基于組態技術的智能小區監控系統研究

許春香(中州大學工程技術學院，鄭州450044)

基于組態技術的智能小區監控系統研究

許春香
(中州大學工程技術學院，鄭州450044)

應用組態技術構建了智能小區監控系統。介紹了智慧小區系統硬件框架，利用組態王軟件開發了含安全防衛、電梯運行、給排水、火災報警、停車場、供配電系統、通風空調、燈光照明等多功能的監控系統，通過系統仿真運行，該系統穩定性、實時性強，實現了智能小區所需的各項功能。

組態王;監控系統;智能小區

隨著國民經濟和信息技術的高速發展，人們對住宅小區也有更多要求，智能小區應運而生，它利用信息技術、自動控制技術、身份識別技術、多網融合技術等，通過安全、高效的通信網絡，建立一個由智能控制中心監控系統、安防系統、信息服務系統、物業管理系統以及智能家居系統等組成的功能多、效率高的智能監控系統，不僅滿足了人們的空間和環境的要求，還能提供安全、高效、便捷、舒適的各項服務，實現了住宅小區的智能高效的管理和信息開發、互聯互通的數字化生活。因此，開發一款適合城市發展的智能小區監控系統十分必要。

1　我國智能小區現狀分析

智能小區是智能建筑與現代住宅小區的一個完美結合，它的設計目的非常明確，就是在確保安全的前提下，滿足人們的各種需求，為人們提供高效、便捷的各類信息服務，并可以有效降低管理成本和節約能源。

我國的智能小區一般是指按《智能建筑設計標準》(GB/T 50314－2006)進行設計的智能住宅小區。雖然智能小區建設在我國起步較晚，但其發展勢頭非常迅猛，目前在我國的一線城市均有開發出來的高科技且具有國際水準的智能小區，如上海的“怡東花園小區”、廣州的“匯景新城小區”等都得到了消費者的親睞。2013年9月，武漢的“后湖漢口城市廣場”，它涵蓋1000余戶商家、5000余戶居民，是全國首個把城市一卡通應用于居民生活的小區。在這里人們無論是搭乘地鐵公交、小區出入、車庫停車，還是商城購物、各類消費，以及收繳水、電、氣、物業等各種費用，統統一卡搞定。總之，我國的智能小區，在經濟高速發展和網絡技術的不斷進步的背景下，進步很快，其優點在節能、高效、低碳等方面十分突出，為人們的生活提供舒適便捷的服務。據不完全統計，我國每年新增的建筑面積約20億平方米，并且有政府的多項優惠政策，所以，我國的智能小區具有良好的發展前景和空間。

但是，由于我國各地區的經濟發展狀態不同，人們的收入水平差異較大。目前，國內除少數發達地區的中高檔小區外，絕大多數小區監控系統技術水平處于中低檔，智能化程度相對較低。受經濟水平和技術積累等多種原因影響，多數小區離實現高性能的智能化存在較大差距。另外，還有幾方面問題影響著我國智能小區的發展。第一，在行業標準上，我國智能小區存在標準不統一，在設計使用過程中存在設備配備問題，容易造成人員和設備的浪費問題。第二，在系統設計中存在功能過剩，利用率低的問題，有些小區為增加賣點，盲目追求系統多功能化、復雜化，而在實際運作中卻是效率低下，維護性費高的問題。第三，智能小區技術儲備不夠，在實際運作過程中，由于技術能力低，導致維護費用大幅增加，有的甚至成為一種擺設，浪費極大。所以，設計一款適合當地實際情況的、具有性能穩定可靠性高的、且具有一定前瞻性的智能監控系統十分必要。

2　智能小區監控系統構建

本系統以某省會城市某小區為例，該小區總建設面積約為10萬平方米，其中6萬平方米為住宅，其余為公用建筑，入住住戶約4000戶。綜合系統功能、設備穩定可靠性、安全高效等方面考量，本著高性價比和可持續發展的設計原則，進行了該小區的智能監控系統研究，建立了集小區綜合物業管理中心與安防系統、信息服務系統、物業管理系統以及家居智能化的綜合管理和服務平臺，有效的提高了物流管理效率，起到了節約成本，便捷服務功能。

2．1總體方案

根據對該小區的綜合考評，得出該系統總體設計方案，如圖1所示。該系統有公共安防系統、樓宇監控系統、物業管理系統、家居系統等四大系統組成。

圖1　系統框圖

(1)公共安防系統，主要完成小區公共區域的巡防報警、視頻監控、小區廣播、出入門禁以及公共消防等功能。

(2)樓宇監控系統，主要完成小區供配電系統、空調系統、供水系統、照明系統、電梯系統以及噴淋和灌溉等子系統的集中監控和管理功能。

(3)物業管理系統，主要完成停車管理、水電氣等多表的遠程抄表電子收費，并提供各類數據查詢服務。

(4)家居系統，主要完成可視對講、家庭防火、防盜等功能。

本系統的網絡結構采用的是分層分布式，主要包含三個層，分別為:頂層數據處理與管理層、中間層通信接口層和底層現場測定與執行層。

(1)數據處理與管理層主要有上位機和組態王軟件構成，其主要功能是上位機通過組態王軟件實現對四大系統的實時控制和統一管理，其實現過程都是在人機友好界面中執行的，能夠完成各類數據存儲、報警提示、故障診斷、遠程通信、控制和監測等功能，還能方便地配備現場參數、改變運行狀態等，如空調系統參數調節、遠程路燈通斷控制、電梯運行狀態調節等功能。

