呼叫進行干預。干預時這棟樓的來訪者對樓內用戶的呼叫，自動轉到管理機。經管理員許可后由管理員轉接，才能使來訪者與用戶通話。這種管理模式確保小區(qū)的嚴格管理，滿足不同層次物業(yè)管理者的要求。二、技術方案設計傳統(tǒng)的Web信息系統(tǒng)開發(fā)主要依靠編碼技術實現。隨著Web信息系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大和Web技術的發(fā)展，傳統(tǒng)Web信息系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法面臨著巨大的壓力：一方面如何讓Web信息系統(tǒng)既能夠全面、迅速的實現管理者的業(yè)務需求，又能夠在系統(tǒng)開發(fā)過程中根據需求改動實現快速調整；另一方面Web技術的不斷發(fā)展，不同的工業(yè)標準和技術平臺層出不窮，如何建立一個長遠的Web應用系統(tǒng)的架構來集成企業(yè)的內部商業(yè)系統(tǒng)，使他們的關鍵業(yè)務系統(tǒng)能不斷地適應新的硬件和軟件平臺標準，與客戶、供應商以及業(yè)務伙伴一起集成已建立的、正在建立的和將建立的系統(tǒng)。為此我們需要尋找一種新的軟件開發(fā)方法，以解決上述問題。首先創(chuàng)建一個角色，和必要的許可分配給角色，而不是分配給個人用戶，然后角色分配到一個特定的用戶。當新員工的作用，增加用戶提供所有必要的權限。強制訪問控制模型的基礎上與每個數據項和與每個用戶的安全標識符（安全標簽）。安全身份分為幾個層次：最高機密（絕密）（秘密），機密，秘密（保密），一般（公共）。數據標識符稱為分類（安全分類），用戶標識符稱為許可證（安全清除）。在計算機系統(tǒng)中運行的程序，每個繼承的用戶許可證的水平，可以說，用戶的許可證水平不僅作為人類用戶，并應用到用戶運行的所有程序。當一個用戶使用的分類系統(tǒng)，確定之后，用戶可以訪問數據的系統(tǒng)應遵守以下規(guī)則：當且僅當用戶許可級別小于或等于數據安全，用戶的能力，數據寫操作。二規(guī)則表明，用戶可寫數據對象上面給出自己的許可證等級分類，這些數據被寫入后用戶無法讀取數據對象。2規(guī)則的共同點是，他們禁止擁有先進的授權級別主題更新低保對象的數據，從而防止泄漏敏感數據。學位論文工作計劃表論文題目：住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)綜述論文工作起止日期：工作項目工作內容計劃完成日期文獻閱讀 和科學調研調研課題主要內容、閱讀主要文獻資料方案論證課題的應用價值與可行性設計或研究階段研究方法、技術路線、實驗方案論文撰寫撰寫論文課題研制條件落實情況：課題來源（下達部門）：課題名稱：課題負責人：論文類型：1）工程設計 2）產品研制報告 3）研究論文 （請打 ）導師對開題報告和論文計劃的可行性提出意見： 校內導師 ： 企業(yè)方導師：學院審批意見： 學院主管領導（簽字、蓋章）： 日期： 年 月 日電子科技大學工程碩士學位論文文獻綜述姓名：黃燕學號：201191231213工程領域：軟件工程綜述題目：住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)綜述導師意見：校內導師：企業(yè)方導師：注：1、文獻綜述加頁附后，整齊裝訂。 2、紙張限用 A4（頁邊距為上、下：2.5cm, 左為2.6cm,右為2.1cm；字體為宋體小四，行間距為18磅）。 3、文獻綜述應對選題所涉及的工程技術問題或研究課題的國內外狀況有清晰的描述與分析，一般不少于3000字。4、至少應閱讀20篇中外文獻，其中英文文獻不少于5篇。1 選題背景與傳統(tǒng)住宅小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)相比，現代安防監(jiān)控系統(tǒng)多應用傳感器識別技術及先進的網絡通信技術。這種系統(tǒng)將更合理、更高效、 更快捷的為人們提供舒適的工作和生活環(huán)境，為人們人身財產安全提供更好的保障。