金湖尚城移动智能小区综合解决方案.docx
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金湖尚城移动智能小区综合解决方案
金湖尚城
移动智能小区综合解决方案
2007年10月
住宅智能化已经成为目前信息化和谐社会中全新生活方式的根本保证。
在移动通信技术和移动信息化飞速迈进的今天，人们对住宅的关注已经不再局限于居室面积、周边环境、交通等方面，而是把更多的兴趣和注意力放在于外界沟通、移动信息服务、智能安全防范、智能物业管理方面，这就要求传统的住宅小区采用先进的移动信息技术手段延伸服务功能。
“金湖尚城移动智能小区”正是在这种新的理念下应运而生。
需求分析，目标客户群（业主、物管）的划分。
方案设计（总－>分）
建设（实施）方案
大体价格
实施周期
推荐厂家
金湖尚城移动智能小区内的智能系统由移动信息、安全、管理、服务四个部分组成，本方案以此为主线进行介绍。
1通信系统
目前，移动电话已经作为大众生活中的日常工具。
如今移动通信和Internet爆炸式发展，使得移动电话、互联网成为最基本的电信需求,这两者已融为一体,通过802.11a协议采用无线局域网方式结合中国移动EDGE/TD-WCDMA移动数据通信技术接入即可实现。
光纤接入网是近年来电信接人的主要技术，已基本实现光纤到大楼、光纤到小区。
在金湖尚城移动智能小区通过光纤进行CMNET互联网或专用网络的专线接入光节点，覆盖整个小区的所有对外话音通信和数据通信。
随着基于互联网新经济的成功，数据业务得到长足发展。
智能住宅区内数据业务主要围绕Internet接入而展开，无线宽带接入（54Mb/s）是发展方向。
具体做法是在智能住宅区内设置宽带通信机房，内置交换机、服务器以及数据处理设备：
网络结构以10M/100M/1000M以太网交换机为中心,结合无线局域网AP，以无线方式覆盖整个小区，实现整个小区中宽带无线网络无缝覆盖。
仅需建设无线传输中心机房和架设无线AP，无需对现有小区构造进行改变。
无线互联网接入方式为住户提供宽敞的通信平台,构筑数字化社区,方便住户在小区内任何地点无线操作社区服务、浏览互联网、收发电子邮件、股票操作、网上购物、远程医疗、家居办公等网络应用。
2安全系统
安全系统是智能住宅区的重要组成部分。
住宅区内一般设置保安安全管理中心（以下简称保安中心），各安全子系统主机及控制设备均布置在保安中心，安全系统由周边及环境报警系统（周边防盗报警系统、闭路电视监控系统、巡更系统）、楼宇对讲系统和家庭防盗报警系统构成，层层设防、严密监控、综合管理，让业主生活在无形防盗网之中，反而比有形防盗网更安全、更舒适。
2.1 周边及环境报警系统
2.1.1周边防盗报警系统由红外线对射器和ZIGBEE监控模块、报警主机组成。
在小区四周围墙上装设若干组红外线对射器；当红外线接收器探测到有人越墙（遮断红外线）而入时，ZIGBEE监控模块立即利用无线方式向报警中心发出报警信号，并显示报警区域，并可通过ZIGBEE模块对周边路灯、无线数字视频监控头等设施进行控制；报警中心还可以向110报警中心自动报警。
2.1.2 无线数字视频监控系统
无线数字视频监控系统无线数字监控是无线网络发展至今最为广泛的应用之一。
在通常情况下，监控点和中央控制中心相距较远并且位置较分散，利用传统网络布线的方式不但成本非常高，而且一旦遇到河流山脉等障碍时，有线网络更是束手无策，且可扩充性、灵活性差，一旦要增加或者减少被监测点，将会带来新的施工周期。
此时，无线网络无可比拟的优势就体现了出来，利用无线网桥技术，可以将多个监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路，无线桥接技术是利用一对无线桥接器，将两个分离的网络连接起来，并通过无线网桥进行数据传输。
无线链路所能达到的54Mbps的高网络带宽，完全可以保证视频流稳定持续的传输。
使用无线网桥，没有布线的烦恼，不破坏原有环境设施，施工周期短，性价比高，且扩充性强，只要增加或减少被监控点的无线桥接器，就可以完成被监控点的增加或减少。
在条件许可的情况下，利用无线网桥最远可以支持50公里以上的桥接。
IEEE802.11/a的无线网络产品支持54Mbps及更高的网络带宽，完全能够保证采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。
控制室内值班人员通过电视墙一目了然，全面了解住宅区发生的情况。
控制室通过数字存储能实时记录，以备查证。
周边环境红外线信号可作为相应区域监控头报警输入信号，一旦报警，相应区域的监控头会自动跟踪。
系统控制部分采用智能数字图像运动跟踪报警器来实现全自动操作控制。
各类监控头设置情况如下:
（1）在住宅区人员和车辆出人口安装固定监控头、固定支架及自动光圈、手动对焦镜头，24小时监视车辆及人员出人情况；
