廣西某智慧小區(qū)技術(shù)解決方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳家海 許維超 馬惠杰

廣西建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，廣西南寧 530011

1 項(xiàng)目概述

1.1 小區(qū)概述

廣西某小區(qū)整體建筑布局由4棟33層點(diǎn)式塔樓組成，用地面積9989m2，建筑面積95754m2，居住戶數(shù)651戶。小區(qū)地面一層為停車場(chǎng)及住宅通道綠化，二層為景觀平臺(tái)和休閑活動(dòng)場(chǎng)所，三層為生態(tài)蓄水池，頂層為屋頂花園。各棟單體朝向基本為東南向，利于夏季主導(dǎo)風(fēng)的貫穿，且一層架空，可使整個(gè)小區(qū)的流場(chǎng)更均勻。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、智能控制等新一代信息技術(shù)應(yīng)用于住宅小區(qū)，通過信息的共享融合、各系統(tǒng)的優(yōu)化配置和綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的安全防范、信息服務(wù)、物業(yè)管理等方面的功能，為人們提供安全、便捷、舒適、節(jié)能的居住環(huán)境。

2 需求分析

根據(jù)住宅小區(qū)服務(wù)需求，可以將小區(qū)的智能化系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)系統(tǒng)：信息化應(yīng)用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息設(shè)施系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)。

2.1 信息化應(yīng)用系統(tǒng)

提供智慧信息服務(wù)、一卡通服務(wù)、物業(yè)管理服務(wù)、遠(yuǎn)程抄表服務(wù)、智能家居服務(wù)等功能服務(wù)。

2.2 智能化集成系統(tǒng)

智能化集成系統(tǒng)可以使多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)形成一個(gè)整體，集中管理，以使系統(tǒng)間互相聯(lián)動(dòng)，提升系統(tǒng)運(yùn)行功能。

2.3 信息設(shè)施系統(tǒng)

提供綜合布線、信息網(wǎng)絡(luò)、有線電視、公共廣播、信息導(dǎo)引及發(fā)布等功能服務(wù)。

2.4 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)

提供對(duì)住宅小區(qū)內(nèi)的空調(diào)與通風(fēng)、變配電、照明、給排水、電梯等設(shè)備集中管理、監(jiān)視，分散控制的功能服務(wù)。

2.5 安全技術(shù)防范系統(tǒng)

提供入侵安防報(bào)警、視頻監(jiān)控、出入口控制、電子巡查、訪客對(duì)講、停車管理等功能服務(wù)。

3 設(shè)計(jì)原則

3.1 技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、實(shí)用可靠原則

在滿足住戶生活基本功能需求的基礎(chǔ)上，立足于采用先進(jìn)技術(shù)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要。同時(shí)，工程設(shè)計(jì)、實(shí)施要綜合考慮項(xiàng)目投資的合理性，優(yōu)先采用成熟的經(jīng)過工程檢驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)，保證實(shí)施項(xiàng)目的可靠性。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展、安全性原則

系統(tǒng)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，開放系統(tǒng)應(yīng)用接口，具備與其它智能化子系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)共享的功能，滿足系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、功能擴(kuò)展等需求[1]。同時(shí)，應(yīng)采用一定的安全保障技術(shù)，如設(shè)置網(wǎng)絡(luò)防火墻并具有用戶流量管理功能等。

4 技術(shù)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析，結(jié)合本項(xiàng)目小區(qū)的實(shí)際情況，進(jìn)行技術(shù)的挑選以及設(shè)計(jì)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能化系統(tǒng)配置架構(gòu)

4.1 智慧家居系統(tǒng)

系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)緊急預(yù)警、門禁對(duì)講、門禁開閉控制、住戶語音通話、信息留言、圖像留影、收取件提醒等功能。

4.2 智能卡應(yīng)用系統(tǒng)

系統(tǒng)具有作為識(shí)別身份、門鑰、等功能，與小區(qū)門禁系統(tǒng)聯(lián)用，發(fā)卡設(shè)備安裝與3#樓一層監(jiān)控室。

4.3 物業(yè)管理系統(tǒng)

