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智能小区与智能家居整体解决系统设计方案

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智能小区与智能家居整体解决系统设计方案

前言:
本系统设计方案遵循下列5个原则, 其系统功能达到建设部《智能小区配置大纲》的要求和上海市《住宅小区安全技术防范系统要求》的要求。在系统联动方面、 信息服务方面是本解决方案的特色。

1 系统采用统一管理平台和统一传输网络。这是当前智能化小区、 智能家居系统中领先的设计理念, 也是这个行业发展的方向。
2 系统中所提供的功能除了安全、 可靠、 便捷外, 更进一步强调系统的联动和信息的服务, 从而使智能化小区、 家居智能系统更突显其人性化, 让现代科技能真正提升人们的生活质量。
3 在强调系统的完整性的同时, 更关注系统的成本的控制, 完善的系统并不全是靠金钱堆积起来的。合理的系统配置、 技术的创新是控制成本的最佳手段, 对于投资的每一分钱都希望能体现出其价值的所在。
4 改变当前智能小区系统集成设计从下向上的设计思路, 我们将从上而下进行设计。注重各子系统间的联动, 使智能小区、 智能家居的功能发挥到及至。
5 所选用的系统网络和设备均具有较好的稳定性、 可扩充性、 易维护性。

智能小区、 智能家居系统集成设计
一 智能小区智能家居系统网络
作为一个超大型住宅小区, 系统网络的选择好坏是决定了整个系统设计的成败。当前有些智能小区系统不成功, 究其原因, 很大一部分是没有选择一个理想的系统传输网络, 从而产生系统传输不稳定、 功能扩充无法实现, 系统间的联动变成了纸上谈兵, 维护成本高、 难度大, 系统象”玻璃花瓶”般好看但很脆弱。
一般在智能化小区中应用的系统网络有: RS-485、 CAN bus、 Lon Works、 以太网。但它们应用在智能小区中都有些弱点。
4种总线网络的比较:
通讯总线种类
网络结构
总线最大节点
传输距离
传输速率
可靠性
系统造价
维护费用
RS-485总线
总线型
32个
1.2km
300-9.6kbps
较差
较低
较低
CAN总线
总线型
110个
10km
5k-1Mbps
按传输距离
较高
较高
较低
Lon Works总线
无限制
无限制
2.7km
300-1.25Mbps
较高
很高
较高
以太网
HUB
无限制
由传输介质决定
10-1000Mbps
较高
很高
较高
从某种角度讲, 它们并不是非常适合中国国情的智能化小区系统网络, 那么适合中国情的智能化系统网络应该具备那些特征呢?
l 自由网络拓扑结构: 可根据小区的总体规划, 网络结构能够是总线型、 星型或二种的混合型。最好象”拉电灯线”一样的随意。
l 较长的传输距离: 在中国, 一般有大型社区的开发, 因此对网络的传输距离希望是能足够长, 最好能达到10Km。
l 低廉的系统价格: 中国老百姓的经济承受能力有限。
l 低成本的系统维护费用: 中国人的消费观念”修修补补”是节约, 如果选用的总线系统维护成本过大, 这与我们的国情、 人们的观念不相同。
l 简单的使用和管理: 物业管理人员的专业技术水平还很有限、 住户的整体水平也参差不齐。过于复杂的系统会让人”束手无策”。
l 高效的信息传递: 为了要降低系统网络的价格, 只能以”牺牲”网络的速率为代价, 提高信息的传输效率, 无形中就是提高传输速率。
l 灵活的组网方式: 我们现在的建设中, 经常会遇到”计划不如变化快”, 而房地产开发有它的特殊性, 一旦执行, 再改变将会投入很大的成本。另外还有一种现象就是, 智能化系统建设往往滞后于整个小区的建设, 因此灵活的组网方式变得至关重要。
l 模块化的网络结构: 先期的规划与日后的使用有时会脱节。模块化的网络结构, 给日后使用中功能的不断增加、 升级提供方便。使得智能化系统在相当一段时期内不落后。
l 可靠稳定的传输平台: 所有的一切均需要建立在一个可靠稳定的传输平台上, 它主要表现在系统设备故障自动隔离, 不会因为某些设备的故障而引起整个网络的瘫痪。
l 开放式接口模块: 经过接口模块能集成其它系统的设备。这种传输方式我们称她为”透明传输”。这对”百花齐放”有很大的好处, 也解决了当前智能小区设备的”排她性”。
本方案我们选用上海敏达网络科技有限公司自行研制的专门用于智能化小区、 家居智能的控制传输平台――Q-bus。她们拥有自主的知识产权, 获国家创造专利。它的网络结构如下:

