基于網(wǎng)絡(luò)化感知計算的智慧社區(qū)管理關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用論文

1、基于網(wǎng)絡(luò)化感知計算的智慧社區(qū)管理關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用一、概述1、項目提出背景進入21世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用不僅改變著人們工作、商務(wù)的模式，更開始全面地改變?nèi)藗兩畹挠^念和方式，在我們熟悉的物質(zhì)城市的身邊已經(jīng)迅速形成一個信息化、虛擬化、數(shù)字化的“新城市”。在這個“新城市”中，可以通過網(wǎng)絡(luò)進行在線購物、遠(yuǎn)程醫(yī)療；可以在電腦前學(xué)習(xí)課程；人們將生活在“數(shù)字家庭”、“數(shù)字社區(qū)”、“數(shù)字城市”之中。智慧社區(qū)是以互聯(lián)網(wǎng)為依托，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家庭中的智慧家居系統(tǒng)、社區(qū)的物聯(lián)系統(tǒng)和服務(wù)整合在一起，使社區(qū)管理者、用戶和各種智慧系統(tǒng)形成各種形式的信息交互，以達(dá)到更加方便快捷的管理，給用戶帶來更

2、加舒適的“數(shù)字化”生活體驗。智慧社區(qū)的提出,是以智能、人文、服務(wù)為理念，通過整合街道管理和服務(wù)運行的關(guān)鍵信息，探索社會管理、社區(qū)服務(wù)、惠民興業(yè)的發(fā)展新途徑，以打造管理精細(xì)化、服務(wù)人文化、運行社會化、手段信息化、工作規(guī)范化、技術(shù)現(xiàn)代化的現(xiàn)代街道工作運行新模式。作為智慧城市組成的基本單元，智慧社區(qū)的構(gòu)建領(lǐng)域零散、應(yīng)用水平也不高，已有的智能小區(qū)、數(shù)字社區(qū)等建設(shè)方案也存在著不同程度的問題，智慧社區(qū)所面臨的主要問題包括：（1）智慧社區(qū)缺乏智慧化，只是空泛的管理模式，沒有做到智慧化的精細(xì)管理以及為人們提供個性化的服務(wù)；(2) 缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，普遍適用性的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的機制尚未建立，從行業(yè)到企業(yè)，

3、各自都有自己的標(biāo)準(zhǔn)，相互間的兼容性差，從而給用戶生活帶來不便，用戶如果要增加或替換家中的智能設(shè)備，就很可能導(dǎo)致該設(shè)備無法有效地融入到已有的系統(tǒng)中；（3）多業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成問題，智慧社區(qū)由安防系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)等多個系統(tǒng)組成，不同系統(tǒng)往往由不同企業(yè)設(shè)計與部署，智慧社區(qū)管理系統(tǒng)需要具備規(guī)范的接口，從而有效地將這些不同子系統(tǒng)融入進來，且智慧社區(qū)管理系統(tǒng)需要具備可擴展性，以便于新業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成進來，從而為用戶提供便捷的服務(wù)；（4）智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的可靠性、安全性、可用性問題，智慧社區(qū)管理系統(tǒng)需要長期不間斷運行，且包含多個不同業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，其安全性、可靠性需要得到有效保障，而已有

4、的系統(tǒng)對這方面的關(guān)注相對較少，系統(tǒng)的容錯能力較差；（5）智慧社區(qū)的發(fā)展離不開網(wǎng)絡(luò)化的感知計算技術(shù)，而目前所謂的智慧社區(qū)，其感知技術(shù)能力偏弱，需要采用新的技術(shù)來提高其智慧化的感知能力，從而促進智慧社區(qū)的建設(shè)與發(fā)展。由于這些問題存在，使得目前所謂的智慧社區(qū)只是初級的智能社區(qū)，還不能稱為智慧社區(qū)，也不能真正為人們提供智慧的、個性化的服務(wù)。本項目正是針對目前智慧社區(qū)發(fā)展過程中存在的問題展開研究和技術(shù)攻關(guān)。2、項目的目的、意義 目前，我國的社區(qū)信息化服務(wù)建設(shè)正在進入一個更加深入、更加扎實的新階段。社會信息化服務(wù)需求旺盛，“信息化惠及全民”成為努力方向。然而由于目前智慧型數(shù)字社區(qū)存在著多種問題，如：用戶無

5、法享受個性化服務(wù)、用戶的隱私保護不到位、系統(tǒng)的可維護性較差、升級成本較高、各種標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。這些問題的存在，延緩了人們信息化惠及全民的進程，使人們難以享受信息化帶來的好處。本項目旨在基于網(wǎng)絡(luò)化感知計算研究智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，提出新的智慧社區(qū)架構(gòu)模型、研發(fā)多系統(tǒng)集成平臺、知識服務(wù)平臺、個性化推薦系統(tǒng)、智慧家庭網(wǎng)關(guān)等關(guān)鍵技術(shù)，以及開發(fā)多種智慧社區(qū)示范應(yīng)用系統(tǒng)，如：多級社區(qū)安防系統(tǒng)、社區(qū)交流系統(tǒng)、社區(qū)資源管理系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)等等，從而使社區(qū)管理系統(tǒng)具備更多的智慧、提升用戶的滿意度和舒適度。目前，我國許多省市都在大力推進智慧城市的建設(shè)，而智慧社區(qū)作為智慧城市的最基本組成單元，

6、智慧社區(qū)的建設(shè)優(yōu)劣極大地影響著智慧城市的建設(shè)與發(fā)展。本項目的開展，也可以進一步降低智慧社區(qū)的建設(shè)經(jīng)費，取得較好的經(jīng)濟利益。因此，本項目的研究具有十分重要的實用意義和經(jīng)濟價值。二、項目立項的必要性及市場需求分析1、項目技術(shù)攻關(guān)的必要性隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)的迅速發(fā)展與推廣應(yīng)用，信息技術(shù)對經(jīng)濟社會變革的支撐作用日益增強。發(fā)達(dá)城市紛紛把“智慧城市”的建設(shè)作為加強城市競爭力、推動產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升城市創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展的重要手段。“智慧社區(qū)”作為“智慧城市”的基本構(gòu)成單位，是集城市管理、公共服務(wù)、社會服務(wù)、居民自治和互助服務(wù)于一體的新技術(shù)的應(yīng)用。 智慧社區(qū)通過充分借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)

