浅谈Mainstream技术在智能化小区中的应用
来源：UC论文网2015-12-15 19:02
摘要：
摘要：提出了住宅小区及家庭智能化主流 技术 的概念，对物业管理与安防、信息通信服务与管理及家庭智能化等的主流技术及其应用进行了初步探讨。 关键词：住宅小区；智能化；主
摘要：提出了住宅小区及家庭智能化主流技术的概念，对物业管理与安防、信息通信服务与管理及家庭智能化等的主流技术及其应用进行了初步探讨。
关键词：住宅小区；智能化；主流技术
1物业管理与安防系统
1.1小区管理中心
它是小区管理总指挥部，其任务是向小区内每个家庭提供公共服务设施，通常由开发商负责建设，也要得到政府在信息和通信方面提供相关服务的支持。小区管理中心的主流技术是建立开放式计算机管理局域网，即通过结构化布线系统等传输网络，将多元信息服务管理与物业管理进行综合，为住宅小区的服务和管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理。其功能通常包括以下几个方面：小区内集中的安全防范综合管理；实施对小区内公共的机电设施进行集中的监控和管理；小区房产与承租户管理；小区物业保养与维修管理；小区内家庭三表计量与统计等。
1.2小区公共安全防范技术
小区公共安全防范技术的任务是根据住宅小区类型、使用功能及防护风险等需要，为保障人身、财产安全，运用计算机通信、电视监控及报警系统等技术综合形成安全防范体系。共包括以下内容：
（1）闭路电视监控
其主流技术是在小区的出入口、主要通道、车库等重要场所安装摄像机，将监测区的情况以图像方式实时传送到管理中心。值班人员通过电视墙可以随时了解这些重要场所的情况。目前常用的传统型模拟制监控系统采用长延时录像机，录像图象质量差又不便于保留，损耗很大。先进的数字压缩式监控系统，最大优点是光盘录像清晰度高，又不便于擦抹，但价格昂贵。目前主流技术是以模拟制为主，有条件的小区宜采用数字压缩制与模拟制相结合的方案。
（2）电子巡更系统
电子巡更系统是一种基于无线通讯技术的智能化系统，系统结构采用模块化设计，由中央CPU模块自动协调系统控制。系统的覆盖范围大小可变。目前主流技术要求使用发射机的基本覆盖范围半径为1KM。系统通过报警接口模块将系统与专用电脑软件联接，可对参数进行调整，对系统运行情况进行测试和系统故障自动诊断。在系统工作时自动记录事件的时间、日期、位置等信息。用户可在系统中任意加入电子地图，并在电子地图上作任意标记。系统设有口令，可防止无关人员误操作。
（3）防灾及应急联动
防灾主要是指三防，即防火、防盗、防燃气泄漏。设在控制中心的监控主机通过报警接收机或者专用通讯网络，接收来自家庭智能控制器的报警信号，系统能马上识别报警类型及警报发生的住户位置，并产生声、像报警。其主流技术是小区火灾采用烟雾探测器为主，报警消防联动控制需与区消防站连网；防盗报警系统可采用常规门磁开关，双鉴探测器，玻璃破碎报警器等；防煤气泄漏探测器安装在厨房内，离地面1m处，当煤气浓度大于国家规定标准时报警。三防设备以可靠为主。
（4）小区停车场管理
其主流技术是采用较流行的感应式IC卡作为管理手段，同时具有红外遥控车库门开关（<8m）和防盗报警功能及倒车限位等功能。
（5）周边防范系统
该系统由主动探测器、示意报警屏、监控主机等构成。
（6）楼宇可视对讲及IC卡门锁
其主流技术是设置非接触式IC智能卡门系统。在每幢楼宇的每个单元入口设置可视对讲系统。住户可在户内通过可视对讲系统看到来访者，并与其通话，确认其身份后，方可进入楼宇。在每幢楼宇的入口处设置非接触式IC卡门系统，当系统感应到正确的非接触式IC卡后，门才能开启。该系统具有高保密性、使用方便等特点。
1.3水、电及煤气三表计量
目前实现三表计量主要有二种方法。第一种方法是三表出户，住户购买IC卡使用电、水与煤气，这种方法比较成熟，是目前广泛应用的主流技术；第二种法是三表不出户，利用信号线将三表（水表、电表、煤气表）输出的信号引至户外计量保护箱内的采集板上，由总线电缆将采集、储存处理好的信号引至物业管理中心，计算机自动结算、打印出用户的数据清单，并可防止人为破坏和电、水和煤气被盗的现象出现。第二种方法技术
