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浅议智能小区工程的研究与设计

时间:2013-06-28来源:易品网 点击:

论文摘要:智能化小区能提高居民生活质量,昆明随着建设步伐的加快,智能小区的需求正逐年上升。笔者结合教学和实践经验,在参与七彩俊园小区的网络综合设计和实施的基础上,重点研究七彩俊园智能小区信息交互平台的搭建问题。论文从智能小区概述、七彩俊园智能小区信息交互平台的需求分析、对信息交互平台系统设计三个方面,给出了数据库的数据字典设计,实现了用户界面等信息交互平台的搭建,力求对昆明智能化小区建设设计有所裨益。

关键词:智能小区;信息交互平台;研究与设计

1概述
  所谓智能小区指运用网络、自动控制等技术,经过有效的网络传输,建立的由小区物业综合管理中心与信息服务系统、安防系统、家庭智能系统组成的小区服务管理集成系统,实现用电信息自动采集、家电远程控制等功能。七彩俊园小区位于昆明白塔路308号,总占地面积303亩,建筑面积46万㎡,共有7幢楼房及1幢小区物管办公楼和商铺,每一幢楼房都有32层,目前有780户住户。

2智能小区信息交互平台需求分析
  2.1信息交互平台底层需求分析
  2.1.1硬件需求分析通过管理自动化系统、通信自动化系统、安全自动化系统的有效运行,物业管理者实现了快捷有效的管理,小区居民满足了多方面的需求。
  2.1.2软件需求分析在软件方面,需要有下位机实现数据采集、通信管理和安全管理的功能。数据采集的流程是下位机在收到来自上位机的信号进行工作,在电表、水表、煤气表工作正常的前提下,下位机根据其编程向家庭特定设备发出指令信号,同时接收如电表、水表、煤气表等设备的反馈信号,互相传递数据,最后完成自动抄表、联动控制、安全防护、联网报警等特定任务。
  2.2信息交互平台第二层需求分析综合布线系统完成数据传递,过程为:①小区业主用户通过应用程序向个人电脑发出指令;②电信号在综合布线系统中被传递到信息交互平台服务中心。
  2.3信息交互平台第三层需求分析要使整个智能化系统得以全面运转,有效实现各项功能,必须要有一个控制中心来全面控制和管理各种设备,有一个数据接收汇总中心来进行数据管理,有一个控制管理中心来实现管理。