(2)通信接口層主要完成頂層和底層的網絡通信工作，實現層與層之間的數據交換，起到上傳下達互聯互通的作用。

(3)現場測定與執行層主要有各類智能設備和各類傳感器組成，其完成功能主要有現場數據采集與上傳、現場實時監控、執行頂層的各類命令等。具體設備如溫度傳感器、火災探測器、PLC、變頻器、智能開關、各類監控頭等。

2．2監控系統設計

監控系統設計選用組態王軟件，它是國內亞控公司開發的一款軟件，具有功能多、穩定性好、操作方便等特點，它提供了豐富的模塊和大量的通用硬件設備的驅動系統，支持web發布、提供各類報表、和曲線。整個監控系統按功能可分為:現場設備組態與通信模塊、系統監控畫面組態設計模塊、數據庫模塊和整體系統設置模塊。

系統監控畫面建立了集系統管理、火災報警、安全警戒、供配電系統、空調通風系統、給排水系統、圖像監控系統、門禁安檢系統、停車場、燈光照明系統、電梯監控系統、遠程抄表系統和各類數據查詢監控系統等25個監控畫面，如圖2至圖7所示。各畫面間通過菜單控制可靈活切換。

圖2　系統管理界面

圖3　供配電系統界面

圖4　火災監控界面

圖5　給排水界面

圖6　空調通風界面

圖7　電梯控制界面

數據庫模塊是組態王的核心工作，只有準確對每個數據變量的名稱、類型、初始值、數值范圍、連接設備等進行設置，以整體封裝的形式與組態畫面中的圖形對象進行對應，建立數據變量鏈接關系，才能實現動態畫面鏈接。本監控系統因數據量大且需長期保持，考慮到運行速度和系統穩定性等問題，選用分布式的Access數據庫，利用組態王提供的ODBC接口進行數據傳輸。

以門禁和安防為例，其調用數據庫操作有:

SQLInsert(DeviceID，“門禁記錄數據表”，“門禁操作”);

SQLInsert(DeviceID，“周界防衛記錄數據表”，“周界防衛”);

數據庫查詢通過KvDBGrid Class控件來實現，屬性設置完畢后即可通過命令語言實現數據查詢和打印工作，如查詢全部記錄:

grid1．FetchData();grid1．FetchEnd();//查詢全部記錄;

grid1．Print();//打印記錄;

grid1．SaveToCSV(“e:znxqdata．CSV”);//保持記錄。

3　系統仿真調試

系統調試過程是個反復試驗反復修正的過程，其具體步驟如圖8所示。系統仿真通過組態王提供的虛擬設備仿真PLC來實現，其過程和實際開發過程是不同的，實際過程上位機必須先通過接口電路與外部硬件設備建立通訊連接，并正確定義I/O變量后，才能實現組態王對外設的監控功能。

以小區停車場系統為例，選用外部設備西門子S7－300型，利用西門子S7－300上擴展的CP343－1以太網模塊和上位機的通用以太網卡通過TCP實現網絡通信，在組態王中對應的設備定義向導為: PLC西門子S7－300 TCP，沒有特殊軟件或驅動要求。經調試，系統能夠完成相應控制功能，實現了遠程控制，提供了工作效率和設備利用率，降低了勞動強度。

圖8　系統開發與調試過程

4　結束語

智能小區是未來發展和建設的一項利國利民的好項目。應用組態技術構建的智能小區監控系統，通過系統仿真運行，證明該系統具備穩定性好、實時性強的優點，并且實現了智能小區所需的各項功能，對未來智能小區建設有很好的借鑒作用。

［1］王福良．智能用電小區:智能小區發展的一個里程碑［J］．智能建筑與城市信息，2014(9):74－78．

［2］劉光平．基于組態王的智能建筑變配電監控系統設計［J］．低壓電器，2013(24):67－70．

［3］胡力勤．基于Modbus總線的智能低壓配電監控系統的構建［J］．電工電氣，2010(8):43－45．

［4］張雷．智能小區監控系統設計［J］．長春工業大學學報:自然科學版，2014(5):538－542．

(責任編輯趙冰)

Research on Intelligent Community Monitoring System Based on the Configuration Technology

XU Chun－xiang
(College of Engineering and Technology，Zhongzhou University，Zhengzhou 450044，China)

The intelligent community monitoring system is constructed by the application of configuration technology．This paper introduces the hardware framework of the monitoring system，which is used by the KingView to develop the multifunctional monitoring system．Through the simulation of the system operation，we can find that the system is stable and strongly real－time，and realizes the functions required by the intelligent community．

Kingview;monitoring system;intelligent residential district

10．13783/j．cnki．cn41－1275/g4．2015．01．027

TN802

B

1008－3715(2015)01－0117－03

2014－11－28

許春香(1968—)，女，江蘇鹽城人，中州大學工程技術學院教授，研究方向:機電一體化與智能控制。