7、、傳感器網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對住宅樓宇、家居、醫(yī)療、社區(qū)服務(wù)等進行智能化的構(gòu)建，從而形成基于大規(guī)模信息智能處理的一種新的管理形態(tài)社區(qū)。但是，由于目前已有的智慧社區(qū)建設(shè)方案，還存在一些技術(shù)問題沒有解決，如：（1）已有的社區(qū)系統(tǒng)的用戶主要以被動方式而非主動方式使用該系統(tǒng)；（2）已有的社區(qū)管理系統(tǒng)缺乏可擴展性、如果增加新的子系統(tǒng)則代價很高；（3）已有的社區(qū)管理系統(tǒng)缺乏智慧，無法根據(jù)用戶的特征提供個性化的服務(wù)；（4）社區(qū)管理系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一接口規(guī)范和可擴展性，一旦用戶部署了該系統(tǒng)，用戶就無法增加和替換家中的智能設(shè)備；（5）已有的社區(qū)管理系統(tǒng)的可靠性和可用性較低，造成了較高的維護成本、降低了用戶

8、的滿意度。現(xiàn)有智慧社區(qū)建設(shè)方案的這些問題造成了智慧社區(qū)建設(shè)成本偏高、用戶體驗不佳、系統(tǒng)不可靠等問題。本項目就是針對目前智慧社區(qū)建設(shè)中的問題展開研究和技術(shù)攻關(guān)，因此，本項目的技術(shù)攻關(guān)具有非常重要的必要性。2、項目的市場需求分析隨著全球信息化時代的不斷升溫，物質(zhì)生活水平不斷提高以及國家大力推廣三網(wǎng)融合，人們的生活方式、工作習(xí)慣也開始悄然飛躍。人們對干百年來賴以生存的住宅，也已不再滿足于地理位置、交通綠化、周邊環(huán)境以及房屋結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)條件。個性化與智能化成為新的需求，更健康、更安全、更方便、更舒適的生活，成為21世紀(jì)家居生活方式的發(fā)展方向。2011年2月19日，胡錦濤在省部級領(lǐng)導(dǎo)干部社會管理研討班中發(fā)

9、表重要講話，其中，工作意見中強調(diào)：整合基層資源、強化基礎(chǔ)工作，強化城鄉(xiāng)社區(qū)自治和服務(wù)功能，健全新型社區(qū)管理和服務(wù)體制。目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國的社區(qū)信息化服務(wù)建設(shè)正在進入一個更加深入、更加扎實的新的階段，社會信息化服務(wù)需求旺盛，“信息化惠及全民”成為努力方向。住宅用戶希望通過智慧社區(qū)的建設(shè)得到舒適的生活空間、方便的生活體驗、安全的生活方式、以及個性化與時尚的生活感受等；房地產(chǎn)開發(fā)商則希望通過智慧社區(qū)的建設(shè)獲得賣點、高的性價比、以及新的業(yè)務(wù)增長點等。全國各地展開了智慧城市的建設(shè)熱潮，智慧社區(qū)作為智慧城市的基本組成部分，成為最受市場認(rèn)可的熱點之一。智慧社區(qū)所提供的內(nèi)容囊括了家居安防、高

10、速上網(wǎng)、視頻娛樂、數(shù)字社區(qū)等多方面數(shù)字信息化服務(wù)，通過服務(wù)的整合，讓用戶足不出戶享受到一站服務(wù)的便利與輕松。本項目針對智慧型社區(qū)展開研究和技術(shù)攻關(guān)工作，旨在提供個性化的、可靠的、可擴展的、綠色智慧社區(qū)管理系統(tǒng)，為用戶提高個性化的服務(wù)，給社區(qū)管理人員帶來便利的工作方式。因此，本項目具有較高的市場需求和應(yīng)用前景。三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及現(xiàn)有工作基礎(chǔ)1、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)情況分析自上個世紀(jì)80年代末起，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了對住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過總線技術(shù)進行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智慧社區(qū)的原型。從智

11、能家居概念的提出到現(xiàn)今，已發(fā)展了20多年，經(jīng)歷了不同階段，其發(fā)展歷程如圖1所示。 圖1 智慧社區(qū)發(fā)展歷程國外智能家居發(fā)展比較早、速度快，現(xiàn)在市場上占主要地位的都是國外品牌，如霍尼韋爾、Control4、快思聰?shù)?，他們歷史悠久技術(shù)高超，近年來已有許多成功案例。主要產(chǎn)品功能如下：(1)智能控制。智能控制主要實現(xiàn)的功能如下：對于空調(diào)的控制，能夠自動調(diào)節(jié)溫度的升高降低、開關(guān)以及風(fēng)速風(fēng)扇轉(zhuǎn)動方向、空調(diào)模式等；對于燈光的控制，能夠遠(yuǎn)程自動調(diào)節(jié)燈光明暗、開關(guān)； 對于窗簾的控制， 能夠遠(yuǎn)程自動調(diào)節(jié)窗簾的閉合； 對于打印傳真機的控制，能夠遠(yuǎn)程控制接受文件、發(fā)送文件以及文件的打印或者復(fù)印，節(jié)省時間，高效生活；對于

12、電視的控制，通過連接在家庭網(wǎng)關(guān)上的電視，觀看直播電視節(jié)目，VOD影片點播；對于門禁的控制，可以遠(yuǎn)程查看門是否鎖好， 是否有外人來訪；對于電動幕、投影儀、吊燈的控制，通過遠(yuǎn)程控制這些儀器的上升以及下降功能。在長久的發(fā)展中，主要還是通過遙控器等設(shè)備對這些家電進行遠(yuǎn)程操控。在最近的發(fā)展中，也研發(fā)出了新的終端器。目前，Control4最新的技術(shù)即是和iPad和黑莓以及android手機配合使用。在2010年拉斯維加斯的國際電子消費展會上， Control4宣布了針對黑莓和android的新的移動應(yīng)用程序， 提供應(yīng)用于所有領(lǐng)先的智能手機平臺用戶終端的移動導(dǎo)航系統(tǒng)程序。作為智能家居控制系統(tǒng)，Control

13、4致力于通過全面的移動設(shè)備平臺，為不斷增長的智能家居市場提供易于操作的應(yīng)用程序。(2)報警防盜。在小偷入侵、著火、煤氣泄漏、家用電器未關(guān)、漏電、室內(nèi)濕度過大、溫度過高過低、電器短路、有外人出入家中時會有報警發(fā)生。安全崗哨數(shù)碼可視對講系統(tǒng)：可視對講智能終端集成了可視對講、戶戶通話、留言留影等功能。隱形衛(wèi)士無線安防報警系統(tǒng)：無線安防報警系統(tǒng)主要通過在別墅四周、大廳、主人房裝置紅外探頭；室內(nèi)主要門窗安裝門磁、探頭；大廳、主要通道裝置煙感探頭；在廚房(及浴室)安裝煤氣探頭這四種途徑來實現(xiàn)。千里眼遠(yuǎn)程數(shù)碼安防監(jiān)控系統(tǒng)：可視對講智能終端可以控制云臺，支持本地遠(yuǎn)程連線方式查看。智能家居及智慧社區(qū)在我國也已發(fā)