RS-485,CAN bus, Lon Works,以太网, Q-bus用于智能小区、 家居智能中的综合比较:

Q-bus在技术上解决如下几个问题, 使得她在上述几种总线网络应用于智能小区、 家居智能方面更具综合优势。
l 信息的碰撞处理
l 分叉反射处理
l 网络设备故障隔离
l 高效信息传递
l 开放式接口模块

以Q-bus作为系统传输平台的智能小区、 家居智能能集成哪些子系统? 她们的功能如何?
l 楼宇( 可视) 对讲
l 住户报警
l 单( 双) 向信息发布
l 楼宇自控( BA)
l 一卡通
l 车辆管理
l 公共区域的防盗报警、 求助呼叫
l 电梯控制
l 各子系统联动
l 公共活动区域360度全景摄像机带高速摄像机联动(注: 该产品不在Q-bus系统平台上传输, 这是一个很有亮点的新产品)

一 楼宇( 可视) 对讲
传统楼宇对讲功能不再赘述, 特色功能:
1 组团管理: 系统支持分组团管理, 当前规划大型小区时可能跨越道路, 在道路和/或自然河流等构成的小区内部某些相对封闭的区域我们称其为组团, 对于大型小区联网系统, 需要按照地理分布实现分组团管理, 各组团内小区出入口的管理人员能够呼叫组团内的住户, 小区所有出入口的管理人员间也需要获得实时联系。管理中心也能够和组团管理人员间相互获得联系。
2 多中心呼叫: 对于分组团管理的小区, 物业管理和提供各种服务的部门( 如维护上下水道、 呼叫电工等) 不在同一处办公。住户想要呼叫的不单单是管理中心, 还希望能够选择呼叫本组团的管理员及提供各种服务的部门值班室, 系统支持指定呼叫某个/些组团的管理话机。所有通话均经过系统平台传输, 而不必支付额外的通话费用。
3 访客记录存储: 所有访客呼叫记录均存入中心数据库, 为技防事后检索提供有力依据。
4 转移呼叫: 室内终端能够设定为免打扰, 中心管理员将实时收到此信息。此时门口呼叫室内将自动转到中心, 根据业主事先做出的选择, 中心能够发送信息到室内终端提示新访客信息或者直接将此通话强行转接到室内。业主晚上休息或者节假日休假不想让别人打扰时, 不会丢失重要访客记录又不会被陌生人打扰。
5 家政服务计时: 里请钟点工、 设置家庭病房等, 业主能够经过网络随时随地按日、 按月查询出工情况, 不必进行人工计数。计时精度精确到秒, 减少劳资纠纷。
系统原理图:

