1 智能小區(qū)的智能化現(xiàn)狀及主系統(tǒng)控制方式

1.1.1 當(dāng)前智能小區(qū)的智能化現(xiàn)狀

長期以來， 智能化小區(qū)門禁系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、三表遠(yuǎn)抄系統(tǒng)、住戶報警系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等均采用RS485總線聯(lián)網(wǎng)， 各系統(tǒng)都是獨立存在， 每個系統(tǒng)都要使用極大量總線， 而且各系統(tǒng)間互相不連接， 各用各的聯(lián)網(wǎng)線。如果小區(qū)較大， 則聯(lián)網(wǎng)線就較長， 網(wǎng)絡(luò)重復(fù)布線， 不能共用， 不但造成投資較大， 而且受雷電影響較嚴(yán)重， 故障率較高。另外， 此種聯(lián)網(wǎng)方式受距離限制， 最長線長僅為1000米，對于大中型社區(qū)來說， 滿足不了需求， 還不得不采用一些補救措施， 直接的結(jié)果就是存在信號損失過大、不穩(wěn)定等弊端。受網(wǎng)絡(luò)的拓補結(jié)構(gòu)的限制（不能采用星型或網(wǎng)型結(jié)構(gòu)）， 同時因為是有線聯(lián)結(jié)， 即使埋在地下， 所受環(huán)境影響和雷電的影響也很嚴(yán)重。

1.1.2 當(dāng)前智能小區(qū)的主系統(tǒng)控制方式

我們在這里以門禁系統(tǒng)為例， 說明當(dāng)前智能小區(qū)的主系統(tǒng)控制方式。

一直以來， 對于現(xiàn)代住宅智能小區(qū)， 門禁系統(tǒng)的做法如下：

在每棟樓的每個單元門的以講機里放置一個讀卡器（或?qū)⒆x卡器單獨放置）， 該讀卡器里帶有存儲器。業(yè)主被給予一門卡， 并授權(quán)該門卡可以打開該業(yè)主所居住單元門鎖， 且此卡號已被保存到監(jiān)控室放置的一臺計算機里。計算機將該授權(quán)信息傳遞到讀卡器里， 并保存在讀卡器中。業(yè)主持門卡開門時， 讀卡器即可判斷此卡是否有效。并且每次使用該門卡開門時， 讀卡器都會將此次開門信息傳給監(jiān)控室放置的計算機， 計算機可以記錄每張門卡的使用記錄。這種系統(tǒng)使金屬鑰匙可被授權(quán)的智能卡取代， 使機械門鎖被讀卡器和電控鎖取代， 通過單元控制電路加以控制， 并通過網(wǎng)絡(luò)化通信方法實行后臺的權(quán)限設(shè)定和監(jiān)控管理。門禁系統(tǒng)的優(yōu)越性很明顯， 它使得權(quán)限的控制非常靈活， 智能卡的授權(quán)可以實現(xiàn)多個門禁的一卡通， 也可以限制卡的權(quán)限時段， 或在人員變動或卡丟失的情況下調(diào)整或取消卡的權(quán)限， 不必更換門鎖。RFID世界網(wǎng)發(fā)布。例如， 對于物業(yè)管理人員及保安的權(quán)限可以設(shè)置的較高， 可以一卡開多門; 而對于保潔人員則可以限時進樓等。均由小區(qū)管理部門實行集中的授權(quán)管理。

RS485總線將所有讀卡器聯(lián)網(wǎng)， 總線要求將所要連接的設(shè)備一條線并聯(lián)， 星型連接一般不被允許。如果建設(shè)大型智能小區(qū)， 則總線長度過長， 造成信號不穩(wěn)定， 損失過大。傳統(tǒng)布線方式最大的弊端及難以解決的問題是雷擊問題。即使線埋地下也很難避免遭受雷擊破壞。如被破壞， 就使一條線上的所有讀卡器模塊都被燒毀， 毀壞一片， 有的攝像機也被燒毀。損失巨大， 延誤工期。

2 無線傳輸在智能小區(qū)系統(tǒng)中的實現(xiàn)

2.1.1 Z igBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

ZigBee是國際通用的新一代無線通訊技術(shù)。名字來源于蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發(fā)現(xiàn)食物的信息。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 主要用于近距離無線連接。采用ZigBee技術(shù)， 這是由其主要技術(shù)優(yōu)勢決定的： 數(shù)據(jù)傳輸速率低， 專注于低傳輸應(yīng)用;