14、展了10多年，國內(nèi)智能家居產(chǎn)業(yè)正朝著更加專業(yè)化、多元化的方向發(fā)展，國內(nèi)的家電廠家如海爾、海信、TCL以及通信產(chǎn)品廠家化為等都有相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案。國內(nèi)智能家居產(chǎn)品的核心功能主要包括兩個方面：安防報警和智能控制。安防報警產(chǎn)品與技術(shù)主要包括：（1）智能鎖：具有防盜報警功能的電子密碼鎖，相對于機械式密碼鎖，無論在技術(shù)上還是性能上都有很大的提高，具體代表性產(chǎn)品有感應(yīng)式智能門鎖系列、接觸式智能門鎖系列等；（2）監(jiān)控設(shè)備：監(jiān)控設(shè)備是在嵌入式視頻服務(wù)器中集成了智能行為識別算法，能夠?qū)Ξ嬅孢M行智能監(jiān)控，識別場景中人和車輛的行為，在適當(dāng)條件下可以產(chǎn)生報警提示用戶，保證人身和財產(chǎn)安全。具體產(chǎn)品有三星槍式攝像機、

15、四路嵌入式硬盤攝像機等；（3）傳感器類，傳感器是智能家居安防報警系統(tǒng)中必不可少的組成部分，主要包括：燃?xì)鈧鞲衅鳌煔鈧鞲衅?、幕簾傳感器等。智能控制是智能家居中最基本的部分之一，通過已有的布線和網(wǎng)絡(luò)來控制、管理家里安裝的智能設(shè)備，從而使人們的神話便利化、舒適化、藝術(shù)化，主要包括：（1）背景音樂系統(tǒng)；（2）智能電動窗簾系統(tǒng)；（3）智能溫度控制等等。目前，智能家居產(chǎn)品所采用的通信技術(shù)分有線和無線，主流的技術(shù)如圖2所示。有線技術(shù)和無線技術(shù)各有優(yōu)缺點。（1）有線技術(shù)有線技術(shù)包括RS485、IEEE802.3 (Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、5.X-10，PLC-BUS、PLC-B

16、US、CresNet、AXLink等等。然而，除了X-10，PLC-BUS之外，幾乎沒有專門針對智能家居行業(yè)制定的通訊技術(shù)；X-10電力線載波技術(shù)甚至早在上世紀(jì)70年代就研制成功開始應(yīng)用與家居自動化領(lǐng)域了，在我們國內(nèi)也是2000年左右就被引入并開始推廣了，但是市場局面一直難于打開，難于廣泛推廣的主要原因除了設(shè)備成本與人們需求不匹配之外，還在于技術(shù)本身的種種問題。電力載波技術(shù)的優(yōu)點是在部署智能家居系統(tǒng)的時候可以免于另外布線，缺點是穩(wěn)定性不佳，因為電力網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實在太糟糕，尤其是國內(nèi)的電網(wǎng)，如果要實現(xiàn)足夠穩(wěn)定地在電力線上通訊，需要花費的代價太大，盡管后來PLC-BUS提高了一定的穩(wěn)定性，但是仍舊難以

17、達(dá)到穩(wěn)定持續(xù)的通訊質(zhì)量，況且電網(wǎng)環(huán)境變化多端，后期維護有點捉襟見肘。除此之外，電力線通訊還涉及到對公共電網(wǎng)的二次污染以及信息安全性的問題等等。而其它有線通信技術(shù)的優(yōu)點是穩(wěn)定性很好，缺點是在部署智能家居系統(tǒng)時候需要另外布線。所以，雖然電力線載波技術(shù)雖然產(chǎn)生得非常早期，且一度被人們寄予厚望，但是人們還是不停地從其他領(lǐng)域?qū)ふ液线m的有線技術(shù)開發(fā)智能家居產(chǎn)品，甚至自創(chuàng)私有技術(shù)協(xié)議進行產(chǎn)品開發(fā)，當(dāng)然因為各種有線技術(shù)都有其優(yōu)劣勢，所以一直群雄相爭、各分天下，也許也正因為如此，使得智能家居行業(yè)一直不慍不火，沒有突破性的進展，行業(yè)規(guī)模也一直較小。（2）無線技術(shù)無線技術(shù)主要包括RF射頻技術(shù)、藍(lán)牙(Bluetoot

18、h)、Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave等。智能家居系統(tǒng)最為重視的是穩(wěn)定性、靈活性與安全性，可以說Zigbee和Z-Wave技術(shù)是因應(yīng)而生的：靈活的組網(wǎng)方式、智能聯(lián)網(wǎng)修復(fù)、互為中繼、低功耗、低成本等特性。因此，當(dāng)下戰(zhàn)場將主要集中在誕生于21新世紀(jì)的這兩個新型技術(shù)：Zigbee和Z-Wave，前者有國際標(biāo)準(zhǔn)組織支持，制定的規(guī)范較為完善，后者是草根協(xié)會，當(dāng)然也受到了一些國際大佬的賞識，如思科、Intel和微軟等。由于不同的技術(shù)各有其優(yōu)缺點，因此，在實際應(yīng)用中，會采用多種技術(shù)來保證用戶的滿意度和舒適度。圖2 主流智能家居技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)通過對中國、美國、歐盟、日本的專利的檢索，發(fā)現(xiàn)已有的專利只是針對智

19、能家居產(chǎn)品的某個小模塊進行了申請，如：智能家居調(diào)光模塊、智能家居輕觸式開關(guān)、智能家居錄音器等，而未發(fā)現(xiàn)針對智慧社區(qū)的專利。雖然，經(jīng)過十多年的發(fā)展，國人對智能家居有了一定的了解，但國內(nèi)智能家居產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展和探索之中，在技術(shù)上，國內(nèi)的智能家居產(chǎn)品還落后于國內(nèi)產(chǎn)品，且國內(nèi)智能家居產(chǎn)品還普遍存在系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴、不切實際等問題。此外，國內(nèi)的智能家居產(chǎn)品，還主要面對的是單個家庭而非整個小區(qū)，即使有幾個針對小區(qū)的解決方案，也是僅針對普通的住宅小區(qū)或別墅，而沒有針對大學(xué)校園這種既包含普通住宅、又包含教學(xué)樓、辦公樓、學(xué)生宿舍的混合型社區(qū)。2、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢智能家居隨著近年來的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)日趨成熟，