二 住户报警
传统楼宇对讲功能不再赘述, 住户报警符合DB31/294- 标准。
1 任意挂接分控键盘, 基于MD-bus的室内总线一如Q-bus般灵活, 支持随意挂接分控键盘, 无论您是在卧室休息、 在厨房烹饪、 在客厅会客品茶、 在书房工作学习, 均可方便的对防区进行各种设定。
2 可分区控制报警, 大户型住户能够对室内分区域进行报警设置, 如您居住的是别墅或跃层房型, 能够在底楼控制开放二楼的报警探头, 又不影响您在底楼的各种活动; 晚间休息时能够对底楼进行单独设防; 外出时能够开放所有防区。
3 防区可任意扩充, 基于MD-bus的室内总线支持经过添加模块扩展防区, 最大可支持255×8个防区。
4 胁迫撤防, 如果被劫持或者遭遇随身入室, 能够使用胁迫密码进行撤防, 室内各设备均正常撤防, 管理中心立即收到胁迫报警信号。
5 求助、 报警按钮区分, 作为对讲系统的一种应用, 我们保留了室内机的求助功能, 和报警系统的报警按钮同时存在。我们没有因为系统的高度集成而省略必须的产品功能。求助信息由主管理话机相应, 报警按钮信号由系统软件实时处理。
6 8＋1防区, 室内主机支持8防区报警, 同时还能够外接一路紧急按钮。
系统原理图:

住户报警控制集成在可视室内机上。
三 信息发布
1 视频叠加信息接收, 系统支持在可视终端显示视频叠加信息, 实现此功能只要增加一个视频信息发生器, 大大降低系统使用成本。业主在室内能够主动查看各种物业通知、 单元楼或小区全体广播信息。
2 LCD液晶信息接收, 室内配置带LCD显示功能的主机, 能够接收小区发送的个性化短信。中心能够发送诸如催交物业管理费、 水电煤气费, 单幢楼宇临时停水、 停电等信息。彻底杜绝小纸条。
3 LED发光二极管信息指示, 室内无人, 中心能够点亮室内终端上的LED灯进行留言, 户主回家后发现LED灯亮着, 能够及时和中心获得联系。此功能的使用成本几乎为零。
4 信件信息指示, 智能终端具有信件指示灯, 对于大型的小区, 物业管理人员未必记得住所有业主的容貌特征, 信件、 快递等由物业代为接收的物品能够经过发送专门的信件指示信息, 在室内终端实时显示。
5 单元门状态指示, 无论单元门还是玄关门, 只要有门未正常关闭, 室内终端将亮灯进行提示, 大大提高住宅安全性。
6 公共区域信息发布, 在健身中心、 游乐场、 中心绿地等公共场所能够配置LCD、 LED等大型信息显示屏, 实现小区公共区域信息发布。
7 住户发送固定信息, 住户能够向中心发送固定信息, 水、 电报修、 叫车、 送报等各种服务, 经过简单的操作即可实现。物业管理能够按照自己提供的服务规划各种信息代码。
8 住户发送任意信息, 高端室内终端支持发送信息功能, 能够向中心、 其它住户( 需开放权限) 、 发送字符信息。
信息发送、 接收均集成在可视室内机上, 如不用LCD显示方式, 是不增加室内机成本的。

四 楼宇自控
1 水箱、 水池、 机电井水位监测, 中心能够实时显示单元楼、 水池、 机电井水箱水位状态, 便于维护保养, 提高居民生活质量。
2 水泵运行状态监测, 中心能够实时获得单元楼水泵运行状态, 便于维护保养, 提高居民生活质量。
3 电梯运行状态监测, 中心能够实时获得电梯运行状态, 一旦电梯故障, 中心立即报警, 有效提高处理紧急事件效率, 保障居民人身财产安全。
4远程自动抄表, 系统支持水表、 电表、 煤气表读数传输, 减少人工抄表扰民、 数据出错可能性。
5 楼道灯光控制与监测, 经过可视对讲系统, 业主或访客进入单元楼, 大门到住户楼层照明灯光自动打开, 电梯运行前后, 底层和停止层的灯光按顺序点亮, 电梯停止运行且人走过的通道灯光自动关闭, 节约型社会的应用典范。
6 小区灯光控制与监测, 小区内部走道照明联动控制, 在有人或车走过的路上能够提前亮起照明灯, 在无人行走的地方开启基本照明灯。各处灯是否正常工作也能够在中心获得实时显示。
7 航空障碍灯控制与监测, 高层楼宇外顶部及四周的航空障碍灯因其安装位置和使用上的特殊性, 往往需要有高空作业专业执照的工人去维护, 在调试中更需要多次上到楼顶进行高危操作。在系统中集成航空障碍灯的控制与工作状态检测, 能够大大降低使用及维护成本。