3智能小区信息交互平台系统设计
  3.1系统整体设计七彩俊园智能小区信息交互平台整体上包括三层结构:第一层由管理自动化系统、通信自动化系统、安全自动化系统三部分组成;第二层是以小区计算机网络为主的“综合布线系统”;第三层是信息交互平台的“服务中心”。
  3.2管理自动化系统设计对信息交互平台最底层的系统整体来说是以STC8052为核心的核心控制设备,通过服务器将数据库信息、用户输入和控制信息、设备状态等在网页中显示,达到对数据信息的自动化管理和设计。
  3.2.1硬件设计核心控制设备取名为:家庭智能管理器(FIM:FamilyIntelligentManager),是自行设计的,可以实现安防报警、家用电器状态管理、远程控制等多种功能①。
  3.2.2软件设计信息交互平台最底层的控制软件是实现对小区住户安防报警、家用电器状态管理、智能抄表等功能的软件平台。
  3.2.2.1家庭智能管理器(FIM)家庭智能管理器(FIM)是中心控制计算机通过与家庭智能管理器(FIM)进行数据交换。
  3.2.2.2主控单片机系统软件设计主控单片机系统的软件设计上使用的是实时操作系统,运用RTX51Tiny版操作系统,系统具备实时过程控制和信息处理能力。
  3.2.3系统子模块设计
  3.2.3.1家用电器状态管理系统通过远距离遥控和居家实时控制来实现,利用中心机房的控制软件远程控制室内电器的定时开关。
  3.2.3.2智能三表系统智能表的集抄系统组网原理是:水表、电表、气表通过RS232长线驱动器将信息传输给服务中心计算机。
  3.3综合布线系统设计
  3.3.1小区计算机网络的设计根据对七彩俊园智能小区的网络需求分析设计出网络拓扑结构如图1。
  图1中用路由器作为整个小区的互联网接入设备,七栋楼每一栋都设置一个楼栋交换机,在接入层中用一台主机来代替业主用户电脑。
  利用网络模拟软件CiscoPacketTracer来模拟整个网络,所有配置命令和协议都在模拟器上一步一步真实完成,结果如图2所示。
  3.3.2综合布线的设计主要考虑以下几个方面的内容:①选取著名布线厂商的解决方案。②根据实际情况,布线系统分为高速数据传输和语音传输两个部分。③为了远程网络建设,在七楼管理机房与三楼电话机房之间设置两条25对五类主干。④为了节省空间,体现整线功能,数据部分的配线架将采用PM型模块式配线架。
  七彩俊园智能小区的综合布线系统在设计实施时,在各幢楼公共区域和楼层管理间预留了足够的信息点。骨干链路采用双线冗余,所用线缆带宽也能够满足要求。
  3.4信息交互平台服务中心设计
  3.4.1硬件设计智能小区信息交互平台服务中心承担着管理服务、沟通协调、决策、实际操作等功能,是信息交互平台的重要保障。在服务中心系统中,除了主要通信设备外,还包括管理控制系统软件、预警监控系统软件、电话控制软件和网站控制软件等。
  3.4.2软件设计对应最底层的家庭智能管理器,该设备的管理软件就是家庭智能管理器的上位机软件,上位机软件处理流程为:系统开始后,查找到下位机,进行初始化,通过数据库交换信息,实现对数据、用户和房产的管理,然后自动分析、统计和存储数据,实现家庭智能管理。
  3.4.2.1数据字典设计本系统设计采用SQLServer2005,数据库要用的表,例如预警监控,主要是用来实时监控小区预警状态。
  3.4.2.2串行通信的实现在本系统中,PC通过串口通信下传指令到家庭智能管理器,家庭智能管理器收到指令后根据指令运行相应子程序,利用MSComm实现全部的串口通信功能。(MSComm——MicrosoftCommunicationControl②,是VB6.0提供的一个ActiveX控件)
  3.4.2.3人机界面设计①新住户的添加。添加住户的时候,要填写一些基本资料:分组、户主姓名、电话号码、身份证号码、房间位置、网卡号码、房屋位置等基本信息。②户内设备配置。户内设备端口配置是根据住户家庭智能管理器端口接线分配记录相应报警类别,以便做出正常报警处理。③住户资料查询。管理员可以根据住户的相关信息查阅完整资料。④读、写计量表。管理员先确定抄表的住户(房屋位置)、抄表种类,然后发送读表指令。⑤家用电器状态管理中心。主要是通过住户资格验证、登录,成功登录后系统将自动调出该住户可控家电的信息。⑥实时监测。系统在不间断运行过程中实时监测小区内个住户的家庭安全状况。⑦数据备份。数据库备份是专门由系统管理员权限才能操作。

4总结与展望
  本文从智能小区信息交互平台的实用功能入手,通过对小区计算机网络、信息交互平台服务中心、计算机技术应用、智能小区信息交互平台中各层功能等几方面的设计和实现,提出了建立智能化小区信息交互平台的可行性建议,达到提高居民生活质量的目的。未来,互联网、物联网、云计算机平台三方通过互相连接构成应用系统,保持整个网络的正常运行,互联网实现了人与人之间的互联,物联网实现了人与人、人与物、物与物之间的互联,因此,未来应考虑如何将云技术和互联网技术更多地应用到智能小区设计与实现中,不断推进智能化小区的建设,让智能化小区更智能。

注释:
  ①参见熊江.数字信息家电和智能家居系统的产业化研究[M].电脑知识与技术(学术交流),2007.
  ②参见(美)StevenHolzner.VisualBasic6.0技术内幕[M].机械工业出版社,1999.

参考文献:
  [1]张基温.计算机网络技术[M].高等教育出版社,2004.
  [2]吴功宜,曹勇,徐敬东,周乐,刘瑞挺.智能局域网体系结构研究[M].发表于  南开大学学报(自然科学版),2006.
  [3]张宝星,梁郁鑫.智能小区系统集成设计实例[M].发表于  平顶山工学院学报,2006,(02). 

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