智能小區監控系統設計

張洪雷

(盤錦職業技術學院， 遼寧 葫蘆島 124000)

智能小區監控系統設計

張洪雷

(盤錦職業技術學院， 遼寧 葫蘆島 124000)

基于監控系統的三大原則和RS485總線網絡的控制方式，設計一套符合我國智能小區國情的監控系統，為智能小區提供了先進的安全科技管理。

智能小區; 監控; 設計

0 引 言

隨著科技技術的發展，智能小區的建設日益完善，然而,我國智能小區監控系統功能越來越復雜，許多新增的功能在智能小區居民日常生活中沒有任何用處，不僅造成了資源的嚴重浪費，而且系統的復雜性給居民帶來了許多不便。因此，如何合理分配智能小區監控功能，設計一套使用方便快捷、環保節能，保證居民生活安全智能小區監控系統具有重大意義。

1 我國智能小區現狀及存在的問題

1.1我國智能小區發展現狀

智能小區建設的目的是為了在保障居民生活安全的基礎上，通過先進的科學管理方式，為居民提供舒適、快捷的服務，從而達到小區的節能環保，大大降低了小區的人工管理成本[1]。雖然我國的智能小區監控系統研發工作相對較晚，但隨著人們生活要求的提高，智能小區的建設早已引起有關部門和政府的重視，特別是一些大的物管公司和高檔小區，早已投入了大量的人力物力，積極推動智能小區的推廣和發展。然而，我國的智能小區建設工作依然相對滯后，尤其是智能設備的研發和開發遠遠不及國外，大部分設備和智能產品仍然使用國外成熟的產品[2]。這樣一來，我國的智能小區的建設完全依賴于國外技術，對我國智能設施和相關產品的研發十分不利。特別是面對人口眾多的中國，智能小區發展具有無窮大的市場，一旦被國外企業或技術所占領，國內的自主智能設備品牌就無法生存。可見，加強國內自主品牌智能小區設備的設計和研發是當前面臨的最大問題。

1.2我國智能小區存在的主要問題

對于如何實現最優最好的智能小區監控系統，應該分析智能小區建設及相關設備存在的問題，只有深入分析問題所在，才能更好地發展智能小區。

1)缺乏統一的標準。智能小區設備的多元化以及系統管理的復雜性，致使智能小區的設計無法達到統一的標準，國家關于智能小區也沒有相應的規范，最終不同地區、不同樓房的智能小區差異較大。特別是一些小區的智能設備涉及國內外不同廠商，系統的各子系統之間缺乏統一標準規劃和衡量，致使系統之間產生技術不匹配或設備不匹配等問題。這樣一來，在構建智能小區過程中無論人力還是物力，都造成嚴重的浪費，小區的智能設備運營狀況不佳，無法達到居民所希望的效果。

2)系統高投入低效率。為了達到“高智能小區”的賣點效應，許多小區盲目地追求大系統和復雜系統，實際在運用過程中，系統的許多功能無法啟動或運用，僅僅只是一種擺設。尤其是隨著我國房地產的不斷開發，許多房地產商為了吸引更多的消費者，將更多資金投入所謂的高智能化的智能小區監控系統。但該系統往往在日常運用中只運行了系統的兩成功能。這樣一來，對于智能小區業務的各項物業費用相應增加。特別是經常性的系統更新和升級費用。即使是這樣的升級系統，也難以發揮其真正意義上的功能和作用。

3)智能小區監控系統技術人才缺乏。目前，我國智能化系統的維護遠沒達到預期效果。由于許多公司對于智能化系統的日常管理和維護缺乏重視，導致許多智能化系統的專業維護技術落后和專業人才缺乏，特別是許多智能小區的智能設備管理仍不能滿足智能小區監控系統等職能小區設備的正常運營要求。

2 我國智能小區監控系統構建原則與技術運用

2.1智能小區監控系統構建原則

任何系統的構建都有其相應的原則，對于我國智能小區監控系統而言，應遵循5項基本原則：

1)功能需求限額原則。對于任何一種智能小區監控系統的設計，首先應根據小區的需求進行功能定位和設計。不同背景的小區，如小區的收入情況、小區居住人口身份情況，對于智能化系統功能的需求有所差異。因此，設計者不能盲目追求技術的全面性，并認為系統功能越多越全代表系統越強[3]，從而在技術和功能上不斷滿足上限，這樣容易產生系統功能過剩現象。