系统原理图

五 一卡通
1 门禁控制, 单元门口机集成读卡头, 可按照需要选择各种卡片: ID、 IC、 公共交通卡, 因控制器和对讲门口机集成在一起, 增加的仅仅是存储芯片价格,
2 在线巡更, 经过软件设置, 能够使用卡片在读卡头上进行刷卡, 经过软件在数据库中检索生成巡更路线。
3 车辆出入控制, 小区住户经过在大门出入口刷卡, 能够在闸门机的显示屏上实时显示和卡片绑定的车牌号码, 门卫对显示的车牌和实际的车辆号牌进行人工对比, 无需配置专用电脑即可实现车卡出入管理。
4 小区内消费, 在小区内的公共图书馆、 配套超市、 自动售货机能够使用授权的卡片进行消费。
5 会所VIP, 持有VIP会员卡片的贵宾, 能够在会所内刷卡享用各种服务。
6 电梯控制, 对于高级住宅, 单元楼内的电梯是不开放的, 必须在电梯内的读卡头上刷授权过的卡片才能开启相应楼层的请求按钮。高级住宅的超级安全保障。
以上所有卡片每人一卡, 不同功能根据不同需要在发卡时经过软件授权。
系统原理图

六 公共区域的防盗报警、 求助呼叫
1 周界防范, 两防区周界控制器能够接两路周界探头, 此模块支持两路模拟量采集, 如果在周界探头外壳上积累大量灰尘, 红外信号的强度势必大大降低, 能够经过管理软件实时查看各探头清洁状态, 如收发强度低于设定值软件将会报警, 提示人工进行必要的清理工作, 使系统始终处于高灵敏工作状态。此模块支持继电器联动输出, 在防区被触发时能够联动墙头照明灯, 对非法入侵者进行威吓。
2 配电房、 水泵房安全防范, 在传统的报警系统中, 未考虑配电房、 水泵房的单独设撤防, 大多数系统都是将其当作一个虚拟住户并到就近的一个单元内来处理, 这样也增加了布线难度, 使原来地理上不在一起的防区人为的拉到了一起。在规划Q-bus系统时, 我们注意到这个问题, 在配电房、 水泵房中设置了专门的防区, 此防区直接进入总线传输。使其信息传输不因人为因素干扰造成可能的误报、 漏报。
3 地下车库的求助呼叫, 地下车库向来是技防人防盲区, 在车库放置呼叫求助按钮, 能够使业主及时和中心取得联系, 大大提高安全保障。
4 公共活动场所的求助呼叫, 在停车场、 健身房、 游乐场、 河道边等公共场所配置求助呼叫装置, 发生紧急事件时能够及时和管理中心取得联系。
系统原理图