推廣智能住宅小區(qū)技術，對于改善人居環(huán)境，促進可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著經濟的發(fā)展，人們對生活環(huán)境的安全、高效、舒適提出了要求，應運而生的住宅小區(qū)智能化技術目前在我國各類住宅小區(qū)中得到了廣泛應用，它是集住宅小區(qū)技術、計算機技術、自動化技術、通信技術以及系統(tǒng)集成技術為一體的一個新興但發(fā)展又十分迅猛的技術領域。網絡技術發(fā)展更是突飛猛進，計算機網絡技術已廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、金融、科研、教育、農業(yè)及日常生活等方面，已經在影響并逐步改變人們的工作生活方式。智能住宅小區(qū)在國際上又稱為3A住宅小區(qū)，它包括以下幾個部分：BAS (Building Automation System)為住宅小區(qū)自動化系統(tǒng)、CAS (Communication Automation System) 為通信自動化系統(tǒng)、OAS (Office Automation System)為辦公自動化系統(tǒng)，通過SCS (Structured Cabling System)結構化綜合布線系統(tǒng)把上述三個系統(tǒng)有機結合起來。中國國家標準智能住宅小區(qū)設計標準(GB /T50314-2000) 中智能住宅小區(qū)(IB) 的定義是：它是以住宅小區(qū)為平臺，兼?zhèn)渥≌^(qū)設備、辦公自動化及通訊網絡系統(tǒng)，集結構、系統(tǒng)、服務、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，給人們提供一個安全、高效、舒適、便利的住宅小區(qū)環(huán)境。住宅小區(qū)自動化系統(tǒng)是智能住宅小區(qū)中最基本和最重要的組成部分，它利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統(tǒng)，將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合的控制，這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保住宅小區(qū)物 內的舒適和安全的辦公環(huán)境，同時實現高效節(jié)能的要求。2智能住宅小區(qū)安防監(jiān)控技術的發(fā)展趨勢目前，在我國房地產業(yè)不斷發(fā)展的背景下，智能住宅小區(qū)已迅速成長。智能住宅小區(qū)安防監(jiān)控也被人們所了解。智能住宅小區(qū)安防監(jiān)控在北京、上海、廣州、深圳等一線城市高檔住宅中也得到了應用，它已經成為高檔物業(yè)的新標志。經過多年來的探索、推進，我國智能住宅小區(qū)安防監(jiān)控方面也取得了較大的發(fā)展。據美國一家權威機構的調查資料顯示，在美國、英國、日本等發(fā)達國家，60%以上的商務住宅小區(qū)已經與一些全球知名的住宅小區(qū)接入服務商達成了協(xié)議，針對住宅小區(qū)內企業(yè)的需求設定了一套統(tǒng)一的服務標準。在社會主義迅速發(fā)展的今天，我國的智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)構成更注重于滿足住戶在安全性、舒適的環(huán)境、便利的社區(qū)服務和社區(qū)管理，具有增值效應的網絡通信等方面的實現和個性化要求?，F在智能住宅小區(qū)系統(tǒng)集成的發(fā)展主要分為兩種趨勢：將安防系統(tǒng)、住宅小區(qū)自控、消防系統(tǒng)的數據整合，交由統(tǒng)一平臺進行管理；還有一種將住宅小區(qū)自控、安防、消防、信息設備系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)集成起來，形成IBMS系統(tǒng)，一個平臺控制5個系統(tǒng)。