小区、家庭智能化系统

随着21世纪的到来，人类逐步跨入了信息时代。信息技术的应用逐步进入千家万户。现代社会的家庭正在追求住宅智能化带来的多元化信息共享和安全、舒适与便利的生活环境。我国也在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中，将建设智能化小康示范小区列入国家重点的发展方向。

早在几年前，美国、欧洲、日本等经济发达国家先后提出了“智能住宅”（SMARTHOME）的概念。其目标就是：“将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐。”近年来随着我国国民经济的发展和国家住房制度的改革，更由于人民生活水平和自身素质的提高，以及信息化社会的日益逼近，必将导致人们在家庭住房需求概念上的彻底变革。从以往追求居住的物理空间和豪华的装修向着享受现代化精神内涵发，追求更高的层次和境界。

随着智能化技术从大厦走向小区，迈向千家万户独立的家庭，那么达到一个怎样标准或模式可称为住宅小区智能化或智能化家庭呢？最近建设部住宅产业化办公室提出了我国住宅智能化的概念，即：住宅小区智能化是利用4C—计算机、通讯与网络、自控、IC卡）技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成。为住宅小区的服务与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管理，提供安全舒适的家居环境。

信息服务与网络平台是实现智能化住宅小区信息服务和综合信息管理的功能，以及建立和提供上述信息传输的综合通讯网络，并具有宽带、高速数据与信息的传输能力。住宅小区的综合通讯网络的建设；既要满足21世纪多媒体信息通讯发展的需要，又要避免重复投资。利用现有的投资的资源，是逐步达到和实现住宅小区现代化通讯与网络建设的一个趋势和方向。
家庭智能化功能：
l 家庭安全防范

l 家庭自动化

l 家庭通讯网络

就现阶段而言，由于受到传输媒介、网络平台、集成系统以及家庭实际消费能力等条件的制约，还无法一步到位实现完整意义上的小区或家庭智能化系统。我们现在所需要做的应该是完成智能系统中必须且现在已经具备成熟条件的系统；同时预留相应逻辑和物理接口，当条件成熟时只须稍加改造即可实现系统的升级和集成。
依据上述原则，小区的安全防范系统和公用计费系统（即电表、水表、煤气表数据采集、传输和统计）是目前最具有实际价值和可行性的系统。
这是因为：随着改革开放的进一步深化，我国的经济呈现蓬勃发展的态势。但作为社会主义初期阶段的特征，贫富差距的拉开在一定程度上影响了整个社会治安状况。原有已经比较普及的家庭防护系统（金属防盗门、防盗网）存在诸如“不符合防火要求、有碍市容、无法从根本上起到防护等缺点”而无法满足家庭对安全的需求。这就需要我们根据实际需要，利用先进的科技手段构造一套真正的安全防范系统。
而传统的三表抄送方式存在着“浪费人力资源、采集和统计错误率高、收费拖欠严重等”缺点而成为小区管理中亟待解决的问题。所以利用先进的采集和传输手段建立小区的公用计费系统也具有极大的现实意义。以下分开论述系统的构成和功能。

安全防范系统

安全防范系统主要由报警系统，监控系统和出入口管理系统构成。
1. 报警系统
由前端探头、报警控制/通讯主机以及中心接收机和管理系统软件组成。
前端探头：
主要是探测出入口状态的门磁开关探测器、探测人体移动的红外或双鉴探测器、探测煤气泄漏的可燃气体探测器、探测燃烧产生烟雾的烟感探测器、探测玻璃破碎的玻璃破碎探测器以及紧急状况下触发求救的手动紧急按钮。
报警通讯、控制主机：
将探头采集到的信号传输到主机，主机根据当前状态（布/撤防；有/无延时）判断是否为报警信号，从而决定是否现场报警并且将警情代码传输到报警中心。
中心接收处理：
中心接收处理由中心接收机和相关电脑及其软件组成，中心接收机直接与电话线相连，可接收到用户报警主机通过电话线传来的警情代码，然后在管理中心的计算机监控屏幕上的住户地图相应的部分出现声光报警并显示住户在哪一幢楼里的哪一个房间里发生的是哪一种类型的报警（盗警、火警、煤气泄漏、紧急求助等），并通知相应的人员赶赴现场。