上比较先进，但不够成熟，常常会出现表的误抄（因丢失脉冲数，常常少抄表数），数据准确度较低，目前还不宜大规模推广。
1.4小区公共机电设备集中监控
主要有给排水、变配电集中监控、电梯和供暖监控及区域照明自控。其主流技术是采用集散式控制系统为主。区域照明自动控制常采用声光控制感应路灯。声控自动开关是用于当晚间出现来人脚步声或拍手等声响时，开关接通电源，人离开后30S左右关闭，从而实现了自动控制照明灯灭或亮。另外，利用光控路灯，白天电路自锁，节电率较高。
1.5小区大屏幕电子广告牌
大屏幕电子公告，每天可以向居民发布天气预报、报刊新闻、社区公告等，该电子公告可取代目前使用的公告黑板，具有很好的社会效益。大屏幕显示的内容由中心计算机控制，通过一套专用软件，可方便修改电子公告牌显示的内容。其主流技术以单色或三色LED式为主，投入不宜太高。
2信息通讯服务与管理系统
2.1小区信息服务网络平台结构
小区信息服务网络包括如下内容：
（!）连接INTERNET
住户的电脑可以通过社区网络中心的代理服务器连入国际互联网。
（2）直接提供信息服务
社区内的居民可通过网络平台直接获取关于交通，新闻摘要，小区介绍方面的信息。
（3）提供宽带的传轮平台
在社区网络平台的构架中，从每幢楼宇的智能集线器到中心高速交换机构采用星形连接，传输介质选用4芯的多模光纤，而楼宇智能HUB与每层集线器采用5类UTP连接，因此，如果选用高速的交换机和TCP/IP传输协议，小区网络平台上每个居民住户独占10m,可以满足传输对带宽的要求。
2.2小区综合信息管理
该系统常与小区的物业管理中心组合在一起，向小区内每一家庭提供公共服务设施。作为现代化小区必须向社区内广大居民提供综合信息服务，常包括以下内容：娱乐（影视点播（VOD）、虚拟旅行、虚拟博物馆、音乐剧场、多人游戏（不同地理位置））、资讯（新闻、财经股市商情服务、旅馆服务、乘车与街道指南）、商业服务（购物指南、电子购物与转账、餐馆预订）、教育（函授课程、虚拟学院实验室、网络补习）、医疗保健（远程疾病诊断与会诊、电子病历、虚拟医院、保健咨询）、政府（申请条例咨询、会议通知、视象会议、所得税转帐），建议业主可以根据需要灵活选择。
2.3综合通讯接入网
小区通讯接入网是小区最基本的投资项目之一，其实施方案直接关系到小区开发商的投入费用和今后小区在通讯与网络方面的现代化程度，以及提供综合信息与资讯服务的能力。目前已建和在建的住宅小区所采用的通讯接入网有很多方案和具体实施方法，但均不成熟。据了解，新加坡在这方面的经验可以借鉴。即：“充分利用现有家庭通讯接入网的资源，提升和完善接入网的技术性能，为迎接世纪信息社会的到来做好准备”。目前每一个家庭都基本上具有电话线路和电视线路这两种接入网形式，因此充分利用现有的这两种接入网形式，并在具体实施时提升和完善这两种接入网的技术性能。一方面我们可以在新建小区设计公共电话网络时，改善其电话线路接入网，使之达到128Kbps的传输速率，具有传输中、低速数据和图像的能力，满足现代家庭在使用IS-DM、一次群速率、可视电话和三表自动数据采集与传输等信息与数据交互上的需求；另一方面，将每一住宅楼内原单向CATV系统设计更改为双向（860MHz）CATV系统，并将约200户TV终端划分为一个组合（或为光纤节点FN），为今后实施HFC做好物理上的预留接口和网络拓扑结构的设置。当条件一旦条件成熟，估计在2～3年内随着FN光纤节点设备和机顶盒与电缆调制解调器价格下降，即可实施HFC方案。届时每一个家庭用户都可以通过HFC网络提供双向多媒体信息服务，即VOD点播、电视会议、远距离学习和在家工作模式等各种双向高速通讯业务。同时也可以使得INTERTNET接入成本下降，并大大提高接入的速度。
以上主流技术的优点是充分利用了现有的投资和资源，逐步达到和实现智能小区现代化通讯与网络标准的建设目标。既可以满足!’世纪多媒体信息发展的需要，同时又避免了重复投资。
