張洪雷

(盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 遼寧 葫蘆島 124000)

智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張洪雷

(盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 遼寧 葫蘆島 124000)

基于監(jiān)控系統(tǒng)的三大原則和RS485總線網(wǎng)絡(luò)的控制方式，設(shè)計(jì)一套符合我國(guó)智能小區(qū)國(guó)情的監(jiān)控系統(tǒng)，為智能小區(qū)提供了先進(jìn)的安全科技管理。

智能小區(qū); 監(jiān)控; 設(shè)計(jì)

0 引 言

隨著科技技術(shù)的發(fā)展，智能小區(qū)的建設(shè)日益完善，然而,我國(guó)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)功能越來(lái)越復(fù)雜，許多新增的功能在智能小區(qū)居民日常生活中沒(méi)有任何用處，不僅造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且系統(tǒng)的復(fù)雜性給居民帶來(lái)了許多不便。因此，如何合理分配智能小區(qū)監(jiān)控功能，設(shè)計(jì)一套使用方便快捷、環(huán)保節(jié)能，保證居民生活安全智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)具有重大意義。

1 我國(guó)智能小區(qū)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1我國(guó)智能小區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

智能小區(qū)建設(shè)的目的是為了在保障居民生活安全的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)管理方式，為居民提供舒適、快捷的服務(wù)，從而達(dá)到小區(qū)的節(jié)能環(huán)保，大大降低了小區(qū)的人工管理成本[1]。雖然我國(guó)的智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)工作相對(duì)較晚，但隨著人們生活要求的提高，智能小區(qū)的建設(shè)早已引起有關(guān)部門和政府的重視，特別是一些大的物管公司和高檔小區(qū)，早已投入了大量的人力物力，積極推動(dòng)智能小區(qū)的推廣和發(fā)展。然而，我國(guó)的智能小區(qū)建設(shè)工作依然相對(duì)滯后，尤其是智能設(shè)備的研發(fā)和開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國(guó)外，大部分設(shè)備和智能產(chǎn)品仍然使用國(guó)外成熟的產(chǎn)品[2]。這樣一來(lái)，我國(guó)的智能小區(qū)的建設(shè)完全依賴于國(guó)外技術(shù)，對(duì)我國(guó)智能設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)十分不利。特別是面對(duì)人口眾多的中國(guó)，智能小區(qū)發(fā)展具有無(wú)窮大的市場(chǎng)，一旦被國(guó)外企業(yè)或技術(shù)所占領(lǐng)，國(guó)內(nèi)的自主智能設(shè)備品牌就無(wú)法生存。可見(jiàn)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)自主品牌智能小區(qū)設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)是當(dāng)前面臨的最大問(wèn)題。

1.2我國(guó)智能小區(qū)存在的主要問(wèn)題

對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)最好的智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該分析智能小區(qū)建設(shè)及相關(guān)設(shè)備存在的問(wèn)題，只有深入分析問(wèn)題所在，才能更好地發(fā)展智能小區(qū)。

1)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。智能小區(qū)設(shè)備的多元化以及系統(tǒng)管理的復(fù)雜性，致使智能小區(qū)的設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家關(guān)于智能小區(qū)也沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)范，最終不同地區(qū)、不同樓房的智能小區(qū)差異較大。特別是一些小區(qū)的智能設(shè)備涉及國(guó)內(nèi)外不同廠商，系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和衡量，致使系統(tǒng)之間產(chǎn)生技術(shù)不匹配或設(shè)備不匹配等問(wèn)題。這樣一來(lái)，在構(gòu)建智能小區(qū)過(guò)程中無(wú)論人力還是物力，都造成嚴(yán)重的浪費(fèi)，小區(qū)的智能設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀況不佳，無(wú)法達(dá)到居民所希望的效果。

2)系統(tǒng)高投入低效率。為了達(dá)到“高智能小區(qū)”的賣點(diǎn)效應(yīng)，許多小區(qū)盲目地追求大系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)際在運(yùn)用過(guò)程中，系統(tǒng)的許多功能無(wú)法啟動(dòng)或運(yùn)用，僅僅只是一種擺設(shè)。尤其是隨著我國(guó)房地產(chǎn)的不斷開(kāi)發(fā)，許多房地產(chǎn)商為了吸引更多的消費(fèi)者，將更多資金投入所謂的高智能化的智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)。但該系統(tǒng)往往在日常運(yùn)用中只運(yùn)行了系統(tǒng)的兩成功能。這樣一來(lái)，對(duì)于智能小區(qū)業(yè)務(wù)的各項(xiàng)物業(yè)費(fèi)用相應(yīng)增加。特別是經(jīng)常性的系統(tǒng)更新和升級(jí)費(fèi)用。即使是這樣的升級(jí)系統(tǒng)，也難以發(fā)揮其真正意義上的功能和作用。

3)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)人才缺乏。目前，我國(guó)智能化系統(tǒng)的維護(hù)遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到預(yù)期效果。由于許多公司對(duì)于智能化系統(tǒng)的日常管理和維護(hù)缺乏重視，導(dǎo)致許多智能化系統(tǒng)的專業(yè)維護(hù)技術(shù)落后和專業(yè)人才缺乏，特別是許多智能小區(qū)的智能設(shè)備管理仍不能滿足智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)等職能小區(qū)設(shè)備的正常運(yùn)營(yíng)要求。

