基于物联网的智能小区管理系统研究毕业论文.docx

1、基于物联网的智能小区管理系统研究毕业论文-文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印-摘要：随着人们生活水平的不断提高与改善以及物联网技术计算机技术和通信技术的迅速发展，人们的生活生产方式发生了根本性的改变，社会大众逐渐提升了对居住环境和条件的要求，在上述现实需求中，智能小区随之出现，其是互联网作用下表现出的物联化，智能小区是在智能家居之后出现的研究课题。本文描述了智能小区的发展方向并对智能小区的功能需求加以分析，指出基于物联网技术、基于RFID技术、ZigBee技术、无线传感器网络技术的智能小区管理体系的综合创建，充分利用物联网的相关技术、自动化控制、信息处理与检测等技术将小区的管理

2、智能化，达到高效安全的目的，最终为社会大众打造一个舒适、便利、安全的信息化生活空间。关键词：智能小区；RFID；物联网；无线传感器网络Research on intelligent community management system based on Internet of thingsQiuyutingNUIST, Nanjing 210044, ChinaAbstract:With the continuous improvement of peoples living standard and improve and iot technology the rapid developm

3、ent of computer technology and communication technology, the qualitative change in the mode of production of peoples lives, the public gradually increased demand for residential environment and conditions, under such a demand, intelligent community arises at the historic moment, it is under the infl

4、uence of the Internet shows its instrumentation, intelligent village is the smart home is a hot research topic. This paper describes the development direction of intelligent residential area and analysis on the functional requirements of intelligent residential area was proposed based on the Interne

5、t of things technology, based on RFID technology, ZigBee technology, wireless sensor network technology in the intelligent community management system of the whole building, make full use of the Internet of things technology, automatic control, information processing and intelligent detection techno

6、logy to community management, achieve the goal of effective security, for the public to create a comfortable living space, convenience and safety information.Keywords: intelligent community; RFID; The Internet of things; Wireless sensor network.1绪论1.1选题的研究背景及目的1.1.1研究背景高速发展的经济和快速进步的科学技术推动我们步入了网络化和数字

7、化的智能社会时代，以往人们使用的传统设备产品，生活环境和工作环境都开始有向不同程度的智能化发展的趋势，比如说仪表仪器的智能化、通信设备的智能化、家用电器的智能化、高速公路和道路运输的智能化、城市建筑的智能化、小区住宅的智能化等等。智能小区就是把当代小区、智能建筑和相关科技相融合而产生的。通过利用领先的电子信息技术自动监控小区内的情况，统一管理小区的信息资源，通过提供各种信息服务来满足住户不同的需求，这样不仅提升了住宅小区的管理效益，而且降低了维持小区运行的各种费用支出，使小区运行更加节约、环保和高效。1.1.2目的针对传统智能社区的缺点,基于物联网的优势,根据人们对小区服务的智能化需求，探索适

8、应现代管理需求的小区智能感知系统并随时随给予居民所需服务。这个项目的主要设计目标是基于“普适计算”理念，这个理念应用物联网技术探索智能小区结构，使居民充分感受到无处不在的信息服务。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1 国内研究现状智能小区在中国的发展与国外不同，由于国外的住宅小区大都是独立的，因此智能化的设备应用于单个住宅的较多，而中国智能小区提出的概念及制定标准基本上都是针对的区域性的住宅小区,小区的安全必须要保证、通讯方式要便利、信息服务要综合统一、生活环境要舒适，同时具备家庭智能化系统都是我们对住宅小区的设计提出的要求。虽然我国对智能小区的研究刚刚起步，但是相关部门已经对此高度重视起

9、来。为推动智能小区的发展与普及推广，一些相关建筑公司和房地产商已投入相当的人力物力财力。1994年，国家科委立项资助重要科技项目2000年小康型城住宅产业工程项目”，智能型住宅科技被当做重要专题，此项目在1995年顺利开启。我国高校公司和科研组织都自主参加到工程项目的分析与发展活动中。1997年，建设部等相关组织开始修订全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则（试行稿），对住宅小区设计提出较多标准。在上海、北京等多个地区，逐渐创建多个规模、多种要求的此类型住宅小区。在上海浦东新区建立了信息城，城中设有智能信息套房，作为智能住宅的示范单元，展示现代高新技术服务于人类的美好前景。1.2.2

