智能小區控制網絡技術研究
智能小區的根本特征在于網絡化，本文分析智能小區控制網絡技術。
1.智能小區網絡技術
1.1智能小區
智能小區指的是具有小區智能化系統的小區。所謂小區智能化系統，指的是在現代計算機網絡和通信技術的基礎上，將傳統的土木建筑技術與計算機技術、自動控制技術、通信與信息處理技術、多媒體技術等先進技術相結合的自動化和綜合信息網絡系統。
智能小區的根本特征在于網絡化，網絡化是小區智能化系統實現的前提和基礎。隨著網絡和通信技術的發展，Internet，Intranet和Infranet三網的融合成為可能，并成為未來發展的趨勢。
1.2以太控制網
以太網是目前應用最廣泛的局域網技術，具有開放性、低成本和廣泛應用的軟硬件支持等明顯優勢。以太控制網最典型的應用形式是Ethernet+TCP/IP。他的底層是Ethernet，網絡層和傳輸層采用國際公認的標準TCP/IP。以太控制網容易與信息網集成，組建統一的企業網。以太控制網克服了現場總線的不足，更好的實現了控制網與信息網的集成，較好解決了Infranet與Internet和Intranet的融合問題，已成為控制網絡的新趨勢。
1.3無線網絡技術
無線網絡技術是21世紀全球信息技術發展的重要標志之一。無線接入、無線局域網等技術在最近幾年得到了蓬勃發展。其中Bluetooth，802.11等技術已經日趨成熟。
2.家庭和小區智能控制系統的構建
家庭控制終端負責對家庭中的`智能儀表、安防、智能家電等進行綜合的控制，并直接和大樓管理中心進行聯網通信。
2.1家庭控制終端和家庭網絡
家庭控制終端完成了家庭控制網的集線作用，承擔對家庭智能儀表、安防設施等的綜合控制及與外部完成通信的功能，起到了小區系統中下位機的作用，是家庭網絡和大樓中心進行通信的關鍵器件。一個基本的家庭控制網絡上的終端設備包括各種智能化儀表、安防報警以及各種智能家電、PC等。家庭控制網絡的簡單。方便、靈活、可靠是家庭網絡組網的要求。
一般情況下，家庭網絡范圍局限在單個家庭以內，采用藍牙技術就可滿足通信的需要。另一方面，藍牙技術因其低成本(預計2004年內藍牙芯片價格降到5美元以內)、低功耗、低復雜性、高速率等特點，使得基于其開發的家庭網絡系統能被大多數家庭接受。同時，各種嵌入式智能儀表、智能家電的存在和發展也使無線家庭網絡的構建成為可能。
在家庭集中控制器中嵌入藍牙模塊和微處理器作為主設備，各種儀表設備、智能家電、安防報警等終端設備內嵌入藍牙模塊以及單片機作為從設備，構建Piconet。整個系統采用監視-主從問答式，平時從設備處于休眠狀態，在有需求時，對從設備進行喚醒，并進行通信，即可滿足需要。
從設備主要分為2大類：一類為各種智能儀表設備和智能家電，這些終端的特點是從設備對主設備的詢問進行響應，并反饋信息;另一類為安防報警等終端，其特點為從設備對主設備發出的突發性信息，由主設備給出響應。兩類設備的優先級別不同，由于第2類從設備的信息直接關系著居住人的安全，故應該將其置于較高的優先等級上，而對于第1類從設備則處于相對較低的優先等級。
對于不同類型的從設備，可以從藍牙設備的標識碼中進行區別。對于第2類從設備，在發現緊急情況后，主動喚醒藍牙裝置，并向主設備發出呼叫和報警，主設備確認后，切斷主設備與其他設備的連接，并不停的向大樓和小區發出呼叫和報警，直到大樓和小區發回應答信息為止。 對于第1類從設備，平時處于休眠狀態，等待大樓和小區發出的詢問，當大樓或小區發出詢問并由主設備確認詢問后，按標識碼尋找到詢問的對象從設備，并向該從設備發出詢問，喚醒從設備完成詢問要求的工作后，主設備得到從設備的回答，經過確認，向大樓或小區發回回答信息。
2.2大樓管理中心與大樓網絡
大樓管理中心是整個大樓信息處理和控制的中心，也是聯系大樓內家庭控制終端和小區管理中心的樞紐。目前，大樓控制網絡采用的多是RS485總線或LonWorks總線技術。如果改用以太控制網，則可以和大樓信息網乃至Internet網結合，若采用802.11構建無線以太網，又可具有無線網靈活、架設簡單等優點。根據實際需要靈活的選擇有線或無線方式構建以太控制網，既適用在新建各智能大樓上，也可快速、靈活的完成普通大樓的智能化改造。相對于家庭網絡，大樓網絡的傳輸距離和速率要求都要高一些。為此，在組建無線以太網時候，采用了802.11系列標準。由于控制網絡一般信息傳輸量不是很大，故一般情況下采用最大傳輸速率為11 Mb/s的802.11b即可。該標準目前技術成熟，且產品價格便宜，選擇余地較廣。
對于大樓管理中心，配置幾臺PC作為大樓服務器，其主要工作是實現家庭與小區之間的通信，完成對家庭控制 系統的上級指令控制及大樓內公用設備的管理，這些PC承擔的就是整個系統中位機的任務。大樓管理控制中心的主要工作可由軟件完成，且軟件實現不是很復雜。程序實現方法可以采用類似家庭網絡的監控主從問答式。對于智能儀表的數據采集任務，可以由小區管理中心下達定時采集的指令，由大樓中心在小區中心規定的時間段內對各家庭發出采集指令，并對數據進行匯總，以大樓數據表的形式向小區進行報告，并向家庭回送本用戶的匯總信息。對于緊急呼叫報警等情況，可以在接收到家庭報警信息后，根據網絡標識，識別出報警位置，并迅速對小區進行報警，而那些對大樓其他用戶構成一定利害的報警信息，則進行大樓廣播。當然，大樓中心除了上述功能外，還需要對樓宇內的其他設施進行監控，具體實現方式與家庭終端類似。
2.3小區管理中心
小區管理中心是智能小區的“大腦”，而小區網絡可以說是智能小區的“中樞神經”。小區管理中心負責的除了對各大樓的智能管理外，還要完成小區其他設施的管理。包括車輛與停車場管理、保安與巡更管理、小區門禁與出入管理、小區防越界管理、小區公用設施管理等。除上述監視管理功能外，小區中心同時提供用戶信息數據(如三表數據)供各用戶查詢。對于小區網絡可以采用以太控制網進行構建。由于小區網絡的通信信息量較大，同時小區網絡多在戶外條件下建設，并建成后變動不大，在此情況下，可選擇有線以太網。同時對于一些較獨立的設施和系統，可以采用無線方式實現作為有線的很好補充。
小區管理中心采用PC機作為上位機，利用VC，Delphi等進行軟件開發。軟件主要分為大樓(家庭)用戶數據采集及查詢模塊、報警監視模塊、小區保安與出入管理模塊、小區公用設施管理模塊和車輛管理模塊等。
結語
采用無線/有線混合的網絡構建家庭和小區控制系 統，充分發揮了無線和有線網絡的各自優點。利用藍牙構建家庭網絡，使家庭網絡靈活性和可擴展性提高;在大樓和小區網絡中，全面采用無線/有線混合的以太控制網代替原有的LonWorks總線技術，為控制網與信息網的集成奠定了基礎。
系統進一步改進后，可全面實現Internet，Intranet和Infranet的融合，構建一體化的智能小區網絡。
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