（2）在住宅区内重要道路和重要区域安装多台全天候、低照度固定监控头、六倍可变镜头，全方位云台，全天候防护罩（附雨刷、风扇、加热器）、监控头可变倍、变焦、变距、云台可上下左右转动，部分监控头与红外线对射器报警信号联动，此类监控头一般设置在住宅区内制高点；
（3）在电梯轿箱天花板上安装吸顶式半球形监控头,内含3.6mm固定光圈镜头,监控电梯内情况。
监控中心一般设置多台监视器组成电视墙，一台轮值巡检或利用画面分割同时显示其它监控头情况，一台专用可疑点定格、放大、编辑，其余多台显示其它重要部位。
2.1.3 巡更系统
巡更系统由现场电子签到器、保安中心电脑和无线网络组成，用于规范保安员上岗情况。
电子签到器设在住宅区内主要道路、盲点、死角等处：
中心电脑事先存储保安员巡更路线，签到时间等。
若保安员未签到时，中心电脑会立即提醒值班人员去了解情况及早发现问题。
该子系统也是管理系统一部分，与服务系统（IC卡或者RFID）统一实施。
2.2 楼宇对讲系统
楼宇对讲系统由对讲主机、室内分机、管理主机和无线传输组成。
在住宅区内设可视对讲，户主可直观地了解访客情况，控制门锁开启，各栋对讲主机与保安中心管理主机联网，保安中心可随时了解住户求救信号。
2.3 家庭防盗报警系统
家庭防盗报警系统是由保安中心管理主机、家庭报警器、各类传感器和无线网络组成。
家庭被盗的切人点主要是门和窗，传感器主要对于家庭重要地点和区域布防。
品质齐全的传感器能代替传统家居内钢筋防盗网，让业主生活在更安全、舒适的环境之中，不再有牢笼感觉，各类传感器如下:
（1）门磁感应器：
主要装在门及门框上，有人非法闯入时，家庭主机报警，管理主机会显示报警地点和性质；
（2）红外线感应器：
主要装在窗户和阳台附近，通过红外线探测非法闯入者；
（3）较新的窗户和阳台布防技术采用“幕帘式红外探头”，通过薄薄的一层电子束来保护窗户和阳台；
（4）玻璃破碎探测器：
装在玻璃对面的位置，通过检测玻璃破碎的高频声而报警；
（5）吸顶式热感红外探测器：
安装在客厅，通过检测人体温度来报警；
（6）煤气泄漏探测器：
安装在厨房，当煤气泄漏到一定浓度（而报警；
（7）烟感探测器：
安装在卧室和客厅，通过检测家居环境烟气浓度而报警；
（8）紧急求助按钮:
一般安装在比较隐蔽的地方，家庭发生紧急情况时，（如打劫、突发疾病），可以直接向保安中心求助。
对于没有设置家庭防盗管线的住宅，若要安装家庭防盗报警系统，可采用无线通讯方式，而各类传感器与家庭报警主机无需敷设管线。
保安中心的管理主机能及时显示各种传感器的报警状态及性质，家庭班机有留守和两种状态，主人回家时，在延时时间内解除防盗系统，以免误报。
家庭监控
在家庭内部合适位置安装无线数字视频监控，可以通过移动互联网传送流畅的高清晰度影像到业主电脑或者业主手机，随时随地掌握居室内情况。
3管理系统
住宅区内设置物业管理中心，为了便于管理，与保安中心合建，物业管理主要包括水、电、气无线自动抄表计费系统、停车场管系统、楼宇自控系统和家电自动控制系统。
3.1 水电气无线自动抄表计费系统
自动抄表系统通过ZIGBEE技术由数据采集器、ZIGBEE监控传输和管理中心管理主机。
在三表较集中位置（如一户）设数据采集器，水表、电表、气表读数随时收集，通过IEEE802.15.4协议传输至管理主机中。
管理中心可计费、打印，也可利用银行的数据网络传到各职能管理部门，实现电子自动抄表到户。
3.2 停车管理系统
住宅区出人口除设置监控头辅助车辆管理外，还设置停车管理系统，系统是由道闸、IC卡读写器、管理电脑和无线网络组成。
车主持智能IC卡进出时，只需将IC卡在读写机有效距离前轻晃一下，系统就能完成检验、记录、核算、收费等计算工作，同时道闸自动启闭;对于来访车，由值班人员发放临时卡，资料核实无误后才放行。
此系统与后述的服务信息化（IC卡）系统统一实施。
小区自控系统由管理主机、执行机构、ZIGBEE监控传输组成，对小区内机电设备实现无线自动控制。
楼宇自控系统以计算机控制、管理为核心，以各类监控器和执行机构对区内电力（空调）、照明、电梯、给排水、喷淋灌溉等进行检测，实行分散控制、集中管理，起到节能、减少维护人员、延长设备使用寿命等作用。
3.4 家电自动控制系统
可以应用于家庭的照明、温度、安全、控制等。
ZigBee模块可安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统和其它家电产品等，例如在灯泡中装置ZigBee模块，则人们要开灯，就不需要走到墙壁开关处，直接通过遥控便可开灯。
当你打开电视机时，灯光会自动减弱；当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时，电视机会自动静音。
通过ZigBee终端设备可以收集家庭各种信息，传送到中央控制设备，或是通过遥控达到远程（互联网、手机）控制的目的，提供家居生活自动化、网络化与智能化。
4服务系统（IC卡系统）
