1智能小區(qū)的智能化現(xiàn)狀及主系統(tǒng)控制方式

    1.1.1當(dāng)前智能小區(qū)的智能化現(xiàn)狀

    長期以來,智能化小區(qū)門禁系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、三表遠(yuǎn)抄系統(tǒng)、住戶報警系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等均采用RS485總線聯(lián)網(wǎng),各系統(tǒng)都是獨立存在,每個系統(tǒng)都要使用極大量總線,而且各系統(tǒng)間互相不連接,各用各的聯(lián)網(wǎng)線。如果小區(qū)較大,則聯(lián)網(wǎng)線就較長,網(wǎng)絡(luò)重復(fù)布線,不能共用,不但造成投資較大,而且受雷電影響較嚴(yán)重,故障率較高。另外,此種聯(lián)網(wǎng)方式受距離限制,最長線長僅為1000米,對于大中型社區(qū)來說,滿足不了需求,還不得不采用一些補救措施,直接的結(jié)果就是存在信號損失過大、不穩(wěn)定等弊端。受網(wǎng)絡(luò)的拓補結(jié)構(gòu)的限制(不能采用星型或網(wǎng)型結(jié)構(gòu)),同時因為是有線聯(lián)結(jié),即使埋在地下,所受環(huán)境影響和雷電的影響也很嚴(yán)重。

    1.1.2當(dāng)前智能小區(qū)的主系統(tǒng)控制方式

    我們在這里以門禁系統(tǒng)為例,說明當(dāng)前智能小區(qū)的主系統(tǒng)控制方式。

    一直以來,對于現(xiàn)代住宅智能小區(qū),門禁系統(tǒng)的做法如下:

    在每棟樓的每個單元門的以講機里放置一個讀卡器(或?qū)⒆x卡器單獨放置),該讀卡器里帶有存儲器。業(yè)主被給予一門卡,并授權(quán)該門卡可以打開該業(yè)主所居住單元門鎖,且此卡號已被保存到監(jiān)控室放置的一臺計算機里。計算機將該授權(quán)信息傳遞到讀卡器里,并保存在讀卡器中。業(yè)主持門卡開門時,讀卡器即可判斷此卡是否有效。并且每次使用該門卡開門時,讀卡器都會將此次開門信息傳給監(jiān)控室放置的計算機,計算機可以記錄每張門卡的使用記錄。這種系統(tǒng)使金屬鑰匙可被授權(quán)的智能卡取代,使機械門鎖被讀卡器和電控鎖取代,通過單元控制電路加以控制,并通過網(wǎng)絡(luò)化通信方法實行后臺的權(quán)限設(shè)定和監(jiān)控管理。門禁系統(tǒng)的優(yōu)越性很明顯,它使得權(quán)限的控制非常靈活,智能卡的授權(quán)可以實現(xiàn)多個門禁的一卡通,也可以限制卡的權(quán)限時段,或在人員變動或卡丟失的情況下調(diào)整或取消卡的權(quán)限,不必更換門鎖。中國一卡通網(wǎng)發(fā)布。例如,對于物業(yè)管理人員及保安的權(quán)限可以設(shè)置的較高,可以一卡開多門;而對于保潔人員則可以限時進(jìn)樓等。均由小區(qū)管理部門實行集中的授權(quán)管理。

    RS485總線將所有讀卡器聯(lián)網(wǎng),總線要求將所要連接的設(shè)備一條線并聯(lián),星型連接一般不被允許。如果建設(shè)大型智能小區(qū),則總線長度過長,造成信號不穩(wěn)定,損失過大。傳統(tǒng)布線方式最大的弊端及難以解決的問題是雷擊問題。即使線埋地下也很難避免遭受雷擊破壞。如被破壞,就使一條線上的所有讀卡器模塊都被燒毀,毀壞一片,有的攝像機也被燒毀。損失巨大,延誤工期。

    2無線傳輸在智能小區(qū)系統(tǒng)中的實現(xiàn)

    2.1.1ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

    ZigBee是國際通用的新一代無線通訊技術(shù)。名字來源于蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發(fā)現(xiàn)食物的信息。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于近距離無線連接。采用ZigBee技術(shù),這是由其主要技術(shù)優(yōu)勢決定的:數(shù)據(jù)傳輸速率低,專注于低傳輸應(yīng)用;