10、 国外研究现状在现今社会背景下，全球上各个国家都开始开展了对物联网技术和智能化建筑的研究和探索。智能建筑就是智能小区的前身，国外某些发达国家对基于物联网的智能小区的研究起步较早，而智能小区又是对智能家居的拓展和延伸。正是智能系统的蓬勃发展催生了物联网概念的产生。在1984 年，美国的联合技术公司旗下的一个子公司与联合技术建筑系统公司合作，在康奈涅格州哈特福德市就已经建成了“城市广场”大厦了，这座大厦当时被称为智慧屋，它是集物联网技术、智能化和运用自动化于一身的大厦，计算机监控等技术都被应用于大厦的安防、大楼空调、照明等，此外，还利用计算机将大厦的排水、防火、防盗系统智能化，这是当时世界上第一座

11、拥有这些技术的大厦。他的宣传词中就出现过“智能建筑”这一词，这座大厦用当时最先进的技术将一个普通建筑打造成了一个高效快捷的办公空间和节能环保的居住环境，同时具备安全舒适的特点，也可以说，智能小区的雏形就是它。1985年，具有时代代表性的一座智能大厦也在日本首都东京研发并建成，同时在日本幕张。陆续的，德国在2000年建造了世界上第一座智能住宅的样板房，这座智能住宅与我们平时住的普通住宅并没有多大的区别，但它的内部却向我们展示了未来住宅的发展趋势和前景。住宅里面所有的电子设备都利用通讯技术及计算机完全将其智能化，用互联网把电话、电脑、电器、电视等连接起来，利用一个统一的操作平台将里面所有收集的信息

12、汇总起来。这样不管在什么时间什么地点都可以使住户通过智能设备如手机或者计算机来管理操纵或者监控住宅中的设备，比如说用手机控制空调从而调节室内温度、通过监控实时关注住宅内的动态、手机调整家中的照明系统等等。从欧洲集成化的家庭研究系统到日本的家庭电子化再到东南亚新加坡的家庭智能化系统，总的来说国外智能小区主要经历了三个阶段：小区电子化、小区自动化和智慧屋。1.2.3 发展趋势由于我国大城市人口密集，居住集中，高层住宅楼群较为普及，以及现代高新技术的推广应用，导致了人们在住房需求概念上的变革。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与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界。因

13、此，尽管智能住宅在我国刚刚起步，但却有着十分广阔的发展前景，市场潜力巨大，必将成为我国下一个世纪住宅市场的主流。1.3物联网的定义及发展概况本身物联网这个名称的意思就是“物物相连的互联网”，物联网技术是在原有的传统互联网基础上进行扩展的网络，是将其服务端和客户端延展到物与物之间进行控制及通信，在1999年，美国Auto-ID首先提出了“物联网”概念，他的核心思想是在互联网的基础之上，利用RFID无线射频识别技术，无线数据通讯技术等技术构造一个能够实现全球物品信息实时共享的实物互联网络系统1，物联网把红外感应器,激光扫描器，全球定位系统，图像传感器，温度传感器，光照传感器等信息传感设备，按照约定

14、的协议，将任何具体的物与互联网连接起来，进行通信和信息交换，从而对物体实现智能化监控、定位、跟踪、管理和识别的一种新型网络。20世纪90年代物联网初步形成，截至目前已经有将近20年的发展，在1995年，著名的美国企业家比尔盖茨提出过无所不在的概念，而这也正是物联网的雏形，1999年明确提出其概念的是美国麻省理工学院，到2005年，国际电信联盟在信息社会世界峰会上正式明确了物联网的发展愿景一即在任意吋刻、任意地点、任意物体之间的互联，标志物联网概念的真正形成。2近段时间以来，世界上各个主要的发达国家及地区都纷纷推出了自己的物联网发展计划，而这也成为了构造国家核心竞争力的前导领域，继互联网，计算机

15、，移动通信之后，物联网将掀起信息产业的新浪潮。目前日韩和欧美各国都在大力推动物联网的发展。美国在2008年年底就提出了智慧地球的概念，建议把射频识别器件应用到铁路、电网、建筑、公路、隧道、桥梁、油气管道、铁路、大坝等各种物体当中，然后用超级计算机把他们充分连接起来，生成物联网，使人类在管理生活与生产中更加灵活和精密。欧盟在2009年6月公布了物联网行动计划，计划是实现将电器、汽车、食品、书籍等各式物品连接到网络中，而这一项计划旨在助力欧洲在新一轮技术革命中获得领先地位。我国也已经把物联网列入了国家发展战略并开展了一系列示范和试点项目，在不同领域如交通运输、医疗卫生、工业控制、金融服务业、节能环