2)設備的可靠性與可操作性原則。智能小區監控系統作為小區安全保障的監控設備，系統應具有較高的可靠性。無論系統結構、設備性能、系統管理還是設備的維護等，都應具有一定的可靠性，才能保障系統的穩定運行。同樣，系統的操作性應方便、快捷，不論是小區的小孩、成人還是老人等不同技術水平的操作者都應滿足設備的可操作要求[4]。

3)系統的可持續發展原則。對于我國智能小區監控系統設備，系統應具備一定成熟性，具有可靠的發展前景。只有這樣的先進設備才能與現代先進技術發展相吻合。當前，雖然技術發展更新較快，但對于智能小區設備而言，應保證設備在小區使用二三十年都保持不落后[5]，這樣才能保證消費者用的放心。其實，對于系統的可持續發展的另外一個因素就是系統性價比。只有性價比較高的系統，才能使智能小區設備被小區居民接受，才能使智能小區監控系統高端設備走的更遠。

2.2智能小區監控系統技術的運用

目前，我國大部分智能小區采用的兩種網絡技術方案，即LONWORKS分布式的網絡控制和RS485總線網絡控制，兩種網絡技術有著各自的優勢和不足[6]。LONWORKS分布式的網絡控制技術先進，但成本相對較高，與我國普通智能小區需求有一定差距。RS485總線網絡控制結構簡單、價格實惠，功能要求符合我國智能小區基本要求。因此，RS485總線網絡控制方式是我國智能小區控制網絡的最優選擇。

基于RS485總線網絡控制的監控系統網絡技術結構如圖1所示。

從圖中可以看出，PC機作為智能小區監控系統的核心，主要安裝在小區物業管理處，并在PC機上安裝智能小區監控系統軟件。在整個系統內，首先由各類傳感器負責監控，將監控數據傳輸給相應的信號處理器，信號處理器通過調整，繼續傳輸給MAX485控制器，RS232/RS485轉換器將數據存儲在PC機上，最終顯示給管理員或用戶。對于智能小區物業管理中心信息與用戶信息通過一定的實時通信工具進行數據共享或傳輸。

圖1 基于RS485的監控系統網絡技術結構

3 智能小區監控系統的設計

3.1系統總體設計方案

智能小區監控系統設計的最終目標是實現智能小區的業務過程管理化和物業數據管理化。利用現代先進的信息技術為小區提供良好的智能管理和服務，從而提高小區的智能化管理，提高小區居民正常生活的方便性和快捷性。文中利用Microsoft SQL Server 2008 數據庫技術與TCP/IP點對點通信協議技術構建智能小區系統軟件平臺。

根據智能小區監控系統特點以及智能小區設計原則，系統總體設計方案如圖2所示。

圖2 智能小區監控系統功能結構

智能小區監控系統主要包括家庭安防系統、小區安防系統、物業管理系統、數據庫信息管理系統四大子系統。

1)家庭安防子系統。主要包括可視化對講模塊、防盜報警模塊、火災報警模塊以及天然氣煙霧報警模塊。

2)小區安防子系統。主要包括小區周界防備報警模塊、視頻監控管理模塊、緊急廣播和其它廣播模塊、巡更報警模塊等。

3)物業管理子系統。包括文件傳輸模塊、車輛及人員進出管理系統、功能設施管理和維護模塊、小區物業收費管理模塊等。

4)數據庫信息管理子系統。包括數據庫刪除、添加、修改、備份以及查詢等模塊。

3.2系統設計過程

3.2.1 控制器設計

文中所設計的控制器設備以單片機PIC16FXX數據采集和數據處理為核心，控制器工作原理如圖3所示。

其中24C16為數據存儲區，外接LCD液晶顯示器和Keyboard數據操作端[7]。控制器主要工作原理為：通過設備上的上電復位自檢后，控制器開始工作。指示燈通過閃爍指示代表程序正確運行，并初始化控制器的各項接口信息。包括LCD顯示器、脈沖表、報警指示狀態以及鍵盤等。設備工作過程中，首先記錄當前報警狀態信息和脈沖表信息，這兩種數據信息并存在24C16中，通過鍵盤操作響應PC機響應的通信命令與外界進行數據傳輸。