3家庭智能化系统
小区的智能化最终体现在小区独立家庭运用多元信息技术（IT），并达到监控与信息交互的能力。因此实现家庭智能化是实现小区智能化的基础和最终建设目标。家庭智能化就是实现家庭在安全、舒适和信息交互与通讯的能力，其家庭智能化系统所提供的功能有以下三项内容，即：家庭保安报警、家庭电器自动化和家庭通讯与网络及总线接口。
要建住宅小区和实现家庭智能化，首先应该很好地规划和设计，采用主流技术，选择性能比较好的产品。家庭智能化主流技术在系统性能方面应具有思考型的逻辑判断和人格化的语言能力，具备新一代智能型产品在人机交互方面的特征，包括以下功能。
（1）可通过电话线，实现双向交互监视和遥控
功能；
（2）应具有较高的智能化，户内监视点与控制点之间可以通过软件编程进行事件或时间响应联动控制，以及具有进行“或”和“与”逻辑判断的能力；
（3）具有IR（红外线）自学习能力，可通过IR对各种品牌的空调机、音响、电视机等采用红外线方式的电器进行远程调节控制；
（4）可通过软件设置报警点等级与报警灵敏度，并进行相关（空间和时间）的逻辑判断，以降低系统的误报警；
（5）能对操作、报警、监视和控制具有双向语音提示和应答功能：
（6）具有报警状态远程确认功能，可通过语音方式进行查询及实时监听；
（7）用户三表（电表、水表、煤气表）数据采集，并每月定时通过电话线路将三表读数传送到小区物业管理中心，无需增加额外的传输线路。
4主流技术的应用
据不完全统计，在住宅小区产品方面，上海邮电二村采用了上海邮电管理局的产品；深圳梅林三屯小区采用了圳君实业公司开发的LonWorks分布式控制网络等。美国西蒙公司首先推出家庭布线系统，之后朗迅、AMP,ORTRONICS等公司也先后推出了家庭布线系统，一股新的热潮正在兴起。我国建设业主可以从中选择自己满意的产品。家庭智能化方面在国内应用较广泛的是新加坡科技电子公司的胜德ST900-8X家庭智能化系统，该系统已于1995年12月通过美国UL在家庭保安（UL1023）及家庭火灾报警（UL-985）两个方面认证，同年，美国家庭总线评审机构将ST900-8X系统评为美国最好的家庭电子产品。
关键词：住宅小区；智能化；主流技术
1物业管理与安防系统
1.1小区管理中心
它是小区管理总指挥部，其任务是向小区内每个家庭提供公共服务设施，通常由开发商负责建设，也要得到政府在信息和通信方面提供相关服务的支持。小区管理中心的主流技术是建立开放式计算机管理局域网，即通过结构化布线系统等传输网络，将多元信息服务管理与物业管理进行综合，为住宅小区的服务和管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理。其功能通常包括以下几个方面：小区内集中的安全防范综合管理；实施对小区内公共的机电设施进行集中的监控和管理；小区房产与承租户管理；小区物业保养与维修管理；小区内家庭三表计量与统计等。
1.2小区公共安全防范技术
小区公共安全防范技术的任务是根据住宅小区类型、使用功能及防护风险等需要，为保障人身、财产安全，运用计算机通信、电视监控及报警系统等技术综合形成安全防范体系。共包括以下内容：
（1）闭路电视监控
其主流技术是在小区的出入口、主要通道、车库等重要场所安装摄像机，将监测区的情况以图像方式实时传送到管理中心。值班人员通过电视墙可以随时了解这些重要场所的情况。目前常用的传统型模拟制监控系统采用长延时录像机，录像图象质量差又不便于保留，损耗很大。先进的数字压缩式监控系统，最大优点是光盘录像清晰度高，又不便于擦抹，但价格昂贵。目前主流技术是以模拟制为主，有条件的小区宜采用数字压缩制与模拟制相结合的方案。
（2）电子巡更系统
电子巡更系统是一种基于无线通讯技术的智能化系统，系统结构采用模块化设计，由中央CPU模块自动协调系统控制。系统的覆盖范围大小可变。目前主流技术要求使用发射机的基本覆盖范围半径为1KM。系统通过报警接口模块将系统与专用电脑软件联接，可对参数进行调整，对系统运行情况进行测试和系统故障自动诊断。在系统工作时自动记录事件的时间、日期、位置等信息。用户可在系统中任意加入电子地图，并在电子地图上作任意标记。系统设有口令，可防止无关人员误操作。