16、保、公共安全、农牧业培育等都得到了初步发展。在中国标志物联网技术正式进入实施阶段是在江苏无锡与北京邮电大学签署关于物联网发展的合作协议之后，一起进行传感网技术研究，对应的推广工作和技术成果转化也在有条不紊的进行着。此外，我国还在高校设立物联网研究院，而南京邮电大学是全国首家正式成立的高校物联网研究院。虽然物联网技术在我国发展迅速，相关部门也一直支持并推动着物联网的发展，但是目前为止他仍然还处于产业启动期，零散的运用于相关领域，相较于大规模产业化推广还有着很大一段距离。2智能小区及系统构建2.1 智能小区概述2.1.1 智能小区定义 20 世纪 90 年代智能建筑在我国兴起之后人们将智能建筑的基

17、本结构和构造模式以及一套系统完整的理论应用到民用住宅当中，当然，以此为基础构建的智能住宅又与智能小区完全不同，他们有着不同的内涵，住宅小区智能化系统只是智能小区的一部分，相较而言，智能小区更加复杂，更具有系统性和综合性。 “智能小区”的含义是通过领先的设施与合理的管理，使用计算机技术和有关高新科技，把传统建筑科技、计算机科技、自动控制科技和信息网络科技结合起来，对特定地区范围内的民众住宅具体使用功能进行智能化处理，最终完成节省资源、减少人工费用、提升住宅小区物业管理、安防和信息服务等部分的自动化水平，为小区民众准备稳定、舒服、高效、便利的生活环境。在智能小区中通过综合配置各个智能化子系统，为物

18、业管理组织准备合理、科学的管理方式，此外为小区的民众准备稳定、便利、高效的现代化生活空间与环境。2.1.2 智能小区特征与功能特征：1、高度的安全性。不管是传统建筑还是智能化小区都离不开安全二字，通过利用物联网技术及自动化控制技术对外来人员进行检查，如果发现存在安全隐患能及时进行报警处理，有效防控不确定因子的入侵，大大提升小区的安全性，保护用户的日常安全。此外，如果在小区里发生了安全事故，监控系统会及时发现并上传信息，有利于物业工作人员的管理并快速拿出解决方案，避免情况的再度恶化，减少业主的损失。 1、舒适、便利、有效的人性化居住空间。 不管是电子广播、停车场管理还是一卡通系统、可视对讲系统，

19、这一切的一切最终目的只在于便捷人们的生活，因此智能小区的信息交流是迅速而又便捷综合的，在外出时，业主可随时掌握家中的动态，实现远程控制。2、宽带数字化的通信方式。智能小区的核心是通信自动化系统，智能网络是智能小区的管理中心，它将电话通信、闭路电视网络、视屏网络、监控网络与互联网连接起来从而便于外界获取信息，加强交流，实现对整个小区的管控。管理中心、网络布线、小区公共智能化与家庭智能化系统等部分构成完善的小区系统。传真、电子邮件、可视电话等可以与多种通信终端设备连接，进行信息的高速传输与交换。小区内的视频、声音、图像也可以与计算机相连对有关部门进行资源共享及信息交换。网路布线系统是智能小区最基本

20、同时是最重要的设施，他将电力系统、防盗报警系统、计算机系统合成一个方便管理，有完整结构的体系。3、便利的综合社区信息服务。在生活节奏逐渐加快的信息时代，住户在家不用出门就能在网上购物，缴纳生活费用，资源共享等等。4、健康绿色的生态环境。绿色的生态环境与住宅小区相融合会使人处在健康良好的状态，智能小区的发展理念主要是节能、高效、低耗、无污染，好的居住环境不仅有益身心健康，而且促进邻里关系更加和谐。目前我国智能小区主要体现了以下功能：1) 为住户提供安全居住环境，智能小区拥有齐全的安防、消防设施，完善的消防体系流程。2) 为保证小区与都市之间的信息交流，智能小区拥有完善的通信设施。 3) 为便利物

21、业对公共设施的管理和监控，智能小区拥有一套完整的物业管理系统。 在信息化程度更高的现在，民众重视的不仅是居室面积、周围环境、交通，社会在发展，民众的观念也在改变，伴随科技的持续稳定发展，更加人性化和智能化的小区会不断普及以满足用户的居住需求。2.1.3 智能小区的基本构成智能小区重点被划分成三部分子系统，主要是安全防范、信息管理以及信息网络三部分子系统。1.创建安全防范子系统一般要根据小区实际场所和周围环境、住户室内室外开展安全防范管理，统一在住宅小区的管理中心开展管理，加强对保安人员的管理，设置电子巡更系统开展全面管理，安全防范系统还包括对防火防盗，闭路电视监控、楼宇可视化对讲、住户室内报警

