物聯(lián)網(wǎng)時代小區(qū)智能化系統(tǒng)設計研究
李 惟
(長安大學電子與控制工程學院，陜西 西安 710062)

摘要：智能化系統(tǒng)是由現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、行業(yè)技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用的智能集合。近年興起的智能化住宅小區(qū)便是這一高科技手段對日常生活產(chǎn)生革命性影響的一個典型案例。提出了五個智能化小區(qū)技術方案選擇原則，并以寶雞干體所為例進行了方案設計。該智能化小區(qū)設計方案包含多個智能化子系統(tǒng)，并通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各系統(tǒng)的銜接與整合，最終達到集成化的目的。智能化小區(qū)既能提升生活、物業(yè)管理水平，同時達到節(jié)能環(huán)保的目的，變革了傳統(tǒng)的住宅模式?？梢哉f，智能住宅小區(qū)必將成為未來住宅區(qū)的主要發(fā)展趨勢。
關鍵詞：智能化系統(tǒng)；智能住宅小區(qū)；物聯(lián)網(wǎng)；子系統(tǒng)集成；節(jié)能環(huán)保

0 引言
    隨著我國科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)廠房、高級民用住宅小區(qū)、賓館飯店、商業(yè)大廈、超市、辦公大樓等智能化建筑和建筑群體在全國隨處可見。智能化建筑的發(fā)展，也使智能小區(qū)成為現(xiàn)在社會的一個焦點。智能小區(qū)是采用科技產(chǎn)品提升傳統(tǒng)的住宅服務功能。智能小區(qū)與公共建筑中的智能建筑不同的是，它強調(diào)住宅單元個體，側(cè)重物業(yè)管理功能。智能小區(qū)同時也應用物聯(lián)網(wǎng)技術進行聯(lián)系，智能小區(qū)的發(fā)展也將促進物聯(lián)網(wǎng)技術的大力發(fā)展。

1 智能小區(qū)的系統(tǒng)集成
    智能化系統(tǒng)集成，是現(xiàn)代建筑技術和先進的智能化技術的完美結(jié)合，也是計算機通信和自動化控制技術的進步和互相滲透的結(jié)果。它通過對建筑物的四個基本要素——結(jié)構、系統(tǒng)、服務和管理，應用物聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)系，以最優(yōu)化的設計，提供一個合理又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。它的特點就在于采用多元信息傳輸，監(jiān)控、管理以及一體化集成等一系列高新計術，通過綜合配置建筑物內(nèi)的各功能子系統(tǒng)，以結(jié)構化綜合布線系統(tǒng)為基礎，以計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)為橋梁，將建筑物內(nèi)的設備自控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、商業(yè)管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)以及智能卡系統(tǒng)、多媒體音像系統(tǒng)集成為一體化的綜合計算機管理系統(tǒng)，對建筑物內(nèi)部實施全面的管理、監(jiān)視和控制。
對智能小區(qū)所包含的各個系統(tǒng)進行分類和歸納，可以具體劃分為以下幾類：
1．1 樓宇自控系統(tǒng)
    樓宇自控系統(tǒng)由管理主機、執(zhí)行機構、各類傳感器及傳輸線纜組成，主要是對樓宇或小區(qū)內(nèi)的機電設備實現(xiàn)自控控制。樓宇自控系統(tǒng)以計算機控制、管理為核心，用各類傳感器進行檢測，利用各種相應的執(zhí)行機構，對區(qū)內(nèi)的供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明、電梯、給排水、噴淋、灌溉等各種設備進行統(tǒng)一集中的控制和管理。實行分散控制、集中管理，起到節(jié)能，減少維護人員，延長設備使用壽命的作用。
1．2 綜合布線系統(tǒng)
    智能建筑、智能小區(qū)的興起，使網(wǎng)絡基礎設施——綜合布線系統(tǒng)也變得越來越關鍵。綜合布線是整個智能系統(tǒng)的基礎部分，也是伴隨著智能建筑、智能小區(qū)土建施工同時建設的。智能建筑、智能小區(qū)基礎是寬帶通訊網(wǎng)。并且隨著應用系統(tǒng)的發(fā)展及新應用的出現(xiàn)，對通信帶寬的要求也越來越高。
    綜合布線系統(tǒng)作為各種功能子系統(tǒng)傳輸?shù)幕A媒介，同時也是將各功能子系統(tǒng)進行綜合維護，統(tǒng)一管理的媒介和中心，綜合布線為計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、保安監(jiān)控及巡更系統(tǒng)、門禁及消費一卡通系統(tǒng)、停車場自動管理系統(tǒng)、Internet、ISDN電話、IP電話、數(shù)字傳真等通訊系統(tǒng)提供一個性能優(yōu)良的系統(tǒng)平臺。
1．3 智能小區(qū)安防和消防管理系統(tǒng)
    智能小區(qū)安防系統(tǒng)包括家居安防，消防報警和滅火系統(tǒng)，可視對講聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，電子巡防，周界防范系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)。小區(qū)的消防監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示，智能小區(qū)安防系統(tǒng)如圖2所示。