七 车辆管理
(一) 联网模式
1、 长期用户
车辆行驶至入口或出口挡车器,
LED显示屏显示提示信息,
用户使用其常住用户卡在读卡器上刷卡,
车辆控制器采集到读卡器的卡片信号, 将该卡号上传至汇总器,
汇总器上将该卡号传至监控电脑主机,
电脑判断卡片的有效性, 根据其有效性下载抬杆动作和提示信息数据,
车辆控制器根据下载的数据进行抬杆, 并作提示信息显示,
用户将车辆驶过挡车器后, 挡车器自动复原。
2、 临时用户
入库:
车辆行驶至入口挡车器,
LED显示屏显示提示信息,
临时用户按取卡按钮, 领取临时卡,
临时用户在入口读卡器上刷卡,
车辆控制器采集到读卡器的卡片信号, 将该卡号上传至汇总器,
汇总器上将该卡号传至监控电脑主机,
电脑判断卡片的有效性, 根据其有效性下载抬杆动作和提示信息数据,
车辆控制器根据下载的数据进行抬杆, 并作提示信息显示,
用户将车辆驶过挡车器后, 挡车器自动复原。
出库:
车辆行驶至出口挡车器,
LED显示屏显示提示信息,
临时用户将临时卡交给操作人员,
操作人员在出口读卡器上刷卡,
车辆控制器采集到读卡器的卡片信号, 将该卡号上传至汇总器,
汇总器上将该卡号传至监控电脑主机,
电脑根据该临时卡入库的时间和费率计算停车费用, 并下载停车费用数据,
车辆控制器根据下载的数据进行提示信息显示( 显示停车费用) ,
操作人员结算停车费,
操作人员使用其自己的卡片在出口读卡器上刷卡( 该卡号同样上传至监控电脑主机) ,
电脑判断卡片的有效性, 根据其有效性下载抬杆动作和提示信息数据,
车辆控制器根据下载的数据进行抬杆, 并作提示信息显示,
用户将车辆驶过挡车器后, 挡车器自动复原。
(二) 断网模式
1、 长期用户
车辆行驶至入口或出口挡车器,
LED显示屏显示提示信息,
用户使用其常住用户卡在读卡器上刷卡,
车辆控制器采集到读卡器的卡片信号, 并判断卡片的有效性,
车辆控制器根据其有效性进行抬杆, 并作提示信息显示,
用户将车辆驶过挡车器后, 挡车器自动复原。
2、 临时用户
断网后请操作人员自行实现临时收费。
(三) 软件功能
1、 常住用户卡、 临时卡的发行与授权,
2、 软件功能的设置, 包括端口设置、 临时收费费率设置、 操作用户的添加和权限的设置、 车库车位的设置等,
3、 进出车辆的监控, 有防逆行功能,
4、 临时车辆进出的控制,
5、 临时用户费用的计算,
6、 各种用户进出纪录的查询。

系统原理图

八 各子系统联动
1 楼宇对讲与电梯联动, 室内机开门按钮能够和电梯联动, 在高档楼宇中电梯设置为不对外开放。必须经过室内机开门按钮才能启动电梯, 访客进入电梯后只能按下被访楼层按钮。
2 门禁与电梯联动, 小区业主经过在门口机上刷卡, 能够启动电梯, 在电梯内部刷卡, 能够自动开启业主居住楼层按钮。
3 楼宇对讲与灯光联动, 访客呼叫室内被允许进入单元楼后, 从底楼到被访住户楼层间照明灯光联动点亮, 当访客进入室内后, 所有照明灯光熄灭。
4 公共区域求助与电视监控联动, 公共区域布置求助按钮, 此按钮按下后, 相应区域的监控摄像机联动开启, 实现实时监视报警区域。
5 消防火警与楼宇对讲门、 紧急通道联动, 发生消防火警时, 经过联动楼宇对讲系统开启所有单元门、 紧急通道门锁, 保护居民生命财产安全。
6 周界防范与围墙灯联动, 周界模块支持继电器联动输出, 在防区被触发时能够联动围墙照明灯, 对非法入侵者进行威吓。

九 系统网络设备
1 中心主机
主要功能: Q-bus总线中心节点, 和数据库实现数据交换, 支持4路总线, 4路管理话机。总线间防短路处理, 信息隔离。
材质: 冷轧板
颜色: 黑色
外形尺寸: 标准2U机箱( 550×430×89)

2 汇集器MD-A5004
主要功能: 改变总线路由, 增加节点数, 增加总线传输距离。总线间防短路处理, 信息隔离。
材质: ABS塑料
颜色: 浅灰
外形尺寸: 175×90×60( mm)

3 集线器MD-A5003
主要功能: 改变总线路由, 总线间防短路处理。
材质: ABS塑料
颜色: 浅灰
外形尺寸: 175×90×60( mm)