根據(jù)物業(yè)管理需求，系統(tǒng)能夠?qū)π^(qū)內(nèi)住戶基本信息實(shí)現(xiàn)錄入、修改、查詢和刪除等操作，并且還可以實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)、查詢和報(bào)表生成。業(yè)主可以通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)費(fèi)用查詢、網(wǎng)上繳費(fèi)、網(wǎng)上報(bào)修、家政服務(wù)、網(wǎng)上訂購、物業(yè)服務(wù)、物業(yè)公告等智慧小區(qū)服務(wù)功能。

4.4 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

小區(qū)內(nèi)住戶均設(shè)置一戶一表，儀表均設(shè)置在樓層電井內(nèi)，系統(tǒng)通過RS485網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)，采集住戶電表計(jì)量數(shù)據(jù)。電力儀表支持遠(yuǎn)程開關(guān)控制、預(yù)付費(fèi)管理等功能。

4.5 綜合布線系統(tǒng)

系統(tǒng)采用開放式星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。公共區(qū)域的系統(tǒng)配置采用網(wǎng)絡(luò)雙絞線和光纖組網(wǎng)。通信設(shè)施應(yīng)采用光纖到戶方式建設(shè)，符合三網(wǎng)融合的要求，管網(wǎng)合理規(guī)劃布置，適當(dāng)預(yù)留發(fā)展空間。

4.6 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又分為智能化專網(wǎng)和小區(qū)住戶家庭網(wǎng)。智能化專網(wǎng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用100M/1000M光纖交換機(jī)，主干采用4芯千兆多模光纖，各智能化子系統(tǒng)的服務(wù)器、工作站按系統(tǒng)劃分相應(yīng)的IP網(wǎng)段并設(shè)置相應(yīng)的帶寬，系統(tǒng)采用的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議為TCP/IP。本系統(tǒng)作為智能化系統(tǒng)信息傳輸專網(wǎng)，按系統(tǒng)需要?jiǎng)澐諺LAN。

小區(qū)住戶家庭網(wǎng)采用EPON光纖網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)源接自英特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)干線由弱電機(jī)房的OLT配出光纖接到設(shè)于單元電井樓層的ONU，住宅采用光纖入戶。

4.7 有線電視系統(tǒng)

有線電視接自小區(qū)有線電視網(wǎng)，信號(hào)由市政有線電視網(wǎng)提供。單元干線經(jīng)設(shè)置地下室的電視進(jìn)線箱后，引至電氣豎井的集線器，通過集線配線至各戶。單元干線采用SKYV-75-9同軸電纜，入戶支線采用SKYV-75-5同軸電纜。

4.8 有線電話系統(tǒng)

單元電話接自小區(qū)電話網(wǎng)絡(luò)。在單元地下室設(shè)置單元電話進(jìn)線箱，引至電氣豎井樓層的集線器，通過集線配線至各戶。住宅每戶按2對(duì)電話線設(shè)計(jì)。電話干線采用HYA型大對(duì)數(shù)電話電纜，電話支線采用HVV型電話電纜。

4.9 信息引導(dǎo)及發(fā)布系統(tǒng)

系統(tǒng)可向住戶或來訪者提供告知、信息發(fā)布和演示等功能。系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理主機(jī)、流媒體服務(wù)器（與其他智能化系統(tǒng)共用）、管理服務(wù)器（與其他智能化系統(tǒng)共用）、網(wǎng)絡(luò)播放器、LCD屏幕、LED戶外大屏幕等。

4.10 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)采用直接數(shù)字控制技術(shù)，對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)、雨水回收利用系統(tǒng)、地下車庫通風(fēng)系統(tǒng)、車庫照明系統(tǒng)、景觀照明、電梯、柴油發(fā)電機(jī)組等進(jìn)行監(jiān)視及節(jié)能控制。系統(tǒng)監(jiān)控室設(shè)在一層，與消防控制室合用。系統(tǒng)具有設(shè)備的手/自動(dòng)狀態(tài)監(jiān)視、啟停控制、運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、溫度監(jiān)測(cè)、控制及實(shí)現(xiàn)相關(guān)的各種邏輯控制關(guān)系功能。系統(tǒng)具備系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、用戶工作站、現(xiàn)場(chǎng)直接數(shù)字控制器（DDC）、各種閥門及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件。系統(tǒng)軟件配置有操作系統(tǒng)、中央站監(jiān)控軟件、控制器監(jiān)控軟件、節(jié)能管理軟件、診斷軟件、應(yīng)用編程軟件包。系統(tǒng)平臺(tái)具備網(wǎng)絡(luò)管理，標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，遠(yuǎn)程通訊管理。