20、逐漸被人們熟知。在國外已經(jīng)又穩(wěn)定的客戶群和潛在的客戶，接下來要做的技術(shù)重點應(yīng)該是加強各個系統(tǒng)的整合，將多個獨立的功能融合到一個中央管理系統(tǒng)中，可以做到統(tǒng)一管理及設(shè)置。在這個新興領(lǐng)域的發(fā)展階段，產(chǎn)品的穩(wěn)定性、實用性、可操作性也面臨考驗，只有把握好這三點才能開拓更廣泛的客戶群體。目前，國內(nèi)外住宅小區(qū)的建設(shè)已發(fā)展到了智慧社區(qū)的階段，迫切需要體現(xiàn)出用戶的個性化服務(wù)、管理人員的便捷性、整個社區(qū)的和諧性。而目前的產(chǎn)品仍以智能家居為主，針對智慧社區(qū)的解決方案相對較少。智慧社區(qū)最終目標(biāo)還是要為人們提供更舒適、更方便、更安全、更環(huán)保的生活環(huán)境。新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能促進智慧社區(qū)的發(fā)展和建設(shè)、降

21、低建設(shè)成本、提高用戶的滿意度。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智慧社區(qū)的建設(shè)方案多以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、云計算來共同構(gòu)筑。智慧家庭聯(lián)接在智慧社區(qū)之中，實現(xiàn)社區(qū)的數(shù)字化、人性化管理，然后通過互聯(lián)網(wǎng)以門戶網(wǎng)站為入口，使用戶能夠通過終端與小區(qū)智能管理系統(tǒng)和家庭智能家居系統(tǒng)進行交互。3、現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)課題組在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多系統(tǒng)集成、知識服務(wù)、軟件可靠性等方面具有一定的研究基礎(chǔ)和開發(fā)經(jīng)驗。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，基于Zigbee協(xié)議和傳感器節(jié)點，開發(fā)了家庭網(wǎng)關(guān)軟件以及應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了簡單的智能家居系統(tǒng)，可以采集房間的溫濕度、可燃?xì)怏w、光照度、人體紅外等。智能網(wǎng)關(guān)程序是連接Android系統(tǒng)與ZigBee無線

22、網(wǎng)絡(luò)的橋梁，運行在Android系統(tǒng)的服務(wù)層，智能網(wǎng)關(guān)程序通過3G、WiFi、以太網(wǎng)等通信方式與Android用戶控制程序相連，然后將用戶控制程序發(fā)過來的指令通過串口發(fā)給ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器解析相應(yīng)的指令后發(fā)送給各個傳感器節(jié)點，以此來實現(xiàn)控制傳感器節(jié)點設(shè)備的功能。用戶控制程序運行于Android系統(tǒng)應(yīng)用層，采用JAVA語言開發(fā)。用戶控制程序通過接收用戶的輸入操作，生成相應(yīng)的控制指令然后通過3G、WiFi、以太網(wǎng)或者藍(lán)牙等通信方式發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。同時，用戶控制程序還可以接收智能網(wǎng)關(guān)程序發(fā)送過來的傳感器所采集的信息以及告警指令，這樣我們可以查看得到傳感器采集信息的情況

23、，以及可以及時處理相關(guān)的警告。在多系統(tǒng)集成方面，課題組成員承擔(dān)了多項國家和省部級項目，設(shè)計并實現(xiàn)了數(shù)字校園的系統(tǒng)集成平臺、企業(yè)應(yīng)用集成平臺等，為本項目中智慧社區(qū)的多應(yīng)用系統(tǒng)集成平臺的研發(fā)積累了經(jīng)驗和基礎(chǔ)。在知識服務(wù)方面，項目組成員承擔(dān)和參與了多項國家級項目，在知識組織、管理、服務(wù)方面的理論、模型進行深入分析，提出了多種理論模型和方法。在工程技術(shù)實踐方面，參與 “可視化知識服務(wù)平臺構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)研究”項目研究，為本項目智慧社區(qū)中的知識服務(wù)平臺的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。從而可以實現(xiàn)透徹信息感知，然后轉(zhuǎn)化成知識，向用戶提供個性化、多模式的綜合智慧服務(wù)。 在系統(tǒng)可靠性，尤其是軟件可靠性方面，課題組成員參與了多

24、項國家自然科學(xué)基金和企業(yè)合作項目，進行了較為深入的研究，基于軟件再生方法與技術(shù)，提出了多種新的軟件再生方法與策略，成功解決了由軟件老化引起的軟件系統(tǒng)性能衰退、失效率增加問題，并將所設(shè)計的新的軟件再生方法應(yīng)用到了服務(wù)器系統(tǒng)中、取得了較好的效果。四、項目計劃目標(biāo)及主要研究內(nèi)容1、主要目標(biāo)該項目的主要目標(biāo)是基于網(wǎng)絡(luò)化感知計算研究智慧社區(qū)管理中的關(guān)鍵技術(shù)，并開發(fā)一些示范性應(yīng)用。將智慧家庭聯(lián)接在智慧社區(qū)之中，實現(xiàn)社區(qū)的數(shù)字化、人性化管理，讓社區(qū)現(xiàn)有的以及未來可能建設(shè)的設(shè)施、系統(tǒng)、功能等各種資源能集中、統(tǒng)一、安全、人性化的為業(yè)主提供服務(wù)、為物業(yè)服務(wù)提供幫助。通過智慧社區(qū)的建設(shè)，能夠提高社區(qū)的物管水平，構(gòu)筑

25、人性化、規(guī)范化的管理服務(wù)體系，形成以人為本的社區(qū)環(huán)境，向居民提供多樣化、個性化的服務(wù)方式和內(nèi)容，不斷提高社區(qū)人文素質(zhì)水平。2、研究與開發(fā)內(nèi)容該項目針對現(xiàn)階段人們對數(shù)字化、智慧化生活的需求，面向新時代社區(qū)，應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)”、“云計算”等新技術(shù)開發(fā)智慧數(shù)字社區(qū)管理系統(tǒng)，提出四層系統(tǒng)總體架構(gòu)，如下圖3所示。圖3 系統(tǒng)總體架構(gòu)最底層為感知層，是智慧社區(qū)的感知系統(tǒng)，充分運用網(wǎng)絡(luò)化感知技術(shù)來及時感知各類資源的靜/動態(tài)屬性信息。主要功能包括信息采集和傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)處理等。這一層的主要工作將各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器、移動智能信息采集終端與系統(tǒng)連接、在線服務(wù)軟件的部署等。第二層為網(wǎng)絡(luò)層，是智慧社區(qū)的互聯(lián)互通系統(tǒng)，基