4 中继器MD-A5001
主要功能: 增加节点数, 增加总线传输距离。总线间防短路处理。
材质: ABS塑料
颜色: 浅灰
外形尺寸: 175×90×60( mm)

5 线路延长器MD-A5002
主要功能: 增加传输距离。总线间防短路处理。
材质: ABS塑料
颜色: 浅灰
外形尺寸: 175×90×60( mm)

6 单元控制器MD-A
主要功能: 垂直总线MD-bus、 联网总线Q-bus双向解析装置。可接2台门口机, 支持垂直总线、 联网总线间两路对讲通道。视频分配匹配。具有扩充控制器接口。防止用户线路短路处理。0001-9999间任意编码。插座连接, 振铃强度可调节。卡片信息存储。单元设定数据存储。
材质: ABS塑料
颜色: 浅灰
外形尺寸: 175×90×60( mm)

十 控制中心模拟显示屏
经过在中心设置的模拟显示屏, 能够形象的即时显示报警发生地、 周界报警区域、 监控摄像机信号指示、 电子时钟等信息。
十一 系统软件
按照传统分类分为系统基础功能( 包括楼宇对讲模块) 、 家庭报警模块、 周界模块、 巡更模块、 车辆管理模块、 一卡通模块、 消费模块、 住户信息管理模块、 硬件管理模块等各大模块。
十二 公共活动区域360度全景摄像机带高速摄像机联动
静态全方位图像监控系统, 该系统突破传统监控系统在可视范围上的局限, 能够静态的全方位地捕捉和记录周围的事件, 同时包含跟踪、 告警、 录像、 定时、 回放等功能。该全方位系统将监控的”点”和”面”相结合, 构成了真正没有盲区的监控体系。
该系统包括: 静态全方位计算机图像输入部件、 全方位监控软件系统( 4/8/12通路) 、 高速磁控网络云台( 25/30型) 以及其它标准计算机和网络连接/无线设备。在功能上它们优势互补, 彼此连动, 形成一套画面能大能小、 可远可近, 没有盲区、 死角的监控解决方案。该系统可广泛使用于各种领域。
与传统监控效果的区别

传统监控摄像系统( 采用4个45度~60度摄像机, 视角观察面较狭窄, 盲区较多)

全方位图像捕捉监控系统则能够观察到四周全部的景象, 没有盲区。
实际监控案例图例

室外应用

室外应用
静态全方位系统的优点
（1） 全局监控: 无须旋转, 在静止状态即可实现全方位总体范围的宏观拍摄,
（2） 全程监控: 无须画面切换, 全方位视角完整, 整个过程实现不间断拍摄,
（3） 全角监控: 一部全方位全景摄像模块, 可替代不同角度的多路传统摄像头,
（4） 不须云台: 无任何机械旋转云台部件, 耗电低, 故障率低, 维护费用低,
（5） 体积小巧: 安装隐蔽、 布线简单、 施工量小。
功能介绍
1) 自动24小时全景监控录像和定时、 定点监控录像;
2) 独创快球联动功能, 在真实的全方位实时地图上, 实现点到哪里, 看到哪里的便捷人工监控模式, 而且能够迅速定位、 任意放大、 跟踪和录像;
3) 转入无人自动监控状态时, 可实现重点区域自动巡航监控录像;
4) 当监控区域出现任何像素变化时, 可自动触发该观察点区域的自动定位、 跟踪、 局部录像和整体录像, 而且能够对移动物体进行跟踪录像;
5) 可设置七级分控, 每级分控均可独立切换并操控镜头, 实现多人多点监控;
6) 在同一屏幕上可自由( 定时) 切换观察点, 实现在单点进行全局观测;
7) 配合隐蔽高灵敏度拾音器, 可实现音视频可同步切换;
8) 网络发布功能可根据权限控制实现多人同步远程观测和历史录像的查阅;
9) 字符叠加功能可在画面上增加时间、 日期、 说明等标注内容;