22、和周边出入口的管理，例第一层是在小区大门口安装摄像头，识别进出的车辆人员，第二层是在小区单元门口设立可视对讲系统，对来访者进行进一步的确认。第三层周边防范将人防和技防有效结合，确保小区内外的安全性。2.信息管理子系统主要是通过智能抄表系统将小区内水电气等耗能表快速有效的收集到一起并发送到统一的平台如小区物业管理中心，这样大大降低了人工成本，提高了工作效率，在小区路边安装电子广播设备除了紧急必要的广播外，可以放一些音乐、普及卫生小常识等等，使小区服务更加人性化，提高住户生活水平的同时能够愉悦身心，赶走一天工作带来的疲惫或者压力。3.信息网络子系统。这个系统不仅要在住户与小区物业管理部门之间建立信

23、息交流的平台还要把外部网络跟小区内部连接起来，建立小区内部局域网，即 Intranet，在这样一个连接的桥梁下更加方便了住户信息档案，水电表信息、公共设备监控信息的资源共享与收集存储，把小区局域网与有线电视网络、宽带网络、电话等公用网络连接，把公共设备信息都有效利用起来，才能在利用公共信息资源之后提供更多的信息服务给住户们。2.2 智能小区安防系统随着社会的不断发展，新的问题也随之而来。现有的安全系统对于基于新技术的安全系统是非常重要且具有研究意义的，因为各个功能模块相对独立，配置和使用都比较复杂。而他作为智能小区安防的第一道防线，防范范围很广，起的作用又是不容小觑的。安防系统由小区安全、家庭

24、安全、监控和管理中心三个主要组成部分组成，包括周边预防和控制、视频监控和电子巡逻。家庭安全包括可视对讲和门禁、烟雾一氧化碳监测、家居、内部报警救援等。小区的公共安防系统主要负责小区的安全，防止非小区人员的入侵等，保障居民的人身安全，财产安全，提高生活质量。感知网络和监控网络组成了安防子系统。它主要对公共安全、偷窃盗窃、车位警示和各种突发事件进行应急防护。在小区的外墙上统一设置红外传感器、红外摄像机和其他设备。通过无线网络和传感器网络获取的信息，转移到信息处理中心和指挥中心，使物业管理人员和安全人员及时处理。例如,当一个不明物体跨越或穿过一堵墙, 无论何时何地，无线红外传感器可以很快意识并捕获相

25、应的物体对象，并将报警信息、视频监控及不明物体的位置传送给相关安全人员以便安全人员能够分析是否有异常现象并进行相应的处理。安全子系统的主要功能是防止居民住宅的非法进入。目前，安全系统是住宅安全的重要组成部分。它是火灾预防和帮助寻求的最重要的部分，它直接关系到居民的生命和财产的安全。在智能小区安防系统中，我们主要控制门窗，防止罪犯非法进入。2.2.1 周边防范系统周边防范系统，又称周界报警系统，在小区四周和部分关键场地设置站点，利用红外线对射器开展电子网络控制，它是在实时高效的预防指定地区的前提下发展产生的。周围防范系统是新型现代安全管理体系，主要汇聚自动识别科技、光学与当代安全管理方案。目前，

26、周边防范系统得到了迅速的发展，它适用于各行各业，如银行、智能小区、学校、办公大楼、工厂等。周边防范系统已经不仅仅是预防危险的功能，它逐渐完善成为了完整的信息管理系统，它应该结合智能小区内建筑结构、体系、服务、管控这四个基本要素,综合考虑以获得最佳组合。1、系统功能系统主要由红外线报警器发挥作用，它主要包含报警主机、探测器、防区报警灯等部分。其工作原理是:提前把探测器装置在需要管控的区域,假如有小偷步入上述区域,探测器会查看到人体红外线之后发出相关信号，信号被放在报警中心的红外报警设备接收，马上发出报警声，恐吓小偷，告知住户，民众可依照红外报警提示灯，得到精准的方位，抓获小偷。红外报警通过集成电

27、路、调频发放报警信息，晶体稳频开展报警此外安装相对便利。被普遍使用在企业、住宅、银行等地区。对防盗报警具有良好的效果。2、系统组成周边防范系统由前端设备、中端传输与控制中心三方面组成。前端设备即报警探测器, 由探测器传送的信息将通过电缆传送到主机。中端传输在对信息和数据分析编码处理后，会马上发送到报警灯并发出声音。控制中心接收发出的信号，快速查询电子地图上对应的地址，分析数据并作出响应。2.2.2 视频监控系统视频监控系统主要包含摄像机、矩阵控制器、录像机、监视器、传输电缆等部分。在小区主要地区与公共场地，装置摄像头，让工作人员利用电视墙在总操纵室可以清楚了解到具体情况，全面掌握居住小区的状况

