基于物聯網的智能化小區系統設計研究分析

文/陳蔣科 浙江大有實業有限公司杭州科技發展分公司 浙江杭州 310000

李精華 凌源市經濟和信息化局 遼寧凌源 122500

伴隨物聯網技術的不斷發展及日益更新，智能化小區已經逐漸走進人們的生活中，對人們的生活環境已經起到一定的影響作用。無論國內還是國外在智能化小區方面都已經開始加大力度進行研究，使得智能化小區在未來具有廣闊的發展空間。智能化小區使用互聯網與物聯網進行數據通信、進行優化的綜合布線形式、與多媒體設備進行相鏈接、能夠實現對相應的設備的自動控制，將整個小區內的電子設備整合成一個整體，實現對小區整體智能化的管理，提高整個小區居民的生活環境及安全舒適度。

1、物聯網技術

物聯網技術的核心技術及技術基礎仍然是原有的互聯網技術，主要是在互聯網技術的基礎上對相應的技術進行了深度的挖掘和延伸擴展，將傳感器技術的融合形成了一種具有新理念的網絡技術。物聯網技術的能夠世界上任何的物理分配一個地址然后將物與物之間通過相關的技術進行連接形成一個整體，實現連接體之間的數據傳遞信息共享和交流。所以物聯網技術的定義是通過已有的射頻識別技術即RFID、傳感器設備、通信設備等按照一定的約束協議將事物與網絡進行對接，實現各物體之間數據溝通信息交流，賦予物體生命的跡象，從而實現了具有物體感知外接信號、實現數據之間的傳遞和交流、對所有物體之間進行智能化的管理和控制的綜合性網絡技術。

2、物聯網技術的網絡結構

物聯網技術的網絡結構主要分為三個層次：感知層感知是對事物的感知能力的一個重要組成部分，網絡層通過二維碼和RFID和傳感器實現網絡數據傳輸的實現之間的循環數據傳輸通過現有的成熟的互聯網和通信網；應用層即智能處理應用技術部分通過云計算和數據的深入挖掘以及中間件技術等實現對事物體的自動控制和智能化管理。在物聯網技術體系結構的表現上公認的主要是這個三個層，最下端為感知層，中間為網絡層，最上端為應用層。

感知層是整個物聯網體系中的―四肢及五官‖，是對外界物體實現識別功能以及信息的采集，設備主要包括二維碼、二維碼識別器、RFID標簽及RFID讀寫器、數字網絡攝像頭等，功能主要體現在對外界事物的識別及信息的采集，與人體的感知器官具有相似的功能作用。

網絡層是整個物聯網的―中樞傳輸神經系統，是對物聯網體系中的數據進行傳輸的重要部分，網絡層的數據傳輸通道主要是包括移動互聯、互聯網網絡以及通信與互聯網的融合網絡等，功能主要是體現在對感知層獲取的數據信息進行傳遞，與人體的中樞神經傳輸系統相似的功能作用。

應用層是整個物聯網體系中的―社會分工‖，使用底層技術實現在行業中的應用，針對行業的市場要求設計符合行業應用需要的智能化產品，能夠將行業經驗與技術完美的結合，進行深入技術挖掘和領域創新，實現各行各業都用具自己專有利于的智能化應用，在一個應該用整體進行細化分割，再將分割的技術通過物聯網技術整合成一個整體，實現所謂的―社會分工與現有社會行業具有異曲同工之妙。

3、ZigBee無線通信技術

ZigBee短距離無線通信技術主要用于距離短、功耗低的應用場景進行設備之間數據的傳輸溝通，而且還能夠適應要求具有一定周期規律的數據交互、間隔方式數據交互的場所環境應用。ZigBee具有蜂窩狀網絡形態，實現節點設備之間數據及時準確的互相傳輸。ZigBee無線通信網絡是通過網絡中唯一的協調器實現網絡內數據的集結匯總，路由節點作為中繼節點與網絡中的路由器能夠實現網絡擴充而且路由節點也能夠實現數據的采集，終端節點用于場景的最前端實現對數據的采集，數據采集傳輸終點都是匯聚到網絡中唯一的協調器節點上再通過協調器傳送給控制器。整個在ZigBee網絡使用中有一點是特別重要的，與編寫程序一樣，都有唯一的入口點主函數，同一個網絡中要求有且僅有一個協調器設備，但是可以擁有多個甚至理論范圍內所有的路由節點設備及終端節點設備。

4、系統硬件整體架構

基于物聯網的智能化小區系統是用于實現對小區的智能化管理與智能化建設，提高小區物業的科學化管理，更好地為小區業主服務。智能化小區管理系統主要包括物業管理模塊、照明系統智能化控制模塊、視頻監控模塊、物業工作人員定位模塊、門禁智能控制模塊、小區綠化灌溉模塊、對于家居天然氣濃度煙霧濃度房屋漏水等智能檢測模塊、報警模塊，多個模塊的組合成為一個整體用于實現小區的智能化體系。

本研究方案之間的通信采用的是以太網，這樣使得整個系統模塊之間形成了一個整體，模塊的傳輸使用自定義的私有協議進行數據傳輸，定義特有數據包和頭，并使用自定義的加密方式，對發送的數據進行數據加密，每隔三十秒傳輸一次，在物業管理中心平臺進行數據的接收，同時判斷私有協議的包頭和尾是否正確，同時根據加密的密鑰進行相應的解密操作，將數據存儲到數據庫內，平臺上五秒鐘自動刷新一次，從而實現數據的實時監測顯示。對于數據斷電備份的方案采用異地容災備份方案，確保采集端發送的實時數據能夠在物業管理系統上實時監測顯示。

本系統的基本思想是通過科學技術手段將小區內各個結構單元的電子設備獨立系統進行深度集成后形成一個整體，通過綜合部署線路的方式將所有設備連接在一起，實現小區內所有公共設備及特有設備的智能化監控管理的結合體。建設智能化小區系統的宗旨是為業主居住小區提供安全可靠、舒適便捷、節能可持續發展的良好生活環境進行服務，業主及物業管理部門都能夠得到一定的保障，提高物業的管理效率及工作質量。

5、智能化小區管理系統軟件設計

軟件系統是整個系統的內在，是將深度集成的智能化小區設備連接成一個整體進行工作的大腦，系統的整體運轉都是靠軟件系統進行支配的。智能化小區系統的軟件系統主要包括物業綜合管理系統、視頻監控系統、照明控制系統、物業工作人員定位系統、門禁智能控制系統、小區綠化灌溉系統、家居監控系統、報警系統幾個部分組成，程序設計時與硬件系統模塊相似，采用模塊化的設計理念。

結論：

伴隨我國科技的不斷創新及發展，物聯網技術的作為重要研究技術之一，使其附屬領域得到又一輪強有力的發展機遇，基于物聯網的智能化小區系統能夠實現預計的功能要求和性能要求，能夠提升小區住宅智能化管理與服務水平，豐富了現有智能化小區系統的技術含量及功能應用，使智能化小區能夠從真正意義上成為智慧城市的一個點，然后將各個點之間連接成面最后實現智慧城市。