系统示意图：


工作方式：

这样，每个家庭装有一套安防子系统，它由智能型双鉴探测器、门磁开关、紧急按钮、煤气泄漏探测器、报警/通讯主机和密码键盘组成。其工作原理为主人外出时，可在安装于大门口处的密码键盘上输入密码（布防），再锁门离开。当有人非法破门进入或从玻璃窗潜入室内时，安装于大门上的门磁开关或安装于室内的红外探测器将自动触发报警信号，并将信号经数据线送到报警/通讯主机 ，通过电话线传送到管理中心，向辖区内值班员报警。当主人回家时，只需在门口的密码键盘上输入密码解除防盗系统（撤防），则室内的红外探头和门磁将停止工作，打开门后，重新布防（留守布防旁路内部防区）。为了方便住户，也可以通过门锁布撤防。
当遇到不法之徒进屋打劫时，住户可按装在客厅或主人房的紧急按钮向监控中心求援。煤气泄漏探测器在检测区域内发生煤气泄漏时，产生报警。紧急按钮和煤气探测器不受密码控制，24小时处于戒备状态。 
当住宅发生盗警、火警、煤气泄漏和发生异常情况（异常情况下摁下紧急按钮）时，住宅里的声光报警系统启动的同时，信号传输到智能住宅区的管理中心，在管理中心的计算机监控屏幕上的住户地图相应的部分出现声光报警并显示住户在哪一幢楼里的哪一个房间里发生的是哪一种类型的报警（盗警、火警、煤气泄漏、紧急求助等），并通知相应的人员赶赴现场。

2. 监控系统
在电梯间、住宅小区的各主要路口、小区周界以及小区内重要位置设置数量不等的监控摄象机（CCD），将视频图像通过同轴电缆或光纤传输到住宅管理处，保安人员可以24小时监看住宅区内的所有摄象机的画面，并可全天侯录象存储。这样，可以及时发现不正常现象。
在该系统中除采用常规的一些监控设备（监视器、云台控制器、录象机等）外，系统的控制部分采用英国贝克尔（BAXELL）智能数字图象运动跟踪报警器来实现全自动操作控制，使入侵受保护范围内的目标一个不漏的自动记录，并切换到值班员面前，同时发出声光报警提醒值班员注意。通过这种设计，使整个系统达到万无一失，真正达到依靠现代化的保安监控系统来保护住户的人身、财产安全。

系统示意图：


系统工作原理：
正常状态下，安装在小区内各个位置的摄像机将视频图像通过传输媒介将图像信号传输到小区管理中心的画面处理器上，由画面处理器进行数字化处理后，将图像在监视器上显示且传输到长时录像机进行24小时录像。一旦在待保护区域有入侵发生，画面处理器立即触发现场报警。同时，改变录像模式，对触发报警的画面及其相关画面进行实时录像，便于事后取证。


3. 出入口管理系统
在智能住宅小区内每栋大厦的单元出入口安装一套门禁和可视对讲 系统。
住户可输入密码开启大门，访客则输入相应的楼层、房号，征得业主的同意方可入；业主也可以将不速的来访者拒之门外，并可利用该系统通知小区管理中心驱逐不速的来访者。 



公用计费系统

公用计费系统也可称为三表抄送系统，即实现电表、水表、煤气表读数采集，传输以及处理的管理系统，隶属于小区管理自动化系统。
目前可以采用的有IC卡收费系统和网络收费系统。

IC卡收费系统
在用户家中安装IC卡电表，水表和煤气表。用户在小区管理中心缴纳相应使用费后，中心在用户所持IC卡中写入费用值，用户回家后只需将IC卡插入表中即可正常使用。在用户费用用完前夕，表会发出警示音提示用户充值。而每次用户的缴费记录当给用户充值时会自动记录在电脑里，方便核对查实

网络收费系统
在每个用户家中安装数字水表、数字电表、数字煤气表，通过485总线电缆连接到每栋大厦内的数据终端。数据终端对三表进行读数，将其存储在EPROM中，管理中心的计算机通过电话线读取住户家中的三表，实现了远程自动抄表。这样，就可以将三表装到住户的家中，减少了室外的水管和煤气管的投资建设，同时也减轻了施工难度。也避免了一些不法分子冒冲抄表员到住户家进行抢劫的事件的发生，保障了住户的安全。





主要器材配置和推介

小区智能化系统的构造应综合考虑当前居民的实际购买能力和系统的可行性、必要性。
依据上述原则，在具体的器材选择时需要注意器材的稳定性、先进性、兼容性以及系统的扩展能力。

安全系统
前端探头：
前端探头是防盗报警系统的哨兵，其工作状况直接关系到整个系统的稳定度。所以在选择时尤其要注意探头的可靠程度。品质优良的探头将大大降低系统的误报和漏报率。本系统中选择英国帕郎尼斯的探测器，帕郎尼斯是欧洲最大的保安器材生产上，其器材以技术先进、性能可靠闻名，她构造的安全系统保卫着欧洲上百万家庭的安宁。以下详细介绍其器材的性能和特点。