（3）防灾及应急联动
防灾主要是指三防，即防火、防盗、防燃气泄漏。设在控制中心的监控主机通过报警接收机或者专用通讯网络，接收来自家庭智能控制器的报警信号，系统能马上识别报警类型及警报发生的住户位置，并产生声、像报警。其主流技术是小区火灾采用烟雾探测器为主，报警消防联动控制需与区消防站连网；防盗报警系统可采用常规门磁开关，双鉴探测器，玻璃破碎报警器等；防煤气泄漏探测器安装在厨房内，离地面1m处，当煤气浓度大于国家规定标准时报警。三防设备以可靠为主。
（4）小区停车场管理
其主流技术是采用较流行的感应式IC卡作为管理手段，同时具有红外遥控车库门开关（<8m）和防盗报警功能及倒车限位等功能。
（5）周边防范系统
该系统由主动探测器、示意报警屏、监控主机等构成。
（6）楼宇可视对讲及IC卡门锁
其主流技术是设置非接触式IC智能卡门系统。在每幢楼宇的每个单元入口设置可视对讲系统。住户可在户内通过可视对讲系统看到来访者，并与其通话，确认其身份后，方可进入楼宇。在每幢楼宇的入口处设置非接触式IC卡门系统，当系统感应到正确的非接触式IC卡后，门才能开启。该系统具有高保密性、使用方便等特点。
1.3水、电及煤气三表计量
目前实现三表计量主要有二种方法。第一种方法是三表出户，住户购买IC卡使用电、水与煤气，这种方法比较成熟，是目前广泛应用的主流技术；第二种法是三表不出户，利用信号线将三表（水表、电表、煤气表）输出的信号引至户外计量保护箱内的采集板上，由总线电缆将采集、储存处理好的信号引至物业管理中心，计算机自动结算、打印出用户的数据清单，并可防止人为破坏和电、水和煤气被盗的现象出现。第二种方法技术
上比较先进，但不够成熟，常常会出现表的误抄（因丢失脉冲数，常常少抄表数），数据准确度较低，目前还不宜大规模推广。
1.4小区公共机电设备集中监控
主要有给排水、变配电集中监控、电梯和供暖监控及区域照明自控。其主流技术是采用集散式控制系统为主。区域照明自动控制常采用声光控制感应路灯。声控自动开关是用于当晚间出现来人脚步声或拍手等声响时，开关接通电源，人离开后30S左右关闭，从而实现了自动控制照明灯灭或亮。另外，利用光控路灯，白天电路自锁，节电率较高。
1.5小区大屏幕电子广告牌
大屏幕电子公告，每天可以向居民发布天气预报、报刊新闻、社区公告等，该电子公告可取代目前使用的公告黑板，具有很好的社会效益。大屏幕显示的内容由中心计算机控制，通过一套专用软件，可方便修改电子公告牌显示的内容。其主流技术以单色或三色LED式为主，投入不宜太高。
2信息通讯服务与管理系统
2.1小区信息服务网络平台结构
小区信息服务网络包括如下内容：
（!）连接INTERNET
住户的电脑可以通过社区网络中心的代理服务器连入国际互联网。
（2）直接提供信息服务
社区内的居民可通过网络平台直接获取关于交通，新闻摘要，小区介绍方面的信息。
（3）提供宽带的传轮平台
在社区网络平台的构架中，从每幢楼宇的智能集线器到中心高速交换机构采用星形连接，传输介质选用4芯的多模光纤，而楼宇智能HUB与每层集线器采用5类UTP连接，因此，如果选用高速的交换机和TCP/IP传输协议，小区网络平台上每个居民住户独占10m,可以满足传输对带宽的要求。
2.2小区综合信息管理
该系统常与小区的物业管理中心组合在一起，向小区内每一家庭提供公共服务设施。作为现代化小区必须向社区内广大居民提供综合信息服务，常包括以下内容：娱乐（影视点播（VOD）、虚拟旅行、虚拟博物馆、音乐剧场、多人游戏（不同地理位置））、资讯（新闻、财经股市商情服务、旅馆服务、乘车与街道指南）、商业服务（购物指南、电子购物与转账、餐馆预订）、教育（函授课程、虚拟学院实验室、网络补习）、医疗保健（远程疾病诊断与会诊、电子病历、虚拟医院、保健咨询）、政府（申请条例咨询、会议通知、视象会议、所得税转帐），建议业主可以根据需要灵活选择。