2 我國(guó)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建原則與技術(shù)運(yùn)用

2.1智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建原則

任何系統(tǒng)的構(gòu)建都有其相應(yīng)的原則，對(duì)于我國(guó)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)而言，應(yīng)遵循5項(xiàng)基本原則：

1)功能需求限額原則。對(duì)于任何一種智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)根據(jù)小區(qū)的需求進(jìn)行功能定位和設(shè)計(jì)。不同背景的小區(qū)，如小區(qū)的收入情況、小區(qū)居住人口身份情況，對(duì)于智能化系統(tǒng)功能的需求有所差異。因此，設(shè)計(jì)者不能盲目追求技術(shù)的全面性，并認(rèn)為系統(tǒng)功能越多越全代表系統(tǒng)越強(qiáng)[3]，從而在技術(shù)和功能上不斷滿足上限，這樣容易產(chǎn)生系統(tǒng)功能過(guò)?，F(xiàn)象。

2)設(shè)備的可靠性與可操作性原則。智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)作為小區(qū)安全保障的監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)具有較高的可靠性。無(wú)論系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理還是設(shè)備的維護(hù)等，都應(yīng)具有一定的可靠性，才能保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同樣，系統(tǒng)的操作性應(yīng)方便、快捷，不論是小區(qū)的小孩、成人還是老人等不同技術(shù)水平的操作者都應(yīng)滿足設(shè)備的可操作要求[4]。

3)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展原則。對(duì)于我國(guó)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)具備一定成熟性，具有可靠的發(fā)展前景。只有這樣的先進(jìn)設(shè)備才能與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)發(fā)展相吻合。當(dāng)前，雖然技術(shù)發(fā)展更新較快，但對(duì)于智能小區(qū)設(shè)備而言，應(yīng)保證設(shè)備在小區(qū)使用二三十年都保持不落后[5]，這樣才能保證消費(fèi)者用的放心。其實(shí)，對(duì)于系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展的另外一個(gè)因素就是系統(tǒng)性價(jià)比。只有性價(jià)比較高的系統(tǒng)，才能使智能小區(qū)設(shè)備被小區(qū)居民接受，才能使智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)高端設(shè)備走的更遠(yuǎn)。

2.2智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用

目前，我國(guó)大部分智能小區(qū)采用的兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，即LONWORKS分布式的網(wǎng)絡(luò)控制和RS485總線網(wǎng)絡(luò)控制，兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著各自的優(yōu)勢(shì)和不足[6]。LONWORKS分布式的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)先進(jìn)，但成本相對(duì)較高，與我國(guó)普通智能小區(qū)需求有一定差距。RS485總線網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格實(shí)惠，功能要求符合我國(guó)智能小區(qū)基本要求。因此，RS485總線網(wǎng)絡(luò)控制方式是我國(guó)智能小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)選擇。

基于RS485總線網(wǎng)絡(luò)控制的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖中可以看出，PC機(jī)作為智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，主要安裝在小區(qū)物業(yè)管理處，并在PC機(jī)上安裝智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，首先由各類傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)控，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸給相應(yīng)的信號(hào)處理器，信號(hào)處理器通過(guò)調(diào)整，繼續(xù)傳輸給MAX485控制器，RS232/RS485轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)上，最終顯示給管理員或用戶。對(duì)于智能小區(qū)物業(yè)管理中心信息與用戶信息通過(guò)一定的實(shí)時(shí)通信工具進(jìn)行數(shù)據(jù)共享或傳輸。

圖1 基于RS485的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)

3 智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)的業(yè)務(wù)過(guò)程管理化和物業(yè)數(shù)據(jù)管理化。利用現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)為小區(qū)提供良好的智能管理和服務(wù)，從而提高小區(qū)的智能化管理，提高小區(qū)居民正常生活的方便性和快捷性。文中利用Microsoft SQL Server 2008 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與TCP/IP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信協(xié)議技術(shù)構(gòu)建智能小區(qū)系統(tǒng)軟件平臺(tái)。

根據(jù)智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)以及智能小區(qū)設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

圖2 智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括家庭安防系統(tǒng)、小區(qū)安防系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理系統(tǒng)四大子系統(tǒng)。

1)家庭安防子系統(tǒng)。主要包括可視化對(duì)講模塊、防盜報(bào)警模塊、火災(zāi)報(bào)警模塊以及天然氣煙霧報(bào)警模塊。

2)小區(qū)安防子系統(tǒng)。主要包括小區(qū)周界防備報(bào)警模塊、視頻監(jiān)控管理模塊、緊急廣播和其它廣播模塊、巡更報(bào)警模塊等。

3)物業(yè)管理子系統(tǒng)。包括文件傳輸模塊、車輛及人員進(jìn)出管理系統(tǒng)、功能設(shè)施管理和維護(hù)模塊、小區(qū)物業(yè)收費(fèi)管理模塊等。

