基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的智能小區(qū)系統(tǒng)集成研究與實現(xiàn)

穆泉伶 王洪祥

摘 要：本文首先介紹了智能系統(tǒng)及子系統(tǒng)的設(shè)計形式，對子系統(tǒng)的工作模式以及協(xié)議的選擇進行了說明。然后對于系統(tǒng)集成平臺的構(gòu)建與實現(xiàn)進行了詳細介紹，包括系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和開發(fā)環(huán)境等。方案將智能小區(qū)的智能化、集成化、信息化落到實處，應用效果良好。

關(guān)鍵詞：無線傳輸；網(wǎng)絡(luò)；智能

智能小區(qū)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是應用無線傳輸理論，結(jié)合計算機通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、通信集成等形式，提升建筑小區(qū)的自動化、智慧化等級，各系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字信息資源共享，在統(tǒng)一的信息管理平臺進行集成管理。

1 系統(tǒng)及子系統(tǒng)設(shè)計

1.1系統(tǒng)工作模式

智能小區(qū)系統(tǒng)管理平臺的組成主要有：服務器、服務終端、節(jié)點、無線傳感器、路由器等。平臺系統(tǒng)通過無線傳感器收集、分析、比對數(shù)字信號，實現(xiàn)統(tǒng)一的界面操作和集成數(shù)據(jù)庫的信息交互。

子系統(tǒng)主要包括物業(yè)管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)、電梯監(jiān)控、電子巡更系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)等。各個子系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行集成管理，如果需要也可以進行獨立運行。

1.2子系統(tǒng)功能設(shè)計

物業(yè)管理系統(tǒng)：包括業(yè)主信息管理、收費信息管理、物業(yè)報修維修管理、園區(qū)公共設(shè)備管理、意見建議管理、論壇管理、系統(tǒng)維護等。

門禁管理系統(tǒng)：控制小區(qū)個出入口以及單元門的狀態(tài)，查詢出入情況并且能夠生成報表。

停車管理系統(tǒng)：對出入小區(qū)的車輛進行管理。區(qū)分業(yè)主車輛和外來臨時停放車輛。包括車號識別、停車管理、收費管理等。

周界防范系統(tǒng)：主要通過監(jiān)控對園區(qū)進行不間斷攝像，采用紅外技術(shù)防范非法翻越，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)自動啟動報警系統(tǒng)。

1.3系統(tǒng)集成協(xié)議確定

考慮到小區(qū)搭建以及應用的實際需求，為了更好的處理子系統(tǒng)之間通信互聯(lián)的連通性以及冗余處理，我們主要采用了TCP/IP協(xié)議、OPC協(xié)議、ODBC協(xié)議。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為應用層、數(shù)據(jù)層和控制層。其中，應用層主要包括互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)服務器，數(shù)據(jù)層主要包括數(shù)據(jù)庫和客戶端，控制層包括子系統(tǒng)等組成形式。數(shù)據(jù)層采用ODBC技術(shù)。在數(shù)據(jù)稱和控制層應用了OPC技術(shù)。OPC技術(shù)為平臺提供符合標準的接口形式，同時適配各連接設(shè)備的同步運行以及系統(tǒng)擴展需求。

2系統(tǒng)集成平臺的構(gòu)建與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)建

智能小區(qū)集成管理系統(tǒng)可以設(shè)計為三層架構(gòu)模式：數(shù)據(jù)庫層、應用層和客戶層，系統(tǒng)采用C/S模式。系統(tǒng)用戶可以設(shè)定為管理員、業(yè)主以及物業(yè)工作人員三種角色。根據(jù)用戶分配的權(quán)限不同，不同用戶應用的界面以及可以使用的功能也有所不同。用戶對系統(tǒng)可以進行透明操作，后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計為分布式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不同的子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布于不同的服務器。系統(tǒng)的應用層起到連通多種子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的作用，使得數(shù)據(jù)可以進行互聯(lián)互訪。

客戶層通過集成界面實現(xiàn)了對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一顯示，直接體現(xiàn)了智能小區(qū)的數(shù)字信息一體化管理的優(yōu)化形式。應用層對系統(tǒng)采集的信號進行比對、分析，應用功能管理模塊以及數(shù)據(jù)庫管理模塊等，對數(shù)據(jù)庫進行操作。系統(tǒng)應用層實現(xiàn)了各子系統(tǒng)的功能集成和任務聯(lián)動，實現(xiàn)了分布式多庫數(shù)據(jù)訪問及處理。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

智能小區(qū)管理系統(tǒng)采用WEB結(jié)合數(shù)據(jù)庫模式。主要包括數(shù)據(jù)通信管理、數(shù)據(jù)采集分析管理、信息查詢管理、數(shù)據(jù)庫管理等功能。數(shù)據(jù)通信管理分為服務器端和客戶端兩部分。系統(tǒng)通過無線傳感器采集數(shù)字信息，對于主傳輸節(jié)點、中間部件傳輸節(jié)點、終端傳輸節(jié)點以及服務器管理控制程序都分別設(shè)計了對應的程序。主傳輸節(jié)點程序和終端傳輸節(jié)點程序流程相似。無線傳感器程序可以主要區(qū)分為中間部件傳輸節(jié)點程序和終端傳輸節(jié)點程序。

中間部件傳輸節(jié)點程序主要工作是處理主傳輸節(jié)點與各分節(jié)點以及主控制器之間的通信。中間部件傳輸節(jié)點將接收信息分析處理后轉(zhuǎn)發(fā)給控制模塊，；同樣，控制模塊也是首先將要傳輸?shù)男畔l(fā)給中間部件傳輸節(jié)點，然后，中間部件傳輸節(jié)點再將信息發(fā)送到各個節(jié)點。主傳輸節(jié)點發(fā)出控制指令，并且做相應的數(shù)據(jù)處理，終端傳輸節(jié)點進行數(shù)據(jù)采集，控制連接的終端設(shè)備。終端傳輸節(jié)點程序按照節(jié)點不同的功能要求進行區(qū)別設(shè)計。例如：檢測溫度的節(jié)點將采集的溫度信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，發(fā)送給中間部件傳輸節(jié)點；燈光亮度或者開關(guān)是燈光控制節(jié)點根據(jù)傳輸?shù)目刂浦噶钸M行調(diào)節(jié)的。

3結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，城市智慧化程度的提升，智能小區(qū)應運而生。我國的智能小區(qū)的發(fā)展，特別是無線智能小區(qū)的發(fā)展目前還處于初步探索階段，相關(guān)技術(shù)和規(guī)范正在逐步成熟和完善。小區(qū)智能系統(tǒng)平臺實現(xiàn)了功能化、遠程化、數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的解決方案，具有廣闊的應用空間和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻：

[1]趙成. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用技術(shù)——基于TinyOS及ZigBee PRO的實例設(shè)計[M].北京：清華大學出版社.2016

[2]黎連業(yè). 智能大廈和智能小區(qū)安全防范系統(tǒng)的設(shè)計與實施[M].北京：清華大學出版社.2006

[3]姜仲. ZigBee技術(shù)與實訓教程 [M].北京：清華大學出版社. 2018

作者簡介：

穆泉伶（1974～），女，吉林省長春市人，副教授，碩士。研究方向：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，智能建筑。

基金項目：

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學技術(shù)計劃項目《利用 ZigBee技術(shù)搭建小區(qū)智能化系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)平臺》（編號：2016-K3-012）