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智能住宅與住宅小區智能化系統弱電設計探討
“智能住宅與住宅小區智能化系統”是近年來新興的高新技術在住宅建設中的應用，它起步時間短、發展速度快，許多技術應有相關的國家標準或規范，1999年12月10日建設部頒布了《全國住宅小區智能化系統示范工程建設要點與技術導則》(試行稿)，以下簡稱為《要點與導則》，它對我國住宅產業的發展具有指導性意義。
在設計和建設中應注意二點。其一，必須考慮我國的“國情、國力；民情、民力”，從實際出發，掌握標準，控制造價。“住宅小區智能化系統”其投資標準按占住宅投資額的百分比來控制。一星(普及型)占0.5～1.5%；二星(提高型)占1.5～2.0％；三星(超前型)占2.0～3.0%。其二；必須堅持“十六字”方針，即“技術先進、經濟合理，安全、實用、兼容、拓展。”本文重點計論“家庭智能化系統”弱電設計相關問題，作為交流。“智能住宅”設計中一般應配置“強電終端箱”和“弱電終端箱”。強電終端箱主要是保護家庭電氣設備的安全運行，可設過載、短路和漏電保護的小型斷路器。而弱電終端箱則是承擔“智能住宅”多項弱電功能的集成。系統功能模塊化設計，采用總線地址碼和星型拓樸相結合的網絡布線，系統配置和施工靈活、方便。這些模塊能實現“21世紀智能型小康住宅”的功能要求，我們稱此弱電終端箱為住宅21C智控箱，產品取得國家專利申請號：99254764.4，箱的外形尺寸(單元米)350(寬)×400(高)×180(厚)，每住戶單元配置一套，嵌墻暗設。
1. 智控箱功能組成
21C智控箱內部各功能模塊通過總線方式連接，經電話線，CAN現場總線、CATV線路、小區局域網與外部聯網。21C智控箱通過電話接口模塊輸入命令，傳輸數據和管理其余各功能模塊，從而協調整個系統工作，實現智能住宅的功能要求。
1.1 通信單元
● 電話接口模塊
家庭通信網絡是經電話接口模塊，通過電話線路和現場總線接口雙向傳輸語音信號和數據信號，如防災報警、家用電器異地控制、門口可視對講、三表數據傳輸、報警模式設置等。
● CATV射頻分配模塊
有線電視通過CATV射頻分配模塊分配射頻信號，從而使多臺電視設備可以同時掛接到CATV網上。
●CAN現場總線組成小區通信網絡完成報警信息、呼叫信息、三表數據及小區設備等統一管理。
1.2設備控制單元
●三表數據采集模塊
住宅水、電、煤氣三表自動抄表系統是通過脈沖式傳感器信號接口，將采集到三表數據通過電話接口模塊或CAN現場總線傳輸到小區物業管理中心的抄表主機，經脈沖數與度數轉換記錄、打印用戶水、電、煤氣的使用量，并可與銀行聯網結算。采集數據自動保存，并具有掉電保護功能。整個采集傳送過程無需人工干預，避免了入戶抄表。本系統配有8路脈沖的計量接口，為住戶增設凈水、熱水等功能，提供擴展余地。
●家用電器設備控制模塊
通過總線制地址編碼方式，按照預先設定程序可對空調、電飯鍋、電熱水器等家用電器通過本地或異地電話，使其即時啟閉，一般提供8付DI、DO接口。用戶需要可擴展。在需要控制的家用電器設備附近宜預留控制接口接線盒。
●事故應急控制功能
設該功能的目的是為了確保住宅用戶的安全。當發生火災時，探測器信號經該控制模塊轉換，其輸出接點控制強電終端箱內主開關的分勵輔助開關，使其切斷家庭總電源。高層住宅火災報警情況下可自動開啟樓梯門鎖。當發生煤氣泄漏事故時，可采用集中報警、區域報警，或分散報警形式。后者，通過輸出觸點控制專用的防爆控制器關閉防爆煤氣電磁閥。
此套裝置應由專業單位研究開發，本系統僅提供接口。《可燃氣體探測器技術要求及試驗方法》按GB15322-94；《家用可燃氣體報警器技術及試驗方法》按GA127-1996規范執行。
●視音頻矩陣切換模塊
通過該模塊在電視機或監視器上可選擇不同的信號源，如VCD、DVD、門口攝像機，在不同的電視機可收聽、觀看統一的節目，并可實現VOD點播及收費電視等，通過該模塊可以使用電視的A/V端口接收門口機信號，它可以代替目前常用的可視對講機上的顯示器。切換操作可通過本地電話機鍵盤或專用遙控器進行。該功能模塊提供三路視音頻輸入，四路視音頻輸出。1.3安全防范單元
●防盜、防災報警模塊
防盜報警模塊基本配置了8個(或16個)可編程報警監控區域，每個防區具有相互獨立的功能，可設置不同的報警等級，并具有多種可編程報警輸出方式，報警模塊通過聯動發出聲光信號。
▲防盜報警模塊
防盜報警的防護區域包括住宅防護和住宅區內域防護。住宅防護可在門上、窗上安裝門磁開關；住宅內區域防護可在客廳、陽臺處安裝紅外探測器；院落別墅住宅可安裝主動紅外對射探測器，以防范非法入侵。
▲防煤氣泄漏報警和控制