26、于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、及通信傳輸技術(shù)，進行信息/知識交換和通信。第三層為中間層，是智慧社區(qū)的智慧層，是該系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分，也是本項目重點研究和攻關(guān)的部分，主要包括多系統(tǒng)集成平臺、知識服務(wù)平臺、個性化推薦系統(tǒng)、智慧家庭網(wǎng)關(guān)等。這一層的建設(shè)工作包括聯(lián)合各領(lǐng)域?qū)＜裔槍ι鐓^(qū)實際情況制定相應(yīng)的解決方案，根據(jù)解決方案定制開發(fā)各種應(yīng)用模塊、知識庫和在線專家?guī)斓?。最后一層為?yīng)用層，是智慧社區(qū)中的智能處理系統(tǒng)，利用智能信息/知識處理技術(shù)實現(xiàn)人機物智能化管理與控制，實現(xiàn)智慧社區(qū)目標(biāo)。應(yīng)用層包含很多子系統(tǒng)，如：社區(qū)安防系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)、社區(qū)資源管理系統(tǒng)、智慧家庭系統(tǒng)等，本項目根據(jù)情況會實現(xiàn)盡可能多的應(yīng)用系

27、統(tǒng)來充分驗證項目重點攻關(guān)的中間件層本項目還提供統(tǒng)一的智慧社區(qū)公共服務(wù)平臺，基于B/S架構(gòu)的Web界面的開發(fā)和部署。其總體框架示意圖如圖4所示。圖4 智慧社區(qū)總體示意圖本項目基于網(wǎng)絡(luò)化的感知技術(shù)，主要研究如下內(nèi)容：1）多系統(tǒng)集成平臺智慧社區(qū)管理系統(tǒng)由數(shù)量眾多的應(yīng)用系統(tǒng)組成，一般情況下，這些子系統(tǒng)是異構(gòu)系統(tǒng)、往往由不同的廠商提供，這些系統(tǒng)間存在不兼容等情況，如果丟到已有的應(yīng)用系統(tǒng)，全部購買新的系統(tǒng)，則帶來較高的智慧社區(qū)建設(shè)成本，造成浪費。另一方面，隨著社會的發(fā)展、人們對舒適生活的追求，未來很可能需要增加新的應(yīng)用系統(tǒng)，而目前的社會社區(qū)管理系統(tǒng)可擴展性較差，不能滿足人們的這種需求。本項目將多系統(tǒng)集成平

28、臺的研發(fā)作為一個主要研究內(nèi)容，基于面向服務(wù)（SOA）的設(shè)計技術(shù)，定義了統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，使得智慧社區(qū)系統(tǒng)具有靈活性和可擴展性，可以在將現(xiàn)有子系統(tǒng)全部集成在智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)的同時，也可將未來增加的社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)進行集成，實行統(tǒng)一管理，并且發(fā)揮智慧服務(wù)的管理模式、服務(wù)模式、先進技術(shù)等優(yōu)勢，社區(qū)管理提升到新的管理服務(wù)高度，全方位支撐智慧社區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。2）知識服務(wù)平臺知識服務(wù)是指以知識資源為對象，以信息知識的組織、關(guān)聯(lián)、挖掘、重構(gòu)等為手段，為用戶提供個性化、多粒度的知識檢索、導(dǎo)航、推送等功能。知識服務(wù)是知識體系以及相應(yīng)的服務(wù)手段、技術(shù)方法和設(shè)施環(huán)境的集合，它從各種顯性和隱性知識資源中按照人們的需要

29、有針對性地提煉知識，并用來解決用戶問題的高級階段的信息服務(wù)過程，是一種面向知識內(nèi)容和解決方案的服務(wù)，是以知識為主要資源提供的知識密集型服務(wù)，以滿足不同組織和個人不同類型的知識需求。本項目面向知識內(nèi)容和解決方案、提供知識服務(wù)平臺，通過采用最新的人工智能檢索技術(shù)查詢出有用信息并加以篩選、整理和分類，實現(xiàn)按照用戶的需要自動為用戶提供即時、便捷、個性、方便、高智能的服務(wù)。該平臺的建設(shè)極大地促進了全社會知識的流動與創(chuàng)新，避免在新一輪知識經(jīng)濟競爭中處于不利地位，對一個國家的經(jīng)濟增長和社會發(fā)展將產(chǎn)生良好的促進作用。3）個性化服務(wù)推薦系統(tǒng)隨著人們物質(zhì)生活水平的提供，人們開始追求個性化的、時尚的生活方式。個性化

30、服務(wù)是一種有針對性的服務(wù)方式，根據(jù)用戶的設(shè)定來實現(xiàn)，依據(jù)各種渠道對資源進行收集、整理和分類，向用戶提供和推薦相關(guān)信息，以滿足用戶的需求。從整體上說，個性化服務(wù)打破了傳統(tǒng)的以被動服務(wù)模式，能夠充分利用各種資源優(yōu)勢，主動開展以滿足用戶個性化需求為目的的全方位服務(wù)。 因此，如何有效地為用戶提供個性化服務(wù)是本項目的一個主要研究內(nèi)容。為了實現(xiàn)個性化服務(wù),本項目首先基于智能化的感知技術(shù)跟蹤和學(xué)習(xí)用戶的興趣和行為,并設(shè)計一種合適的表達(dá)方式來反映用戶的個性特征。為了把資源推薦給用戶,必須組織好資源,選取資源的特征,并采用合適的推薦方式。4）人員定位與識別技術(shù)隨著科技的發(fā)展，人們開始追求智慧化的生活，在智慧社區(qū)

31、中，存在著大量理想的智慧生活，如：家里的主人通過手機或者項鏈等隨身物品就可以開門，走到哪個房間，燈光會自動開啟，空調(diào)也會自動調(diào)節(jié)到合適的溫度；坐到沙發(fā)上，電視就會自動開啟等。此外，在智慧社區(qū)中，為了保護人們的財產(chǎn)和人身安全，當(dāng)有非法入侵者進入社區(qū)時，能夠及時地將其識別出來。實現(xiàn)這一切的一個關(guān)鍵技術(shù)就是對人員的定位及其身份的識別。因此，本項目將人員的定位與識別技術(shù)作為一個主要的研究內(nèi)容，利用網(wǎng)絡(luò)化的智能感知技術(shù)，來對人員進行定位與身份識別，從而可以有效地為用戶提供個性化的服務(wù)，對非法用戶進行抓捕等。5）智慧家庭網(wǎng)關(guān)智慧家庭是智慧社區(qū)的基本組成單位，為每個家庭提供安全、便捷的生活。家庭的智慧程度體

32、現(xiàn)了社區(qū)的智慧程度。但是，由于人是具有個體化差異特征、每個家庭的興趣和需求不同，所配備的家居產(chǎn)品也不同，而且用戶在未來還可能對現(xiàn)有設(shè)備進行替換或購買新的設(shè)備，這就要求家庭網(wǎng)關(guān)具有可擴展性，便于管理家庭的智能設(shè)備。而目前市場上所銷售的家庭網(wǎng)關(guān)僅僅是一個簡單的平臺，接口簡單、處理能力有限，不符合智慧家庭的建設(shè)目標(biāo)。本項目對智慧家庭網(wǎng)關(guān)展開研究，擴展已有家庭網(wǎng)關(guān)的功能，并根據(jù)從智能感知設(shè)備傳過來的環(huán)境數(shù)據(jù)，做出智慧化的決策。智慧家庭網(wǎng)關(guān)通過定義統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，對異構(gòu)設(shè)備定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)設(shè)備集成的復(fù)雜性。由于智慧家庭中，各傳感器節(jié)點多采用無線組網(wǎng)（Zigbee 或 Zwave）的方式，

