基于ZigBee網(wǎng)絡的智能化社區(qū)安全保障技術的研究

趙敏

摘 要：社區(qū)安全保障三維危險源識別模型可基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)技術應用于社區(qū)安全，從而構建社區(qū)智能化安全保障三層架構（感知層—傳輸層—應用層），最終建立全方位、立體化的安全防范體系，打造智慧化社區(qū)，這對城市乃至整個國家的公共安全建設具有重要意義。

關鍵詞：智慧社區(qū)；危險源識別；物聯(lián)網(wǎng)；安全保障

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）08-00-02

0 引 言

隨著居民生活水平的不斷提高，對生活質量及家居安全等要求隨之提高，社區(qū)居家的安全保障問題隨之進入了大眾視野。目前，我國社區(qū)數(shù)量龐大，未來社區(qū)安全保障系統(tǒng)需求巨大，加強智能化社區(qū)安全保障系統(tǒng)的建設將會大大提高居民的生活質量和生活水平，有力地改善民生。“十三五”以來，我國政府對物聯(lián)網(wǎng)和社區(qū)安全保障服務的建設力度正在不斷加強，基于ZigBee的社區(qū)智能化安全保障系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)與社區(qū)安全相融合，保障社區(qū)安全建設。其具有良好的社會效益和環(huán)境效益。

1 智慧社區(qū)

智慧社區(qū)是指用信息技術整合社區(qū)資源，借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等網(wǎng)絡通信技術，并使用傳感器及射頻技術使社區(qū)管理者提前發(fā)現(xiàn)隱患，做出合理決策，使社區(qū)管理和運行更加智能、有效。充分集成物業(yè)管理、安防、通信等系統(tǒng)，通過通信網(wǎng)絡為小區(qū)住戶提供一個安全、舒適、便利的現(xiàn)代生活環(huán)境，從而形成基于大規(guī)模信息智能處理的一種新的管理形態(tài)社區(qū)。智慧社區(qū)以智能、人文、服務為理念，以統(tǒng)籌各類服務資源為切入點，以滿足社區(qū)居民需求為落腳點，以信息化技術手段為支撐，建設一體的智能化安全保障系統(tǒng)平臺，打造現(xiàn)代新型智能化宜居社區(qū)。“十二五”時期，北京市建成1 672個星級智慧社區(qū)，覆蓋366萬戶居民，社區(qū)智能化系統(tǒng)管理已經成為社區(qū)建設的重要階段。即“智慧社區(qū)”的建設將“智慧城市”的概念引入社區(qū)，基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術的“智慧社區(qū)”是“智慧城市”的“細胞”。

一般來說，社區(qū)是各類災害和安全隱患承受的主體，社會的一切活動都在具體的社區(qū)里進行，因此社區(qū)應具有安全預警、有效減輕破壞性影響和安全保障等基本功能。社區(qū)是進行危險源管理工作的基層，通過對社區(qū)災害風險的監(jiān)控、評價實施，可以把災害對社區(qū)群眾的生命和財產損失影響降到最低。對于社區(qū)災害風險的管理過去主要強調對于相應災害風險的響應和恢復，而忽略了對社區(qū)災害風險的系統(tǒng)預防、監(jiān)測和評估。近年來，社區(qū)災害風險造成的損失不斷增加，提醒人們加強對社區(qū)災害風險的評價，以便在災害來臨之前采取恰當?shù)男袆樱Ｕ仙鐓^(qū)及社區(qū)居民的人身財產安全。社區(qū)是各類災害的承受主體，又是安全保障系統(tǒng)實施的陣地。因此，智能化社區(qū)安全保障系統(tǒng)對城市甚至整個國家的公共安全建設都有重要意義。