    家居安防中，家庭防盜報警系統(tǒng)是由保安中心管理主機、安防報警器、各類傳感器和傳輸線纜組成。家庭被盜的切入點主要是門和窗，傳感器主要對于家庭重要地點和區(qū)域布防。高品質(zhì)的傳感器能代替?zhèn)鹘y(tǒng)家居中的防盜網(wǎng)，讓業(yè)主生活在更安全、舒適的環(huán)境之中，不再有“牢籠”的感覺。
1．4 計量系統(tǒng)
    遠程智能抄表系統(tǒng)對用戶脈沖計量式水表、電表、燃氣表，通過現(xiàn)場控制器進行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸，在物業(yè)管理中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理，最終實現(xiàn)對遠程儀表的抄收。該系統(tǒng)對納入收費管理的三表進行電子收費管理，提供網(wǎng)上應繳費用的查詢、定期催繳，具有收費的登記、轉(zhuǎn)賬、統(tǒng)計功能，及收費項目、計費方式的變更登記等功能。
1．5 其他系統(tǒng)
    可以建立一卡通系統(tǒng)進行出入和消費。使用公共廣播系統(tǒng)進行業(yè)務宣傳和時事、政策廣播；播送背景音樂；火災事故和突發(fā)性事故的緊急廣播。

2 項目背景
    寶雞干休所小區(qū)位于寶雞市區(qū)，并且緊挨著第三醫(yī)院，小區(qū)總占地18 432 m2，建筑面積約91 380 m2，項目定位“大規(guī)模、高檔、時尚”辦公和商業(yè)及住宅為一體的智能小區(qū)。整個項目擬建設內(nèi)容：干休所2棟樓，1～4層為辦公場所，5～16層為住宅；6棟住宅樓，其中3棟為32層，3棟18層的智能住宅；另外加1棟高層商務酒店(主要功能為軍隊內(nèi)部招待所)。