后者集成的系統(tǒng)較多，一般適用于銀行、企業(yè)等特殊要求的建筑物中。由于系統(tǒng)集成具有節(jié)能、高效的特點，逐漸成為大型公共建筑中不可或缺的一部分。目前，全國70%大型公共建筑內部的系統(tǒng)實現了不同程度的集成，而且這個數字還在不斷增加。同時，隨著我國城市化進程的逐步深入，越來越多的現代化生活住宅小區(qū)在城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)中出現。并且隨著我國經濟的進一步發(fā)展和人們生活水平的提高，住宅小區(qū)的規(guī)模和檔次也會進一步提高。3 住宅小區(qū)智能化技術中網絡技術的概況智能住宅小區(qū)系統(tǒng)是將大樓內的若干個既相對獨立又相互關聯(lián)的系統(tǒng)組成具有一定規(guī)模的大系統(tǒng)。這其中計算機通信網絡是智能住宅小區(qū)系統(tǒng)的神經系統(tǒng)，它把現有的分離設備、功能、信息組合到一個相互關聯(lián)的、統(tǒng)一的、協(xié)調的系統(tǒng)之中，實現語音、數據、圖像的綜合傳輸、交換、處理和應用。由于局域網具有全開放、成本低、帶寬高、穩(wěn)定性和可靠性高、應用廣泛、共享資源豐富等優(yōu)點，將其應用到工業(yè)網絡己經成為國內外工業(yè)控制領域研究的熱點。工業(yè)局域網可以利用互聯(lián)網技術，給工業(yè)自動化領域中的每臺設備賦予一個IP地址，將現場設備通過各種途徑連接在互聯(lián)網上。這些設備可以通過網絡互相傳遞信息和數據，因而具有了遠程維護功能并能從Internet獲取信息。近年，企業(yè)、科研機構都在研究開發(fā)各種帶局域網絡接口的現場設備，并且這些網絡接口已應用于生產現場。很自然，局域網絡技術也同樣進入了住宅小區(qū)自動化系統(tǒng)的研究領域。目前，局域網多用于基于現場總線的住宅小區(qū)自控網絡集成到智能住宅小區(qū)信息管理網絡這一環(huán)節(jié)，即Ethernet總線技術。在一些新開發(fā)的住宅小區(qū)自控系統(tǒng)中，局域網直接進入了控制層，如北京住宅小區(qū)自動化中心開發(fā)的基于局域網的ENC-20011P智能住宅小區(qū)測控系統(tǒng)。4 研究目標為了實現我們的研究目標，在此將采用理論和實際相結合的原則。系統(tǒng)在理論方面，掌握和分析局域網的核心技術VLAN技術，系統(tǒng)采用該項技術，它存在哪些優(yōu)缺點，以及整個智能住宅小區(qū)通信系統(tǒng)在實際當中是如何規(guī)劃和實現的；在實際應用中，需要將技術理論同實際情況相結合，根據具體的實際需求合理的分配有限的資源，力爭達到最優(yōu)的住宅小區(qū)智能化組網效果。最后，還要運用現已掌握的技術手段，對硬件系統(tǒng)進行合理的優(yōu)化配置，盡最大努力使之實際運行效果接近理論值，也就是利用華為公司所提供的數據通信設備實現最佳的系統(tǒng)性能。除此之外，還需要在研究過程中不斷的發(fā)現問題，解決問題，在具體的實踐當中尋找“捷徑”，提高我們的工作效率，尋找更有效的研究方法。在此將采用華為技術有限公司提供的數據通信設備，如二層、三層交換機，路由器，進行智能住宅小區(qū)的住宅小區(qū)智能化組網設計，通過對數據通信技術原理和設備硬件知識的研究，根據實際的用戶需求，合理的對硬件系統(tǒng)進行配置，提供最優(yōu)的方案來解決實際的住宅小區(qū)智能化組網設計問題。最終通過UML軟件設計方法對系統(tǒng)進行總體設計，運用J2EE技術實現系統(tǒng)模塊。參考文獻1李林智能化系統(tǒng)工程顧問指南第一版南京東南大學出版社，200862鄭宏弱電系統(tǒng)集成第一版北京科學出版社，20053劉曉勝智能小區(qū)與通信技術北京電子工業(yè)出版社200454成龍智能小區(qū)及智能大樓的系統(tǒng)設計北京中國建筑工業(yè)出版社20015 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