33、該項目也采用主動搜索技術(shù)使智慧家庭網(wǎng)關(guān)具備發(fā)現(xiàn)、連接新設(shè)備的能力。6）智慧社區(qū)示范應(yīng)用智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)主要包括智慧家庭系統(tǒng)、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)平臺、社區(qū)資源管理系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)、社區(qū)安保系統(tǒng)；每個子系統(tǒng)又包含若干個子系統(tǒng)。為了驗證本系統(tǒng)所研發(fā)的多系統(tǒng)集成平臺、個性化推薦系統(tǒng)等功能的有效性，并通過分析已有應(yīng)用系統(tǒng)的不足，本項目重點研發(fā)如下幾個示范應(yīng)用：（1）社區(qū)安保系統(tǒng)主要功能是為社區(qū)提供安保、緊急救助等，包括消防系統(tǒng)，緊急救助系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，周界報警系統(tǒng)、智能巡更系統(tǒng)等。a)消防系統(tǒng)：提供社區(qū)公共場所的快速消防功能，和智慧家庭系統(tǒng)的家庭消防功能聯(lián)合使用。b)緊急救助系統(tǒng)：提供兒童、老人等的緊

34、急救助。c)監(jiān)控系統(tǒng)：提供社區(qū)24小時監(jiān)控服務(wù)。d)周界報警系統(tǒng)：周界報警系統(tǒng)是目前社區(qū)安全防范系統(tǒng)的一個重要組成部分，是實現(xiàn)整個建筑群現(xiàn)代化的安全技術(shù)防范與科學(xué)管理的一項重要措施和必要手段。它利用現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)備，通過使用先進的技術(shù)，為社區(qū)營造一個安全、良好、有序的工作環(huán)境。對社區(qū)內(nèi)建筑的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其相互聯(lián)系給予最優(yōu)化考慮和綜合，以達(dá)到最佳組合，從而獲得投資合理、高效率的、高度安全、優(yōu)雅舒適、便利快捷的環(huán)境空間。利用，該系統(tǒng)通過紅外線對射器等感知技術(shù)、以及現(xiàn)代多媒體及數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)對公司周圍及一些重要場所進行電子網(wǎng)管制系統(tǒng)，形成一套先進的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的安全防范系統(tǒng)。e)智能巡

35、更管理系統(tǒng)本系統(tǒng)由巡邏管理軟件、巡邏信息點（RFID）、巡邏器、管理主機組成。主要用于保障物品的安全，控制和監(jiān)督巡邏人員的工作。巡邏系統(tǒng)由現(xiàn)場電子簽到器、保安中心電腦組成，用于規(guī)范保安員上崗情況。電子簽到器設(shè)在住宅區(qū)內(nèi)主要道路、盲點、死角等處，中心電腦事先存儲保安員巡邏路線，簽到時間等。若保安員未簽到時，中心電腦會立即提醒值班人員去了解情況及早發(fā)現(xiàn)問題。（2）社區(qū)信息系統(tǒng)社區(qū)信息系統(tǒng)其主要功能是為居民和社區(qū)的相關(guān)的管理人員提供一個信息交流的網(wǎng)絡(luò)平臺，為居民和相關(guān)人員提供方便,滿足人們的社會性需求。其主要功能包括社區(qū)公告與發(fā)布，交流系統(tǒng)，社區(qū)地圖。a)社區(qū)公告及發(fā)布系統(tǒng)：主要是發(fā)布一些社區(qū)信息，

36、例如安全信息，天氣信息，停電通知，停水通知等。b)社區(qū)交流系統(tǒng)：是一個交互性系統(tǒng)，主要功能是居民可以通過該系統(tǒng)向社區(qū)的物業(yè)及相關(guān)部門反應(yīng)那些設(shè)備損壞了需要維修，也可以反應(yīng)其他的與生活相關(guān)的問題。住戶也可以通過該系統(tǒng)相互之間進行交流。c)社區(qū)地圖：主要功能是顯示整個社區(qū)的地圖，以方便居民使用，該模塊還包括一些出行的公交線路信息等。（3）社區(qū)資源管理系統(tǒng)社區(qū)資源管理主要功能是管理社區(qū)內(nèi)的公共資源，包括社區(qū)運動場所管理系統(tǒng)、社區(qū)能源管理系統(tǒng)、社區(qū)光控系統(tǒng)等。a)社區(qū)光控系統(tǒng)：主要負(fù)責(zé)社區(qū)公共照明，比如路燈等。當(dāng)光照到一定的值時，關(guān)閉路燈，或夜里凌晨以后關(guān)閉部分路燈等。b)社區(qū)能源管理系統(tǒng)：綜合管理社

37、區(qū)的能源消耗、對能源消耗進行優(yōu)化，從而獲得低碳、綠色的生活。c)社區(qū)運動場所管理系統(tǒng)：管理社區(qū)內(nèi)的乒乓球場、羽毛球場、游泳池等運動場所，提供在線預(yù)約、實時查看等功能，為用戶提供方便快捷的生活。（4）智慧家庭系統(tǒng)智慧家庭系統(tǒng)，包括安防系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智慧家電、可視對講、情景模式、寵物照看、智慧影音等子系統(tǒng)，用戶使用遠(yuǎn)程終端通過管理系統(tǒng)就可以方便的進行管理。其主要功能如圖5所示，本項目主要實現(xiàn)如下幾個功能模塊。圖5 智慧家庭系統(tǒng)功能圖a) 安防系統(tǒng)智慧家居報警系統(tǒng)由家庭報警主機和各種前端探測器組成。前端探測器可分為門磁、窗磁、煤氣探測器、煙感探測器、紅外探頭、緊急按鈕等。若有人非法入侵便會觸發(fā)相應(yīng)

38、的探測器，家庭報警主機會立即將報警信號傳送至小區(qū)管理中心或用戶指定的電話上，以便保安人員迅速處警，同時小區(qū)管理中心的報警主機將會紀(jì)錄下這些信息，以備查閱。智慧家庭安防系統(tǒng)可實現(xiàn)家居安防的報警點的等級布防，并采用邏輯判斷，避免系統(tǒng)誤報警；可采用遙控器或鍵盤對系統(tǒng)進行布防、撤防，一旦發(fā)生報警，系統(tǒng)自動確認(rèn)報警信息、狀態(tài)及位置，而且報警時能夠自動強制占線。b) 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)基于寬帶網(wǎng)絡(luò)，高度集成了安防技術(shù)、視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等。用戶可以利用3G手機和無處不在互聯(lián)網(wǎng)，隨時隨地瀏覽家中的視頻圖像，同時，系統(tǒng)支持WEB網(wǎng)站多平臺接入、企業(yè)客戶端和手機登錄方式，擁有強大的視頻瀏覽功能