4)數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理子系統(tǒng)。包括數(shù)據(jù)庫(kù)刪除、添加、修改、備份以及查詢等模塊。

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程

3.2.1 控制器設(shè)計(jì)

文中所設(shè)計(jì)的控制器設(shè)備以單片機(jī)PIC16FXX數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理為核心，控制器工作原理如圖3所示。

其中24C16為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，外接LCD液晶顯示器和Keyboard數(shù)據(jù)操作端[7]?？刂破髦饕ぷ髟頌椋和ㄟ^(guò)設(shè)備上的上電復(fù)位自檢后，控制器開(kāi)始工作。指示燈通過(guò)閃爍指示代表程序正確運(yùn)行，并初始化控制器的各項(xiàng)接口信息。包括LCD顯示器、脈沖表、報(bào)警指示狀態(tài)以及鍵盤等。設(shè)備工作過(guò)程中，首先記錄當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)信息和脈沖表信息，這兩種數(shù)據(jù)信息并存在24C16中，通過(guò)鍵盤操作響應(yīng)PC機(jī)響應(yīng)的通信命令與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

圖3 控制器工作原理圖

3.2.2 監(jiān)控系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)

通信是監(jiān)控系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)，只有保證各子系統(tǒng)間的通信同步，保證信息的準(zhǔn)確性、可靠性以及實(shí)時(shí)性，才能確保系統(tǒng)的可靠性、安全性[8]。文中采用多機(jī)同步通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，任何一臺(tái)分機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，都應(yīng)等待主機(jī)的接收應(yīng)答信號(hào)，主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收檢測(cè)后，對(duì)分機(jī)進(jìn)行回應(yīng)。如分機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗或主機(jī)接收錯(cuò)誤，分機(jī)會(huì)重新向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)[9]。因此，在整個(gè)系統(tǒng)通訊過(guò)程中，數(shù)據(jù)的傳輸采用中斷式的信號(hào)傳輸方式，如圖4所示。

圖4 中斷式通信控制流程

3.2.3 火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)例

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要由火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警處理器、監(jiān)控中心系統(tǒng)以及閉路電視系統(tǒng)組成，如圖5所示。

圖5 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)基本工作原理為：安裝在小區(qū)內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)器根據(jù)煙霧、火星或溫度等現(xiàn)象，將探測(cè)所得的信息傳輸給火災(zāi)報(bào)警處理器，火災(zāi)報(bào)警器對(duì)信息進(jìn)行判斷和處理，將處理結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控中心和閉路電視系統(tǒng)，并發(fā)出警報(bào)聲，從而告知管理人員，最終采取相應(yīng)的措施進(jìn)行火災(zāi)救援。

火警報(bào)警是智能小區(qū)必不可缺的設(shè)備，而火警報(bào)警系統(tǒng)的主要工作包括探測(cè)器的選擇和探測(cè)器的安裝，見(jiàn)表1。

對(duì)于探測(cè)器的選擇，應(yīng)在小區(qū)容易發(fā)生火災(zāi)區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器，可根據(jù)小區(qū)具體情況設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，火災(zāi)探測(cè)器是最重要的部件，它對(duì)探測(cè)火災(zāi)的大小、位置以及預(yù)報(bào)起到關(guān)鍵作用，因此，每個(gè)火警報(bào)警系統(tǒng)探測(cè)器的選擇應(yīng)具備：

1)火災(zāi)陰燃階段的感煙探測(cè)器；

2)火災(zāi)發(fā)展階段的光電火焰探測(cè)器；

3)火災(zāi)過(guò)大階段的感溫探測(cè)器。

根據(jù)探測(cè)器安裝要求，對(duì)于小區(qū)任何一個(gè)探測(cè)區(qū)域而言，安裝的探測(cè)器數(shù)目應(yīng)滿足以下公式計(jì)算：

式中:S----小區(qū)探測(cè)區(qū)域面積；

K----修正系數(shù)；

A----單個(gè)探測(cè)器的保護(hù)面積；

N----探測(cè)器區(qū)域所需要的探測(cè)器數(shù)目。 綜上所述，實(shí)現(xiàn)可靠、低廉的智能小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能小區(qū)安全防范、數(shù)據(jù)信息采集、優(yōu)化小區(qū)管理的基本保障。

表1 探測(cè)頭安裝原則規(guī)定

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)我國(guó)智能小區(qū)發(fā)展?fàn)顩r及存在的主要問(wèn)題，提出構(gòu)建基于RS485的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了智能小區(qū)的基本功能，提高小區(qū)的安全性和智能性管理，對(duì)我國(guó)智能設(shè)備的發(fā)展具有重大意義。

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Design of an intelligent community monitoring system

ZHANG Hong-lei

(Panjin Vocational and Technical College, Huludao 124000， China)

Based on three principles of monitor system and RS485 bus network control model, we design a suitable monitor system to condition offering the advanced security and technical management.

intelligent community; monitor; design.

2014-07-20

張洪雷(1979-)，男，漢族，男,遼寧葫蘆島人，盤錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方向研究,E-mail:383298940@QQ.com.

X 924.3

A

1674-1374(2014)05-0538-05