2.3综合通讯接入网
小区通讯接入网是小区最基本的投资项目之一，其实施方案直接关系到小区开发商的投入费用和今后小区在通讯与网络方面的现代化程度，以及提供综合信息与资讯服务的能力。目前已建和在建的住宅小区所采用的通讯接入网有很多方案和具体实施方法，但均不成熟。据了解，新加坡在这方面的经验可以借鉴。即：“充分利用现有家庭通讯接入网的资源，提升和完善接入网的技术性能，为迎接世纪信息社会的到来做好准备”。目前每一个家庭都基本上具有电话线路和电视线路这两种接入网形式，因此充分利用现有的这两种接入网形式，并在具体实施时提升和完善这两种接入网的技术性能。一方面我们可以在新建小区设计公共电话网络时，改善其电话线路接入网，使之达到128Kbps的传输速率，具有传输中、低速数据和图像的能力，满足现代家庭在使用IS-DM、一次群速率、可视电话和三表自动数据采集与传输等信息与数据交互上的需求；另一方面，将每一住宅楼内原单向CATV系统设计更改为双向（860MHz）CATV系统，并将约200户TV终端划分为一个组合（或为光纤节点FN），为今后实施HFC做好物理上的预留接口和网络拓扑结构的设置。当条件一旦条件成熟，估计在2～3年内随着FN光纤节点设备和机顶盒与电缆调制解调器价格下降，即可实施HFC方案。届时每一个家庭用户都可以通过HFC网络提供双向多媒体信息服务，即VOD点播、电视会议、远距离学习和在家工作模式等各种双向高速通讯业务。同时也可以使得INTERTNET接入成本下降，并大大提高接入的速度。
以上主流技术的优点是充分利用了现有的投资和资源，逐步达到和实现智能小区现代化通讯与网络标准的建设目标。既可以满足!’世纪多媒体信息发展的需要，同时又避免了重复投资。
3家庭智能化系统
小区的智能化最终体现在小区独立家庭运用多元信息技术（IT），并达到监控与信息交互的能力。因此实现家庭智能化是实现小区智能化的基础和最终建设目标。家庭智能化就是实现家庭在安全、舒适和信息交互与通讯的能力，其家庭智能化系统所提供的功能有以下三项内容，即：家庭保安报警、家庭电器自动化和家庭通讯与网络及总线接口。
要建住宅小区和实现家庭智能化，首先应该很好地规划和设计，采用主流技术，选择性能比较好的产品。家庭智能化主流技术在系统性能方面应具有思考型的逻辑判断和人格化的语言能力，具备新一代智能型产品在人机交互方面的特征，包括以下功能。
（1）可通过电话线，实现双向交互监视和遥控
功能；
（2）应具有较高的智能化，户内监视点与控制点之间可以通过软件编程进行事件或时间响应联动控制，以及具有进行“或”和“与”逻辑判断的能力；
（3）具有IR（红外线）自学习能力，可通过IR对各种品牌的空调机、音响、电视机等采用红外线方式的电器进行远程调节控制；
（4）可通过软件设置报警点等级与报警灵敏度，并进行相关（空间和时间）的逻辑判断，以降低系统的误报警；
（5）能对操作、报警、监视和控制具有双向语音提示和应答功能：
（6）具有报警状态远程确认功能，可通过语音方式进行查询及实时监听；
（7）用户三表（电表、水表、煤气表）数据采集，并每月定时通过电话线路将三表读数传送到小区物业管理中心，无需增加额外的传输线路。
4主流技术的应用
据不完全统计，在住宅小区产品方面，上海邮电二村采用了上海邮电管理局的产品；深圳梅林三屯小区采用了圳君实业公司开发的LonWorks分布式控制网络等。美国西蒙公司首先推出家庭布线系统，之后朗迅、AMP,ORTRONICS等公司也先后推出了家庭布线系统，一股新的热潮正在兴起。我国建设业主可以从中选择自己满意的产品。家庭智能化方面在国内应用较广泛的是新加坡科技电子公司的胜德ST900-8X家庭智能化系统，该系统已于1995年12月通过美国UL在家庭保安（UL1023）及家庭火灾报警（UL-985）两个方面认证，同年，美国家庭总线评审机构将ST900-8X系统评为美国最好的家庭电子产品。
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