功耗低： 在休眠狀態(tài)下耗電量僅僅只有1LW， 通信距離短的情況下工作狀態(tài)的耗電為30mW， 在低耗電待機模式下， 兩節(jié)普通5號干電池可使用6個月到2年。這也是Z igBee技術(shù)的獨特優(yōu)勢; 成本低： Z igBee數(shù)據(jù)傳輸速率低， 協(xié)議簡單， 所以大大降低了成本， 且免收專利費; 網(wǎng)絡(luò)容量大： 每個ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個設(shè)備。每個Z igBee網(wǎng)絡(luò)最多可支持65000個節(jié)點， 也就是說每個ZigBee節(jié)點可以與數(shù)萬節(jié)點相連接;時延短： 通常時延都在15毫秒至30毫秒之間; 有效范圍?。?有效覆蓋范圍10~ 75米之間， 具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定。但是可以擴展到數(shù)百米， 具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定， 基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。

2.1.2 子系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

以門禁系統(tǒng)為例， 說明智能小區(qū)的無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式。門禁系統(tǒng)包括主控設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊（簡稱無線模塊）、管理PC機、智能卡、讀卡器、電控門（鎖）等組成。系統(tǒng)包括傳感節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點。大量的節(jié)點（傳感節(jié)點）部署在小區(qū)內(nèi)， 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。采用ZigBee技術(shù)， 在每棟樓或每個單元放置一個ZigBee模塊，監(jiān)控室再放一個Z igBee模塊， 形成星型網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)。這樣， 不僅節(jié)約總線成本， 而且模塊本身具有路由功能， 提高了信號的穩(wěn)定性， 防雷性能好， 避免了進一步的損失。

傳感節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)， 以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器， 經(jīng)過多級傳輸后路由到網(wǎng)關(guān)節(jié)點， 最后可通過互聯(lián)網(wǎng)（ IP /TCP）或其他移動網(wǎng)絡(luò)到達監(jiān)控中心。因為有很多節(jié)點， 所以有多個冗余的通信路徑。若正在使用的路徑中斷， 該網(wǎng)絡(luò)將自動選擇另一條路徑維持正常通信。在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中， 當(dāng)節(jié)點的數(shù)目很多時， 新加入的節(jié)點能夠與相鄰節(jié)點進行通信。節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)后， 這些節(jié)點就會與目的節(jié)點之間生成路徑， 節(jié)點本身就能夠建立路由。發(fā)送信息、接收信息后并進行轉(zhuǎn)發(fā)， 這個過程會在從初始節(jié)點到目的節(jié)點之間的各個節(jié)點之間逐個節(jié)點的重復(fù)下去， 直到信息到達目的節(jié)點。目的節(jié)點要向初始節(jié)點返回確認(rèn)信息表示信息已接收。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布圖

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布如圖1。主控設(shè)備是門禁系統(tǒng)的中心部件， 通過無線傳輸模塊與計算機通信， 下載用戶卡號并上傳讀卡信息等。該系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計在硬件方面分為單片機端和PC 機端兩部分。單片機主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理， 并且接收PC機傳送過來的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)以Visua lC為前臺開發(fā)工具， 主要包括智能卡管理、業(yè)主管理、消息管理等模塊組成。系統(tǒng)的PC機可實現(xiàn)實時監(jiān)控， 系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫選用了SQL Server。業(yè)主刷卡后， 單片機端接收到用戶信息， 把這些信息存放在存儲器中。發(fā)送端把存儲器中的用戶信息發(fā)出， 接收端接收到信息后， 并不是即時將信息接收， 而是要考察網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)， 并將接受到的信息和發(fā)送方設(shè)備信息存儲在存儲器中。如網(wǎng)絡(luò)空閑， 并且發(fā)送方是有效的發(fā)送設(shè)備， 那么接收方接收信息， 向發(fā)送端返回消息，表示成功接收， 并將這些信息再發(fā)送出去， 直到送至目的控制器， 同時發(fā)送端在接收到返回消息后將其存儲器中相應(yīng)的信息擦除。如果發(fā)送方是無效的發(fā)送設(shè)備， 則接收方不接收信息。

3 結(jié) 語

建筑市場蓬勃發(fā)展， 智能小區(qū)層出不窮， 只要需要智能建筑的地方， 就會需要無線通信技術(shù)。Z igBee是當(dāng)前最適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù)。我們應(yīng)用的是針對Z igBee的特點， 結(jié)合建筑市場， 對智能小區(qū)做智能建筑的改革和創(chuàng)新， 主要達到節(jié)省開支， 提升抗干擾能力， 同時也減少雷電對智能化系統(tǒng)的破壞的作用。相信憑借其主要的技術(shù)優(yōu)勢， 采用Z igBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)將成為小區(qū)智能化的主要聯(lián)網(wǎng)形式。