28、。安全中心可利用录像机实时记载，便于检验;矩阵控制器使用在控制台中的切换和跟踪、监管中。周围环境设有红外信号，当周围相应的摄像机报警后其可以作为其报警输入信号。警报发出后，对应区域的摄像机将自动跟踪。视频监控系统是安全防范系统中的一个重要组成部分，是一种领先的、监测能力极强的综合系统。摄像头把现场的录像像内容传送到监控中心，使管理人员及时了解小区内的动态。同时它不仅能记录图像还能记录声音，这样就方便了日后处理某些事件。本系统中主控设备及前端设备采用大宇系列闭路电视监控系列产品，该产品具有极好的性价比，功能强大，稳定性强。安防监控系统是实现现代化管理的一个不可缺少的系统，电视监控系统要对主要出入

29、口、通道及重点区域进行全方位的监视，以便有效地进行管理，保证小区的安全。利用闭路电视监控系统监视控制重要通道，实现无人管理。电视监控系统是最有效、最直接、最安全的管理手段。2.2.3 门禁一卡通系统及电子巡逻系统1、系统功能门禁系统可以管理一个简单的门也可以监控多个门的访问。不管是单独的建筑大楼还是大片区域的住宅小区都可以运用门禁系统。智能小区里的每一个住户都有一张门禁卡，对小区出入人员进行智能化管理，这张门禁卡不仅作为出入大门的凭证，而且起到了一卡通的作用，凭着门禁卡还可以进出小区住宅单元楼，以及小区内各大公共场所。住户在进出小区时，门禁卡与大门的蓝牙感应，系统自动感应并精准判断该用户是否为

30、非法用户，如果是合法的，系统自动开启显示通过，如果是非法的，门禁控制器判断分析后把异常信息发送到管理中心，通知物业管理人员。门禁卡将出入时间地点都录入在系统中以便日后查询。除此之外，门禁一卡通系统还具有电子巡逻功能。巡逻系统主要包含现场电子签到设施与安全中心计算机两部分，用来规范安全警卫的责任。电子签到装置主要放在小区主要道路、盲点、死角等区域。中央计算机预先储存警卫的巡逻路线和登记时间。如果保安没有登录，中央电脑会马上告知工作人员掌握实际情况，及时寻找问题。开始巡逻时在系统的读取器和输入点进行身份验证作为巡逻输入信号，在控制中心可以根据情况设置更多的巡逻路线，安排多个巡逻计划，并自动监测，通

31、过主机信息的录入可以随时了解巡逻员巡逻的状况，当异常事件发生时，自动提醒管理人员。2、系统组成:门禁一卡通系统由系统管理软件、控制中心、网络接口设备、门禁控制器、计算机等设备组成。3、系统特点（1）通过感应技术，支持一卡通系统。使用的感应卡在大门、单元楼、停车场和娱乐场所均通用；（2） 系统可以根据小区不同的需要选用各种门禁模式，（3） 住户可以自己设定门禁的密码来确保安全性2.2.4 家居安防系统家居安防系统主要包括火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、等。当发生报警时，家庭控制器内通过拨打预先设置好的报警电话号码如住户手机号码、小区物业安保中心号码等等及时进行报警，家庭控制器发出

32、的信号通过控制中心传送到小区物业管理中心。为了确保住宅的消防安全，在厨房、客厅和卧室里设置感温探测器和感烟探测器来感知各个房间内有没有发生火灾。假如出现火灾家庭控制器就发出报警讯息，告知家人和小区物业管理组织。根据有无人在家，家庭控制器还可以自动调节探测器的灵敏度。家居防盗报警系统主要针对两个重点区域，一是在住宅外部如门窗上装上门磁开关，在玻璃窗上安装玻璃破碎探测器；二是在住宅内部房间内安装红外线探测器，如果家中有人，这些防盗报警系统会自动出于撤防的状态，如果家人外出，这些设备又出于设防状态。一旦房间里有非法入侵，触动了安全防盗系统，家庭控制器就会发出报警信号并及时上传到物业管理中心或者住户的通讯设备上。 2.2.5可视对讲系统该系统是一个网络可视对讲系统。当访客按下单元入口处的房间号码时，相应房间的显示器会自动打开，显示来访者的图像并发出铃声。主人可以通过电话和与其进行交谈，并在身份确认后打开单元门。它有三种功能:呼叫、密码和非接触式读卡器。所有家庭住户都与管理员中心联网，住户可以利用住宅内的分机与管理员中心沟通，以便最大限度地提高家庭和管理员中心的通话连接率。这个系统可以升级到多个管理员主机，达到多个管理员机同时通话的目的。住宅所有门口