让住户办事方便、迅捷,生活安全、舒适,是高水平物业管理致力的方向。
服务系统就是让住户通过一张IC卡可以在住宅区内自由、方便进出、泊车、消费、交纳各种费用等，实现“一卡通”。
非接触IC卡，也称射频卡，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决元源（卡中元电源）和接触这一难题，IC卡自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路，通过天线对卡中信息进行读写，其通讯协议采用半双工通讯方式，优点如下:
（1）可靠性高，使用寿命长（完全封闭封装，防水汽、静电、震动、电磁干扰）；
（2）操作方便、快捷；
（3）防止冲突、抗干扰性好；
（4）适用范围广，一卡多用；
（5）体积小，重量轻，成本低，便于携带。
IC卡系统与前文所述巡更系统、停车管理系统可以共同实施。
由于IC卡具有16个不同加密扇区，将IC卡扇区赋予不同值，就会具有不同功能，让不同身份的用户按需要使用。
在会所、娱乐场所、管理中心设IC卡消费站，方便住户消费和缴纳费用。
此卡还可以建立门禁、住户档案和住户医疗档案等。
目前，IC卡己广泛使用，同时市场上也开始出现成本更低的ID卡。
5其它
5.1 消防系统
当住宅区包括中高层或高层住宅时，住宅区内应设消防控制中心，将各栋区域报警器及消防控制信号、消防通讯信号与消防中心控制主机（或联动柜）联网，消防控制中心与保安中心合建，以便减少值班人员。
5.2 保安对讲
住宅区内设置小功率无线对讲，主机设在保安中心，手持机世一般由保安人员随身携带，以便保安人员与保安中心及时联系，其通讯协议采用单工方式。
5.3 背景音乐
为改善住宅区内的人文景观，可在管理中心设置扩音机。
扬筑声器设置在公共活动场所、主要道路旁、娱乐场所：
室内采用吸顶式扬声器，室外采用柱式扬声器。
5.4 智能中心
保安中心与管理中心合建为智能中心（含消防控制中心）。
智能中心内设置各系统主机及控制设备，通过计算机内系统、报警软件、数据库软件操作及测试软件，来对住宅区内控制器、传感器统一注册、登记管理，定时巡检，特别是报警状态下，模拟显示区内各元件状态。
同时，智能中心更重要的作用是在整合社区管理的所有功能后，将小区、居室的实时情况通过中国移动的移动互联网以短信、彩信、WAP、手机客户端等方式向与业务、物管、保安进行交互，达到无线实时监视控制的目的。
5.5 系统集成
系统集成是智能住宅区比较重要的环节，利用计算机网络及软件将子系统集成，创建数字化社区，积极推进信息化建设。
系统集成包括两部分内容：
一是组建住宅区计算机网络；二是将各子系统集成，让住宅区各弱电系统成为一个有机整体，相互配合，利用科技手段为业主提供最舒适的社区环境。
参考资料：
EDGE
EDGE是英文EnhancedDataRateforGSMEvolution的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。
EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术。
由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8，从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。
之所以称EDGE为GPRS到第三代移动通信的过渡性技术方案，主要原因是这种技术能够充分利用现有的GSM资源。
因为它除了采用现有的GSM频率外，同时还利用了大部分现有的GSM设备，而只需对网络软件及硬件做一些较小的改动，就能够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务，即在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。
由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为"二代半"技术。
EDGE还能够与以后的WCDMA制式共存，这也正是其所具有的弹性优势。
EDGE技术主要影响现有GSM网络的无线访问部分，即收发基站（BTS）和GSM中的基站控制器（BSC），而对基于电路交换和分组交换的应用和接口并没有太大的影响。
因此，网络运营商可最大限度地利用现有的无线网络设备，只需少量的投资就可以部署EDGE，并且通过移动交换中心（MSC）和服务GPRS支持节点（SGSN）还可以保留使用现有的网络接口。
事实上，EDGE改进了这些现有GSM应用的性能和效率并且为将来的宽带服务提供了可能。
-EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准，它的最高速率可达384kbit/s，在一定程度上节约了网络投资，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。