39、，能夠滿足用戶圖像分屏查看、歷史視頻查看、照片抓拍和遠(yuǎn)程控制等功能。c) 智能家電系統(tǒng)智能家電系統(tǒng)通過家庭控制終端和智能遙控器對家用電器進行控制，可控制家庭網(wǎng)絡(luò)中的所有電器設(shè)備，包括白熾燈、日光燈、電動窗簾/卷簾、普通電器、大功率電器、紅外電器（如電視、空調(diào)、DVD、音響等）等。d) 可視對講系統(tǒng)業(yè)主或訪客可以通過門口機呼叫小區(qū)中任意一臺室內(nèi)主分機，與戶內(nèi)業(yè)主進行可視對講及開鎖操作。如果業(yè)主不在家，可以對主機進行留影留言操作，業(yè)主回家后，可以查看當(dāng)天的訪客信息，并查看訪客的語音視頻留言。業(yè)主與業(yè)主之間可以進行戶戶可視對講，整個系統(tǒng)內(nèi)可以同時進行多路可視對講，相互之間不會干擾。在門口機或室內(nèi)主機

40、可以呼叫物管人員，與物管人員進行可視對講。e) 情景模式設(shè)置情景面板，可實現(xiàn)對全宅指定區(qū)域內(nèi)燈光，空調(diào)/采暖系統(tǒng)、音視頻系統(tǒng)，泳池設(shè)備等的控制。 同時可設(shè)置多種場景（如燈光明暗組合，通音頻設(shè)備之間的組合，實現(xiàn)：看電視，休息，聊天、就餐、外出等模式，需根據(jù)主人的生活習(xí)慣進行后期設(shè)計。設(shè)置智慧背景音樂面板，可開啟和關(guān)閉背景音樂，選擇曲目和新聞廣播的同時，提供呼叫家庭人員或呼叫保姆服務(wù)。3、項目的技術(shù)關(guān)鍵，包括技術(shù)難點、創(chuàng)新點該項目所設(shè)計的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)由智慧家庭和智慧社區(qū)兩級系統(tǒng)組成,它們的拓?fù)鋱D分別如圖6、7所示。圖6 智慧家庭系統(tǒng)拓?fù)鋱D圖7 智慧社區(qū)系統(tǒng)拓?fù)鋱D項目的關(guān)鍵技術(shù)：（1）多級社區(qū)安

41、防系統(tǒng)設(shè)計保護社區(qū)人員的人身安全和財產(chǎn)安全是智慧社區(qū)的首要任務(wù)，只有人們感覺到安全，才會生活的有滋有味，才能追求更高級別的需求?，F(xiàn)有的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)都在安防上下了比較多的功夫，但仍不能完全有效地保護人們的財產(chǎn)安全和人生安全，社區(qū)內(nèi)時有盜竊事件的發(fā)生，家庭內(nèi)偶然會有火情發(fā)生。因此，需要設(shè)計多級安防系統(tǒng)來提高社區(qū)的安全性，保護社區(qū)人員的財產(chǎn)和人生安全。本項目通過對社區(qū)實施4級安全防范管理措施來保護社區(qū)人員的人身和財產(chǎn)安全。社區(qū)主出入口設(shè)置ETC車道控制社區(qū)車道和考勤、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機，通過保安人員的盡職職守，可有效地對進入社區(qū)的人和車輛進行識別，構(gòu)成了社區(qū)第一級安全防范網(wǎng)絡(luò)。單元門口，設(shè)有

42、可視對講門口機，配合閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、進一步對來訪者身份進行確認(rèn)，組成社區(qū)第二級安全防范網(wǎng)絡(luò)。周界防范系統(tǒng)，通過人防和技防的有效結(jié)合，組成了社區(qū)的第三級安全防范網(wǎng)絡(luò)。在家庭內(nèi)部，配置人體紅外傳感器、攝像頭、可燃?xì)怏w傳感器等，來保護家庭內(nèi)部的安全，一旦有壞人入侵或有火災(zāi)等險情發(fā)生，立即報告給業(yè)主和社區(qū)管理中心，及時進行防范和處理，有效地保護財產(chǎn)和人身安全。（2）多系統(tǒng)集成平臺智慧社區(qū)管理系統(tǒng)由數(shù)量眾多的子系統(tǒng)構(gòu)成，一般情況下，社區(qū)已經(jīng)存在了一些應(yīng)用系統(tǒng)，未來很可能需要增加新的應(yīng)用系統(tǒng)。這就要求所設(shè)計的智慧社區(qū)系統(tǒng)具有系統(tǒng)集成功能，可以在將現(xiàn)有子系統(tǒng)全部集成在智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)的同時，也可將未來增

43、加的社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)進行集成，實行統(tǒng)一管理，并且發(fā)揮智慧服務(wù)的管理模式、服務(wù)模式、先進技術(shù)等優(yōu)勢，社區(qū)管理提升到新的管理服務(wù)高度，全方位支撐智慧社區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。 本項目采用面向服務(wù)（SOA）的設(shè)計技術(shù)，使已有的系統(tǒng)能夠很方便地集成到所設(shè)計的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中，且定義了統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，便于未來新增加的社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)集成到該系統(tǒng)中。本項目以接口規(guī)范作為集成點，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的透明性，并且最大限度的降低了系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)生改變所帶來的影響。通過對異構(gòu)系統(tǒng)定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)系統(tǒng)集成的復(fù)雜性。本項目采用了已經(jīng)發(fā)展的較為完善與成熟的Web服務(wù)技術(shù)，以此來解決異構(gòu)系統(tǒng)之間的互操作性難題。而且We

44、b服務(wù)技術(shù)還可以在廣域網(wǎng)的范圍內(nèi)解決應(yīng)用集成中的異構(gòu)性問題，并為在動態(tài)、開放的環(huán)境下構(gòu)造具有松耦合特性的集成化應(yīng)用提供了一個較為實際的解決方案。（3）智慧家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計智慧家庭是智慧社區(qū)的基本組成單位，為每個家庭提供安全、便捷的生活。但是，由于每個家庭的興趣和需求不同，所配備的家居產(chǎn)品也不同，而且用戶在未來還可能對現(xiàn)有設(shè)備進行替換或購買新的設(shè)備，這就要求家庭網(wǎng)關(guān)具有可擴展性，便于管理家庭的智能設(shè)備。本項目通過定義統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，對異構(gòu)設(shè)備定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)設(shè)備集成的復(fù)雜性。由于智慧家庭中，各傳感器節(jié)點多采用無線組網(wǎng)（Zigbee 或 Zwave）的方式，該項目也采用主動搜索技術(shù)使智