3 技術方案選擇原則
3．1 技術先進性原則
    寶雞干休所小區(qū)智能化園區(qū)技術方案應采用技術適度超前、系統(tǒng)十分成熟的技術方案和產(chǎn)品，尤其要注意可持續(xù)發(fā)展平臺的建立，運用物聯(lián)網(wǎng)把整個小區(qū)的各個子系統(tǒng)全部連接起來，進行統(tǒng)一集中管理；并且通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。大大體現(xiàn)了小區(qū)智能化、現(xiàn)代化、超前化的特性。
3．2 系統(tǒng)開放與可持續(xù)發(fā)展原則
    本技術方案充分考慮科技發(fā)展前景，國家城市數(shù)字化建設發(fā)展規(guī)劃，為園區(qū)智能系統(tǒng)未來發(fā)展留有足夠的可持續(xù)發(fā)展空間。充分注意采用開放性好、兼容性強的系統(tǒng)和產(chǎn)品，以便在將來需要時，整個系統(tǒng)或個別子項可迅速擴展和升級。
3．3 系統(tǒng)集成原則
    智能園區(qū)系統(tǒng)集成是實現(xiàn)園區(qū)智能控制管理低成本、高可靠性的保證。目前在國內(nèi)上千戶大園區(qū)的智能化工程還鮮有成功的范例。許多公司號稱集成，實際是拼湊，投資風險極大。寶雞干休所智能化園區(qū)的技術方案，運用聯(lián)網(wǎng)技術把每個子系統(tǒng)聯(lián)系起來統(tǒng)一管理，實現(xiàn)系統(tǒng)集成和濃縮。
    (1)建有寶雞干休所智能化園區(qū)集中控制管理集成數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)寶雞干休所智能化園區(qū)控制管理各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、GIS(地理信息系統(tǒng))電子地圖管理；
    (2)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)各智能子系統(tǒng)的分散控制(即保證各智能子系統(tǒng)能夠不依賴管理計算機而獨立控制運行)；
    (3)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)智能化園區(qū)的完全徹底使用功能“一卡通”。
    (4)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)各智能子系統(tǒng)及整體系統(tǒng)安全、可靠、低成本運行。
    (5)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)智能化、生態(tài)化照明，初步實施電子化偽裝技術應用嘗試。
    (6)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)水／地源熱泵采暖、通風系統(tǒng)，實現(xiàn)全軍第一個生態(tài)、智能控制的暖通體系。
    (7)實現(xiàn)寶雞干休所小區(qū)老干樓氧氣、應急呼叫醫(yī)療系統(tǒng)入戶的建設模式，樹立全軍人性化、智能化的示范干休所成功案例。
3．4 簡單實用原則
    本技術方案所選用系統(tǒng)和設備，要求成熟可靠、操作簡單、便于維護，并且維護成本低、有成功應用的范例。其中最重要的原則是：針對業(yè)主使用的設備，必須簡單實用。根據(jù)園區(qū)的業(yè)主具有完全不同的年齡、經(jīng)歷、文化程度、修養(yǎng)等具體情況，采用設備的操作方式完全是簡便式。
3．5 成本合理原則
    本技術方案應充分考慮智能系統(tǒng)的前期投資、日后維護費用之間的關系，尤其是提升智能園區(qū)服務功能、節(jié)能和免維護(維護人力成本)方面的考慮；尋求最佳“性價比”，盡可能降低智能系統(tǒng)的初期投資以及后期的投入。

4 方案設計
    寶雞干休所小區(qū)的智能化系統(tǒng)方案按《智能建筑設計標準》的內(nèi)容進行設計，也是它的升華實施。根據(jù)上述的設計原則進行方案設計。設計后的小區(qū)各系統(tǒng)綜合配套齊全，強調(diào)住宅與系統(tǒng)配套的合理性、實用性、兼容性、可擴展性，提供性價比最優(yōu)化的產(chǎn)品為小區(qū)舒適安全、方便的居住環(huán)境服務。示意圖如圖3所示。

    本次設計體現(xiàn)現(xiàn)代社會的進步和中國智能化發(fā)展，寶雞干休所小區(qū)設計了先進智能化系統(tǒng)，運用現(xiàn)在智能理論和實踐的結(jié)合，把寶雞干休所小區(qū)建設成一個擁有現(xiàn)代化先進水平的智能化小區(qū)，把各個子系統(tǒng)集成管理，并且和外網(wǎng)連接，可以進行遠程監(jiān)控，傳輸和信息共享等。

5 結(jié)論
    根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)下智能小區(qū)的特點，依據(jù)技術方案選擇原則，對寶雞干休所小區(qū)的智能化系統(tǒng)方案進行設計。使該智能化園區(qū)規(guī)劃合理、功能的完善、生活的舒適，并通過現(xiàn)代化的管理手段，將園區(qū)智能化技術融為一體，使之在園區(qū)的物業(yè)管理中，發(fā)揮應有的效率及作用。并可以在此基礎上，借助智能化控制管理手段，依據(jù)不斷完善的園區(qū)管理相關法規(guī)和制度，實現(xiàn)真正意義上的“小政府、大社會”管理模式，實現(xiàn)國家級和軍區(qū)部隊的“智能園區(qū)”示范工程。