2 基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)社區(qū)安全保障系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)指通過各種信息傳感設備實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結合形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人及所有物品與網(wǎng)絡的連接，以方便識別、管理和控制。它通過裝置在各類物體上的SIM卡、傳感器、二維碼等經接口與無線網(wǎng)絡相連，給物體賦予智能，可實現(xiàn)人與物體間和物體與物體間的溝通、對話。ZigBee作為一種低速率的短距離無線通信技術，已經在物聯(lián)網(wǎng)中被廣泛采用。能耗特性是ZigBee的一個技術優(yōu)勢。通常情況下，ZigBee節(jié)點所承載的應用數(shù)據(jù)速率都比較低，在不需要通信時，節(jié)點可以進入很低功耗的休眠狀態(tài)，此時能耗只有正常工作狀態(tài)的千分之一。此外，ZigBee具有大規(guī)模組網(wǎng)能力，可支持每個網(wǎng)絡多達六萬多個節(jié)點，支持可靠性很高的網(wǎng)狀網(wǎng)路由，因此可以布設范圍很廣的網(wǎng)絡。將基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)技術應用于社區(qū)安全保障系統(tǒng)中，能夠較好的適應不同社區(qū)中的復雜環(huán)境，對社區(qū)中的人員、設施等進行實時監(jiān)控和管理。

2.1 社區(qū)危險源的識別

危險源是一個概念簡單而又內容復雜的詞匯，它是造成各類事故的直接原因，也是研究項目安全管理和實踐的重點。危險源是造成事故的關鍵原因，因此危險源就成為安全管理理論和技術方法研究的對象。危險源的定義必須要和研究的領域及后續(xù)研究的目標和方法結合起來才能有較為明確的限定。安全風險控制是社區(qū)安全防范的核心，而危險源是安全風險的主要來源。《安全社區(qū)建設基本要求》（AQT9001-2006）中“事故與傷害風險辨識及其評價”包含事故與傷害數(shù)據(jù)分析、各類活動中存在的危險源及其風險程度、各類人員的安全需求、社區(qū)安全狀況及發(fā)展趨勢分析、危險源控制措施及事故與傷害預防措施的有效性等。因此，事故與傷害風險辨識及其評價的結果是智能化安全社區(qū)創(chuàng)建工作的基礎。社區(qū)危險源識別的基本流程如表1所列。

2.2 構建基于危險源識別的社區(qū)安全三維模型

在社區(qū)危險源得到明確界定和管理的基礎上，構建人的危險源識別、設備的危險源識別和環(huán)境的危險源識別三維模型。

（1）人的危險源識別主要包括人的不安全行為識別、外部人員非正常行為識別等；

（2）設備的危險源識別主要包括社區(qū)電力設備、消防設備、機動車等不安全行為識別；

（3）環(huán)境的危險源識別主要包括氣體（天然氣）、火災、水災等不安全因素。

社區(qū)安全保障“人-設備-環(huán)境”三維危險源識別模型將物聯(lián)網(wǎng)感知技術應用于社區(qū)安全保障，構建了社區(qū)智能化安全保障三層架構，從感知層、傳輸層到應用層，建立了綜合化、立體化、全方位的安全防范體系，利用互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)，綜合使用射頻技術、傳感器技術、智能嵌入技術，把物聯(lián)網(wǎng)技術綜合到社區(qū)安全保障的各個環(huán)節(jié)。根據(jù)社區(qū)居民的實際需要，構建安全保障的系統(tǒng)框架，以 CC2530為核心，添加聲、光、電、氣等多種傳感器、設計相應的外圍電路、統(tǒng)一網(wǎng)絡協(xié)議，智能化保障系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的順暢，以“人-設備-環(huán)境”三維危險源預警為目標，應用Relief算法和BP神經網(wǎng)絡理論，實現(xiàn)各級各類數(shù)據(jù)的多源采集和局部、全局數(shù)據(jù)的二級融合，最終通過實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行綜合的決策融合，保證系統(tǒng)的實時性和準確性。這種基于ZigBee網(wǎng)絡的智能化社區(qū)安全保障系統(tǒng)滿足了居民對居住安全的要求，能夠對潛在險情進行掃描和預警。項目的技術路線如圖1所示。

3 結 語

基于ZigBee網(wǎng)絡的社區(qū)安全保障系統(tǒng)首次將危險源識別的概念引入社區(qū)安全保障技術中，創(chuàng)新的提出了社區(qū)安全三維模型：“人-設備-環(huán)境”危險源識別模型，首次將物聯(lián)網(wǎng)感知技術應用于社區(qū)安全保障，構建社區(qū)智能化安全保障三層架構，從感知層、傳輸層到應用層，建立了綜合化、立體化、全方位的安全防范體系。利用先進的通信技術手段，打造出智慧化社區(qū)，對城市乃至國家的公共安全建設都具有重要意義。

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