45、能網(wǎng)關(guān)具備發(fā)現(xiàn)、連接新設(shè)備的能力。（4）系統(tǒng)可靠性設(shè)計智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)要為整個社區(qū)的所有人員提供服務(wù)，因此，該系統(tǒng)需要安全、可靠、不間斷得為社區(qū)成員提供服務(wù)。由于智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)包含多種不同業(yè)務(wù)，且需要長期不間斷運行，因此，會發(fā)生系統(tǒng)性能衰退、服務(wù)質(zhì)量下降等軟件老化現(xiàn)象，從而造成較大的損失。因此，需要對社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)的可靠性進行設(shè)計，來保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運行、給用戶提供良好的服務(wù)。本項目在硬件和軟件兩個層次上均進行可靠性設(shè)計，硬件上采取冗余的方式來提高系統(tǒng)的可靠性，軟件上采用軟件再生方法和技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。軟件再生是一種主動性的預(yù)防措施，在軟件系統(tǒng)發(fā)生失效前主動采取再生策略和技術(shù)，從而

46、有效避免了非預(yù)期失效所帶來的災(zāi)難。（5）人員識別和定位技術(shù)智慧社區(qū)中人們的智慧化生活，如：家里的主人通過手機或者項鏈等隨身物品就可以開門，走到哪個房間，燈光會自動開啟，空調(diào)也會自動調(diào)節(jié)到合適的溫度；坐到沙發(fā)上，電視就會自動開啟；而站到穿衣鏡前，鏡子會自動顯示您要穿的衣服并與您的鏡像進行合成等。實現(xiàn)這一切的一個關(guān)鍵技術(shù)就是對用戶的識別與定位。本項目基于射頻識別（RFID）技術(shù)、采用空間劃分的定位技術(shù)來設(shè)計和實現(xiàn)智慧社區(qū)用戶識別定位功能。 RFID作為一種全新的非接觸自動識別技術(shù)，在上世紀(jì)就已開始逐漸進入應(yīng)用領(lǐng)域，是智能家居中通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行用戶識別和定位處理的前提。在RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以

47、采用基于電磁波到達(dá)角、基于電磁波到達(dá)時間、基于電磁波到達(dá)時間差、基于電磁波到達(dá)功率強度、基于空間劃分的RFID定位技術(shù)。基于空間劃分的定位系統(tǒng)相比其他系統(tǒng)而言，對硬件要求不高，可操作性強，有較強的抗干擾能力，定位精度也能夠達(dá)到要求，具有較高的實用價值。（6）個性化服務(wù)推薦技術(shù)隨著人們物質(zhì)生活水平的提供，人們開始追求個性化的、時尚的生活方式。個性化服務(wù)是一種有針對性的服務(wù)方式，根據(jù)用戶的設(shè)定來實現(xiàn)，依據(jù)各種渠道對資源進行收集、整理和分類，向用戶提供和推薦相關(guān)信息，以滿足用戶的需求。從整體上說，個性化服務(wù)打破了傳統(tǒng)的以被動服務(wù)模式，能夠充分利用各種資源優(yōu)勢，主動開展以滿足用戶個性化需求為目的的全方

48、位服務(wù)。 因此，如何有效地為用戶提供個性化服務(wù)是一個關(guān)鍵技術(shù)。為了實現(xiàn)個性化服務(wù),首先需要跟蹤和學(xué)習(xí)用戶的興趣和行為,并設(shè)計一種合適的表達(dá)方式。為了把資源推薦給用戶,必須組織好資源,選取資源的特征,并采用合適的推薦方式。本項目通過為每個用戶建立一個用戶描述文件(user profile)，來刻畫用戶的特征與用戶之間的關(guān)系；并采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來學(xué)習(xí)和訓(xùn)練用戶的模式，從而得到用戶的興趣。采用基于分類的方法來表示資源,對資源進行分類有利于將資源感興趣的用戶。采用基于規(guī)則的技術(shù)來實現(xiàn)個性化推薦。規(guī)則可以由用戶定制,也可以利用基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的挖掘技術(shù)來發(fā)現(xiàn)。規(guī)則可以利用用戶靜態(tài)屬性來建立,也可以利用用戶動

49、態(tài)信息來建立。為了利用規(guī)則來推薦資源,用戶描述文件和資源描述文件需用相同的關(guān)鍵詞集合來進行描述。信息推薦的工作過程是這樣的:首先根據(jù)當(dāng)前用戶閱讀過的感興趣的內(nèi)容,通過規(guī)則推算出用戶還沒有閱讀過的感興趣的內(nèi)容,然后根據(jù)規(guī)則的支持度(或重要程度),對這些內(nèi)容排序并展現(xiàn)給用戶。（7）個人隱私保護技術(shù)隨著科技的發(fā)展，人們在享受科技帶來的便利生活的同時，也不斷遭受著個人隱私泄露的威脅。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人們隱私信息泄露事件時有發(fā)生。一個系統(tǒng)的成功與否，很大程度上依賴于對用戶隱私信息的保護。 既然建設(shè)智慧社區(qū)的目的是為了給用戶提供便利、舒心的生活環(huán)境，那么智慧社區(qū)管理系統(tǒng)就必須有很好地個人隱私保護措施來防止用

50、戶信息的泄露。本項目采用多級防護措施來保護用戶的隱私，智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)運行的服務(wù)器上設(shè)置防護墻構(gòu)成第一級保護，在家庭網(wǎng)關(guān)上設(shè)置第二級的防火墻保護，在整個軟件系統(tǒng)中設(shè)置用戶權(quán)限管理和認(rèn)證技術(shù)構(gòu)筑第三級的保護。社區(qū)用戶通過遠(yuǎn)程終端查看家里情況時候，需要經(jīng)過層層認(rèn)證才能查看。而非法用戶，則由于權(quán)限不夠而難以查看他人的私人信息。項目的創(chuàng)新點：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、以及全國各地如火如荼的智慧城市建設(shè)熱潮，智慧社區(qū)作為智慧城市的基本組成單元，越來越受到關(guān)注，但已有的方案多是針對單個家庭的智能家居設(shè)計的，不適合智慧社區(qū)的需求。本項目著眼于智慧社區(qū)，以安全、可靠、個性化等為目標(biāo)，給用戶提供舒適的環(huán)境。（1）架構(gòu)創(chuàng)新：4層智慧社區(qū)管理架構(gòu)原有的相關(guān)方案，主要采用