型号：ECLIPS EP微波+双元红外+IFT+微波检测四鉴探测器
产地：英国帕郎尼斯（PYRONIX）
性能及特点：
l 被动红外探测器覆盖密度高、容量大，共分为4平面、56区、 
l 探测角度为90度
l 探测范围从5米—15米连续可调
l IFT技术自动调节报警触发界面
l 微波故障自动检测，可单独红外工作
l 模拟脉冲计数1、3
l 封闭式光学系统
l 下望功能，探头下方无死角
l 三种颜色指示灯显示探测器工作状态
l 独立的步行测试功能，便于每种技术测试

用户控制通讯主机
型号：ATLAS-4报警主机
产地：英国PYRONIX
系统特性：
l 四个完全可编程防区，配置一个微机处理器，可连接4个带LED操作键盘
l 30个事件记录，便于事后查询分析
l 1/2个可编程继电器输出，可用于报警联动控制
l 精致美观RKP操作键盘
l 所有特性均可编程，并分为用户级、管理级和工程师级3个使用级别
l 具有一种整体布防和三种部分布防模式，灵活方便使用
l 键盘上有专用的个人受袭键，专用的火警键
l 可对每个布防和部分布防模式的步行测试设置
l 退出时防区旁路设置
l 带音量控制和软件补偿的外部扬声器输出
l 简易的布防操作
ATLAS4是经济型普及机种，性价比高，尤其适用于家庭的报警系统。

监控部分
闭路监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，她可以把监视场所的图像内容传输到监控中心，使被监视场所的情况一目了然。最近几年，多媒体技术和计算机图像文件处理技术的发展，使电视监控系统在实现自动跟踪、实时处理等方面取得了长足发展，从而使电视监控系统在整个安全技术防范体系中不可或缺的重要组成部分。
涉及到器材选择，我们尤其要注意到系统的先进性和网络功能的扩展，所以本系统选择英国贝克尔（BAXALL）的闭路监控系统。贝克尔是欧洲第一的闭路监控系统生产商，其系统先进的网络特性尤为突出。
摄像机
型号：CD9772
产地：英国BAXALL
性能及特点：
l 570线黑白水平分辩率480线彩色水平分辨率
l 5lux 彩色/ 0.25lux黑白最低照度
l 可调节快门速度
l 可设置背景光补偿（BLC功能）
l 自动/手动白平衡调节
l 电子光圈调节
CD9772特别之处：彩色/黑白双用型，光照度在1.5lux以上时能达到570TVL的彩色分辩率，在光照度低于1.5lux时，CD9772自动转换为黑白摄像机在照度高0.25lux到1.5lux时能达到570TVL的黑白分辩率。 CD9772摄像机具有极高的清晰度，极低的照度，极高的色彩还原性、极高的清晰度，能清晰地观测被监测物体的细节；极低的照度则不论在白天还是黑夜都能清晰地观察被监视物的细节；极高的色彩还原性可以分辩被监视物体的真实颜色，更好地记录现场的情况。CD9772特别适合于户外，特别适合于白天/黑夜均使用的场合。

画面处理器
型号：ZMX+/CD/10 彩色双工矩阵型10画面处理器
产地：英国BAXALL性能及特点：
l 有10个摄像机输入，2个监视器输出；其中一个多画面主监视器，另一个切换辅助监视器。
l 有6种多画面分割显示模式，包括4、7，9、10、画中画、单画。
l 双工型。可同时多画面实时显示、多画面录像。
l 可对云台、镜头进行控制。画面处理器到解码器之间采用单电缆传输视频信号和控制信号
l 具有多种录像功能及报警录像功能。
l 有视频动态移动检测报警功能，可对所视图象中部分区域进行设防，对闯入进行报警。
l 有与摄像机一样多的外部报警输入。
l 具有强大的网络功能。每台设备都具有两个RS485接口，通过RS485接口将每台设备进行网络连接，组成一个网络。用一个或多个键盘，可分别控制网络上的所有画面处理器。

三表抄送系统

由于国情的差异，三表数据采集、传输、处理系统多为国内自行开发、制造，市面产品质量良莠不齐。
本系统中采用中科院武汉物理所与深圳英特公司共同开发的KDD93系列IC卡表和网络计量系统。凭借中科院雄厚的开发实力，本系统具有计量准确，传输性能可靠，管理方便等特点。

综上所属，当前网络、通讯、计算机等技术的发展使得建设智能化小区具备了可能性。同时，智能化小区的建设也在一定程度上推动了技术发展的深入和普及。但现阶段居民的实际经济承受能力有限，而且传输媒介选取的讨论方兴未艾。所以，智能小区的建立应本着循序渐进的原则，首先完成当前迫切需要且具备成熟系统的部分，同时为整个系统的扩展打下基础。

全文共6228字节