4.11 建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（圖2）

本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用分層分布式實(shí)現(xiàn)：站控管理層、通訊層及設(shè)備層。站控管理層的硬件部分包括1臺(tái)工業(yè)級(jí)監(jiān)控主機(jī)、顯示器、UPS及相應(yīng)的輔助設(shè)備（UPS為監(jiān)控中心各系統(tǒng)主機(jī)共用）；通訊層包括工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、數(shù)據(jù)采集器；設(shè)備層主要是用來監(jiān)測(cè)和采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的儀表設(shè)備。軟件部分負(fù)責(zé)采集各儀表上傳的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)整合、控制命令發(fā)送、存儲(chǔ)及整體組態(tài)工作。系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口對(duì)其他智能化系統(tǒng)開放，可供其他智能化系統(tǒng)調(diào)用并分析。數(shù)據(jù)接口還可提供用于軟件系統(tǒng)的二次開發(fā)。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)小區(qū)建筑能耗的分項(xiàng)計(jì)量、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)處理、顯示存儲(chǔ)、能耗分析、設(shè)備管理等。

圖2 建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4.12 氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由溫濕度計(jì)、太陽能輻照儀、風(fēng)向儀、風(fēng)速儀等設(shè)備組成，安裝于3#住宅樓屋面，安裝時(shí)做好設(shè)備防雷接地措施，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、太陽輻射強(qiáng)度、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)信息，能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映小區(qū)內(nèi)氣象狀況及變化規(guī)律，為住戶開窗通風(fēng)、關(guān)窗保暖、出行防曬及避風(fēng)避雨等行為決策提供參考。

4.13 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)720P高清監(jiān)控系統(tǒng)，攝像機(jī)、存儲(chǔ)及顯示等均采用高清設(shè)備。系統(tǒng)在3#樓一層設(shè)置監(jiān)控室，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列、高清解碼器、監(jiān)控電視墻、監(jiān)視器、網(wǎng)絡(luò)控制鍵盤、視頻管理工作站、打印機(jī)等設(shè)備。高清解碼器接受多個(gè)攝像點(diǎn)信號(hào)輸入，定時(shí)自動(dòng)輪換（1～30s）輸出監(jiān)控信號(hào)，也可通過網(wǎng)絡(luò)控制鍵盤手動(dòng)任選一個(gè)攝像機(jī)的畫面跟蹤監(jiān)視、打印。視頻圖像同時(shí)顯示攝像機(jī)編號(hào)、位置、日期及時(shí)間等。攝像機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)型攝像機(jī)，根據(jù)不同部位選擇半球形攝像機(jī)、紅外固定攝像機(jī)及快速球形攝像機(jī)等不同攝像機(jī)。

本系統(tǒng)中央控制屏提供24h監(jiān)視，所有監(jiān)視器可選擇顯示系統(tǒng)中任一攝像機(jī)攝取的畫面；通過選擇切換式固定顯示任一畫面，可將任一攝像機(jī)畫面在任一監(jiān)視器上顯示；可編程循環(huán)顯示所有攝像機(jī)畫面，也可有選擇地顯示其中一個(gè)或更多的攝像機(jī)畫面，可調(diào)整循環(huán)攝像機(jī)中每個(gè)畫面的顯示時(shí)間；視頻窗口顯示活動(dòng)畫面可在屏幕上按比例縮放和移動(dòng)，以避免干擾重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)視可實(shí)現(xiàn)任何攝像機(jī)上、下、左、右的移動(dòng)，多窗口系統(tǒng)與報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

4.14 出入口控制系統(tǒng)

門口單元主機(jī)設(shè)于二層、地下一層、地下二層入口處，各層電源裝置配電源箱安裝在豎井內(nèi)，住戶通過刷卡開啟門鎖。

4.15 電子巡查系統(tǒng)

系統(tǒng)由巡更棒、傳輸器、紐扣式巡更站、紐扣式人名紐、計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成。巡更人員手持巡更棒依順序逐點(diǎn)讀取感應(yīng)物內(nèi)碼，每次讀卡自動(dòng)加上當(dāng)時(shí)的時(shí)間，回到監(jiān)控機(jī)房在巡更管理電腦上一次寫入管理系統(tǒng)（不可修改）并可列表打印。系統(tǒng)可隨時(shí)隨地根據(jù)需要設(shè)置巡更點(diǎn)及巡更路線。