圖3 控制器工作原理圖

3.2.2 監控系統通信設計

通信是監控系統最關鍵的技術，只有保證各子系統間的通信同步，保證信息的準確性、可靠性以及實時性，才能確保系統的可靠性、安全性[8]。文中采用多機同步通訊方式進行數據傳輸，任何一臺分機向主機發送數據，都應等待主機的接收應答信號，主機進行數據接收檢測后，對分機進行回應。如分機數據發送失敗或主機接收錯誤，分機會重新向主機發送數據[9]。因此，在整個系統通訊過程中，數據的傳輸采用中斷式的信號傳輸方式，如圖4所示。

圖4 中斷式通信控制流程

3.2.3 火災報警設計過程實例

火災報警系統主要由火災探測器、報警處理器、監控中心系統以及閉路電視系統組成，如圖5所示。

圖5 火災報警系統結構

火災報警系統基本工作原理為：安裝在小區內的火災探測器根據煙霧、火星或溫度等現象，將探測所得的信息傳輸給火災報警處理器，火災報警器對信息進行判斷和處理，將處理結果發送給監控中心和閉路電視系統，并發出警報聲，從而告知管理人員，最終采取相應的措施進行火災救援。

火警報警是智能小區必不可缺的設備，而火警報警系統的主要工作包括探測器的選擇和探測器的安裝，見表1。

對于探測器的選擇，應在小區容易發生火災區域設置相應的火災探測器，可根據小區具體情況設置自動滅火系統。在火災報警系統的設計過程中，火災探測器是最重要的部件，它對探測火災的大小、位置以及預報起到關鍵作用，因此，每個火警報警系統探測器的選擇應具備：

1)火災陰燃階段的感煙探測器；

2)火災發展階段的光電火焰探測器；

3)火災過大階段的感溫探測器。

根據探測器安裝要求，對于小區任何一個探測區域而言，安裝的探測器數目應滿足以下公式計算：

式中:S----小區探測區域面積；

K----修正系數；

A----單個探測器的保護面積；

N----探測器區域所需要的探測器數目。 綜上所述，實現可靠、低廉的智能小區監控系統是實現我國智能小區安全防范、數據信息采集、優化小區管理的基本保障。

表1 探測頭安裝原則規定

4 結 語

針對我國智能小區發展狀況及存在的主要問題，提出構建基于RS485的監控系統網絡技術的小區監控系統設計方案，設計方案實現了智能小區的基本功能，提高小區的安全性和智能性管理，對我國智能設備的發展具有重大意義。

[1] 江上月.智能小區系統設計綜述[J].職業圈，2007(3):23-25.

[2] 張揚永.智能小區數字化監控管理系統[J].海峽科學，2007(2)：54-55.

[3] 閆佳敏.關于智能小區的安全系統設計[J].黑龍江科技信息，2009(8):31，103.

[4] 馬占敖，江平，王琮澤.智能小區住宅配電系統設計[J].長春工業大學學報：自然科學版，2010，31(6)：712-715.

[5] 陳林.城市小區監控系統的設計[J].知識經濟，2009(5)：34-36.

[6] 宋琪，戴海燕.LonWorks技術在智能小區系統中的應用[J].工程設計CAD與智能建筑，2002(7):65-67.

[7] 吳愛萍.基于VB與單片機的溫度測控系統設計[J].現代電子技術，2010(8):208-210.

[8] 井明川.高清監控網絡傳輸方案設計創新[J].中國安防，2012(Z1):59-64.

[9] 孫利民.利用有線電視網作為智能小區信息傳輸方法的研究[J].科教文匯(中旬刊)，2008(12):268.

Design of an intelligent community monitoring system

ZHANG Hong-lei

(Panjin Vocational and Technical College, Huludao 124000， China)

Based on three principles of monitor system and RS485 bus network control model, we design a suitable monitor system to condition offering the advanced security and technical management.

intelligent community; monitor; design.

2014-07-20

張洪雷(1979-)，男，漢族，男,遼寧葫蘆島人，盤錦職業技術學院講師，碩士，主要從事計算機網絡方向研究,E-mail:383298940@QQ.com.

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1674-1374(2014)05-0538-05