从长远观点看，它将会逐步取代GPRS成为与第三代移动通信系统最接近的一项技术。
WLAN技术
WLAN是英文WirelessLAN的缩写，就是无线局域网的意思。
无线以太网技术是一种基于无线传输的局域网技术，与有线网络技术相比，具有灵活、建网迅速、个人化等特点。
将这一技术应用于电信网的接入网领域，能够方便、灵活地为用户提供网络接入，适合于用户流动性较大、有数据业务需求的公共场所、高端的企业及家庭用户、需要临时建网的场合以及难以采用有线接入方式的环境等。
目前无线以太网的主要产品有802.11b、802.11b+和802.11a。
802.11a工作在5GHz频段上，速率可达54Mb/s。
ZigBee
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。
ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息，以此作为新一代无线通讯技术的名称。
ZigBee过去又称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术，目前统一称为ZigBee技术。
功耗低：
工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式。
设备搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee节点非常省电，ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。
同时，由于电池时间取决于很多因素，例如：
电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。
对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间（工作时间+休眠时间）之比小于1%的情况，电池的寿命甚至可以超过10年。
数据传输可靠：
ZigBee的媒体接入控制层（MAC层）采用talk-when-ready的碰撞避免机制。
在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。
同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。
同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。
网络容量大：
ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。
ZigBee定义了两种器件：
全功能器件（FFD）和简化功能器件（RFD）。
对全功能器件，要求它支持所有的49个基本参数。
而对简化功能器件，在最小配置时只要求它支持38个基本参数。
一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话，可以按3种方式工作，分别为：
个域网协调器、协调器或器件。
而简化功能器件只能与全功能器件通话，仅用于非常简单的应用。
一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网路节点，其中一个是主控（Master）设备，其余则是从属（Slave）设备。
若是通过网络协调器（NetworkCoordinator），整个网络最多可以支持超过64000个ZigBee网路节点，再加上各个NetworkCoordinator可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。
兼容性：
ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。
通过网络协调器（Coordinator）自动建立网络，采用载波侦听/冲突检测（CSMA-CA）方式进行信道接入。
为了可靠传递，还提供全握手协议。
安全性：
Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，在数据传输中提供了三级安全性。
第一级实际是无安全方式，对于某种应用，如果安全并不重要或者上层已经提供足够的安全保护，器件就可以选择这种方式来转移数据。
对于第二级安全级别，器件可以使用接入控制清单（ACL）来防止非法器件获取数据，在这一级不采取加密措施。
第三级安全级别在数据转移中采用属于高级加密标准（AES）的对称密码。
AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件。
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