4.16 訪客對(duì)講系統(tǒng)

棟樓設(shè)一套網(wǎng)絡(luò)全數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)，系統(tǒng)除具備分機(jī)與分機(jī)對(duì)講、分機(jī)與單元主機(jī)對(duì)講、分機(jī)與聯(lián)網(wǎng)主機(jī)對(duì)講及分機(jī)、聯(lián)網(wǎng)管理主機(jī)控制單元電鎖開鎖等基本功能外，可視對(duì)講室內(nèi)分機(jī)具備安防防區(qū)接入功能。門口單元主機(jī)設(shè)于一層、地下一層、地下二層入口處，各層電源裝置配電源箱安裝在豎井內(nèi)，每戶設(shè)有掛墻式可視對(duì)講室內(nèi)分機(jī)，住戶通過分機(jī)與來訪者通話并開啟門鎖。樓棟與其它各樓棟門口單元主機(jī)、戶內(nèi)分機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)成為聯(lián)網(wǎng)型全數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)，系統(tǒng)管理主機(jī)及工作站設(shè)在3#樓一層監(jiān)控室。讀卡器型門禁系統(tǒng)設(shè)置于二層電梯前室及園區(qū)室外次入口，門禁控制器設(shè)置于單元電井內(nèi)。

4.17 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)

系統(tǒng)帶收費(fèi)及圖像對(duì)比、可感應(yīng)遠(yuǎn)近距離讀卡、防砸車、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)顯示、出卡機(jī)有中文提示、自動(dòng)打印收據(jù)、出入柵門自動(dòng)控制等功能。系統(tǒng)設(shè)固定攝像機(jī)，在任何情況下應(yīng)能清晰地?cái)z取所通過車輛的牌號(hào)和駕駛員容貌，其圖像通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)分三路輸出：一路送至監(jiān)控中心；一路送收費(fèi)管理用監(jiān)視器，供工作人員了解收費(fèi)口工作情況；一路受分控室計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)與收費(fèi)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)車輛進(jìn)入或駛出收費(fèi)口等，收費(fèi)系統(tǒng)向控制計(jì)算機(jī)發(fā)出編號(hào)指令，計(jì)算機(jī)將控制錄像機(jī)自動(dòng)錄下該車的牌號(hào)和正在使用收費(fèi)機(jī)人員的圖像。系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)口處擋車桿停止放行車輛。同時(shí)，出口處擋車桿自動(dòng)抬起放行車輛。

4.18 監(jiān)控機(jī)房設(shè)計(jì)

監(jiān)控室機(jī)房設(shè)于3#樓一層，按《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50174機(jī)房分級(jí)的C級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)。機(jī)房地面設(shè)置防靜電地板；所有墻面、地面、天花板均做防塵防潮處理；吊頂采用微孔吸音吊頂，墻面采用刮膩?zhàn)雍笏⑷槟z漆墻面。機(jī)房空調(diào)嚴(yán)格控制機(jī)房溫濕度，保護(hù)設(shè)備使用壽命。機(jī)房UPS電源，為雙路電源供電，設(shè)置1臺(tái)40kVA的UPS電源，按30min時(shí)間配置相應(yīng)容量電池。

4.19 電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

室外電子信息設(shè)備設(shè)置防雷及防浪涌保護(hù)措施。電子信息系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備的金屬外殼、各類金屬管（槽）和構(gòu)件等進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)并接地。建筑物電子信息系統(tǒng)防雷嚴(yán)格遵守國(guó)家及地方現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

5 結(jié)語

本文根據(jù)對(duì)具體智慧小區(qū)的需求分析、功能確定，對(duì)廣西某智慧小區(qū)建設(shè)進(jìn)行技術(shù)篩選，編制了該小區(qū)的技術(shù)解決方案，并用于工程實(shí)施。實(shí)施應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)解決方案可滿足該小區(qū)的具體需求，獲得了良好的用戶體驗(yàn)，對(duì)廣西今后智慧小區(qū)的建設(shè)具有重要的參考意義。