    功耗低:在休眠狀態(tài)下耗電量僅僅只有1LW,通信距離短的情況下工作狀態(tài)的耗電為30mW,在低耗電待機模式下,兩節(jié)普通5號干電池可使用6個月到2年。這也是ZigBee技術(shù)的獨特優(yōu)勢;成本低:ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低,協(xié)議簡單,所以大大降低了成本,且免收專利費;網(wǎng)絡(luò)容量大:每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個設(shè)備。每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可支持65000個節(jié)點,也就是說每個ZigBee節(jié)點可以與數(shù)萬節(jié)點相連接;時延短:通常時延都在15毫秒至30毫秒之間;有效范圍小:有效覆蓋范圍10~75米之間,具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定。但是可以擴展到數(shù)百米,具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定,基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。

    2.1.2子系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

    以門禁系統(tǒng)為例,說明智能小區(qū)的無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式。門禁系統(tǒng)包括主控設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(簡稱無線模塊)、管理PC機、智能卡、讀卡器、電控門(鎖)等組成。系統(tǒng)包括傳感節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點。大量的節(jié)點(傳感節(jié)點)部署在小區(qū)內(nèi),構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。采用ZigBee技術(shù),在每棟樓或每個單元放置一個ZigBee模塊,監(jiān)控室再放一個ZigBee模塊,形成星型網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)。這樣,不僅節(jié)約總線成本,而且模塊本身具有路由功能,提高了信號的穩(wěn)定性,防雷性能好,避免了進(jìn)一步的損失。

    傳感節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù),以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器,經(jīng)過多級傳輸后路由到網(wǎng)關(guān)節(jié)點,最后可通過互聯(lián)網(wǎng)(IP/TCP)或其他移動網(wǎng)絡(luò)到達(dá)監(jiān)控中心。因為有很多節(jié)點,所以有多個冗余的通信路徑。若正在使用的路徑中斷,該網(wǎng)絡(luò)將自動選擇另一條路徑維持正常通信。在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)節(jié)點的數(shù)目很多時,新加入的節(jié)點能夠與相鄰節(jié)點進(jìn)行通信。節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)后,這些節(jié)點就會與目的節(jié)點之間生成路徑,節(jié)點本身就能夠建立路由。發(fā)送信息、接收信息后并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),這個過程會在從初始節(jié)點到目的節(jié)點之間的各個節(jié)點之間逐個節(jié)點的重復(fù)下去,直到信息到達(dá)目的節(jié)點。目的節(jié)點要向初始節(jié)點返回確認(rèn)信息表示信息已接收。

    系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布如圖1。主控設(shè)備是門禁系統(tǒng)的中心部件,通過無線傳輸模塊與計算機通信,下載用戶卡號并上傳讀卡信息等。該系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計在硬件方面分為單片機端和PC機端兩部分。單片機主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理,并且接收PC機傳送過來的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)以VisualC為前臺開發(fā)工具,主要包括智能卡管理、業(yè)主管理、消息管理等模塊組成。系統(tǒng)的PC機可實現(xiàn)實時監(jiān)控,系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫選用了SQLServer。業(yè)主刷卡后,單片機端接收到用戶信息,把這些信息存放在存儲器中。發(fā)送端把存儲器中的用戶信息發(fā)出,接收端接收到信息后,并不是即時將信息接收,而是要考察網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),并將接受到的信息和發(fā)送方設(shè)備信息存儲在存儲器中。如網(wǎng)絡(luò)空閑,并且發(fā)送方是有效的發(fā)送設(shè)備,那么接收方接收信息,向發(fā)送端返回消息,表示成功接收,并將這些信息再發(fā)送出去,直到送至目的控制器,同時發(fā)送端在接收到返回消息后將其存儲器中相應(yīng)的信息擦除。如果發(fā)送方是無效的發(fā)送設(shè)備,則接收方不接收信息。

    3結(jié)語

    建筑市場蓬勃發(fā)展,智能小區(qū)層出不窮,只要需要智能建筑的地方,就會需要無線通信技術(shù)。ZigBee是當(dāng)前最適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù)。我們應(yīng)用的是針對ZigBee的特點,結(jié)合建筑市場,對智能小區(qū)做智能建筑的改革和創(chuàng)新,主要達(dá)到節(jié)省開支,提升抗干擾能力,同時也減少雷電對智能化系統(tǒng)的破壞的作用。相信憑借其主要的技術(shù)優(yōu)勢,采用ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)將成為小區(qū)智能化的主要聯(lián)網(wǎng)形式。