設置在廚房內的煤氣探測器用于監視煤氣管道、灶具是否有煤氣泄漏。如有事故發生，可發出聲光報警的同時接通小區物業管理中心，并聯動切斷專用防爆煤氣電磁閥或由管理人員關閉相應閥門，防煤氣泄漏屬24小時防區。
▲防火報警
如住戶需要可在客廳設置感煙感溫復合探測器。對一類居住建筑(高級住宅、十九層及十九層以上的普通住宅)；二類居住建筑(十層至十八層的普能住宅)應按GB50045-95和GB50116-98國家規范執行。
▲緊急呼救按鈕
如遇意外情況(非法入侵、病人救護)下緊急使用，屬24小時防區。按此按鈕，主機將立即發出緊急信號，先發5秒鐘的預報警。如不解除，聲音將轉換成“嘀-嘟”之報警音，同時報警器自動向外撥號，直接撥通所有機內預先設定的電話。(普通電話、自動臺BP機、手機、報警中心)
▲安防模塊工作模式選擇
安防軟件可將探測器分為若干區域，同時賦予每個區域不同的報警級別，戶主可通過設置不同的工作模式，使指定區域在特定情況下報警。設防模式：適用于居室無人，門磁開關、紅外探測器設防。撤防模式：適用于居室有人，門磁開關設防、紅外探測器撤防。在家保護模式：當住戶入睡后，可設置“在家保護模式”安保系統可通過本地電話鍵盤或異地電話來設定。
▲異地電話遙控的設防
操作時要求輸入有效的操作密碼，以防它人誤操作。
▲電話搶撥
系統在無警情時電話線與電話機相連，電話機可正常使用；有警情時報警器自動搶占電話線，實現報警優先。
▲多種報警通信格式兼容
應用集中報警系統時，報警器能提供：4+2碼及Contact ID碼等多種通信格式，以便于世界知名的報警中心控制器(如C&K、ADEMCO、DSCFBI等)兼容，以擴大產品的兼容性。
●可視對講設備
可視對講系統設可視對講門口機和可視對講用戶機。門口機安裝在每單元電控門上，配鍵盤、喇叭、彩色(黑白)攝像機、電控鎖，從而可以實現雙向對講和起到監視作用。可視對講用戶機由電話控制模塊、電話機、電視機的A/V端口組成，在確認訪客的身份后可通過電話鍵盤開啟電控鎖。可視對講系統通過電話控制模塊和視音頻切換模塊綜合來實現。以上功能模塊設在每單元住戶的21C智控箱內。其操作、設定、應用另參見本研究所隨機配套的《使用說明手冊》。
2 管理中心設施功能
●報警、監控
通過設在小區管理中心的中央監控電腦，對整個住宅小區住戶進行集中管理；高層住宅在每幢住宅電梯廳均設攝像機，管理中心配錄像機、顯示器、打印機等，可實現報警與電視監控聯動功能。保安人員根據接警單上指示的住戶地址出警，并可及時與住戶聯系。
●抄表主機
將從住戶處采集的三表數據傳送至管理中心抄表主機，經電腦軟件將傳送的數據進行統計、換算、記錄、打印，供查閱和聯網付費。
●背景音響
提供住宅區內小區廣場、中心綠地等公共活動場所的背景音樂，會議廣播、公共通知、科普宣傳等功能，當火災及其他緊急事件發生時，可切換至火警或緊急廣播。
●周界防范
住宅區周界圍墻安裝主動紅外對射探測器，夜間與周界探照燈聯動，報警時探照燈自動開啟，在主要通道設攝像機與閉路監控系統聯動實施24小時錄像。
●衛星接收機
衛星電視接收的是調頻圖像信號，須經過調制器才能與CATV聯網，它可接收“亞衛一號”、“百合花”、“太平洋衛星”等多種頻道信號的電視節目。
●巡更系統
通過總線方式用一根4芯UTP把各巡點的信號傳送回管理中心，或者用無線方式來實現。
●道路照明光控裝置
根據環境自然光亮度和使用要求，采用智能開關方式或定時自動控制方式，實現道路照明及環境燈光的自控。
●物業管理中心系統(MCS)
MCS的基本配置
▲MCS中央管理工作站
▲MCS監控與管理軟件
▲OLE/CGI公共接口網關軟件
▲電話調制解調器
▲彩色打印機
物業管理系統中各智能節點通過現場總線、住宅小區局域網、互聯網系統實現計算機網上信息查詢、電子郵件、網上醫院、教育、娛樂、設備故障維修等物業管理自動化功能。
《要點與導則》要求，對小區內給排水、變配電、車庫、電梯等集中管理、監控。
●信息網絡子系統
信息網絡子系統提供小區信息傳輸通道。
▲一星級要求：可采用多種布線，但要科學合理、經濟實用。
▲二星、三星級要求：建立通達每戶的小區寬帶數據接入網。網絡形式可采用下列類型之一或其組合。用光纜同軸網(HFC)；FTTX(X可為B、F、H即光纖到樓棟、光纖到樓層、光纖到戶；高速數字用戶環路或其他形式的數據網絡。)在正發展中先進有線電視網是采用HFC(光纖/同軸電纜混合)網，在此網上除傳播常規的電視信號外，還可以進行高速的數據傳輸，能實現圖像、數據和語音“三網合一”，建立在HFC
網上的智能住宅小區能實現先進的綜合服務網功能。
結構化布線
采用PDS配線架完成樓層配線架(IDF)與主配線架(MDF)進行交叉連接(跳接)，構成終端設備對內或對外傳輸信號的連接線路。通過PDS配線架可完成21C智控箱、21C/J交接箱與小區管理中心的連接與跳接及21C智控箱與外圍設備的連接與跳接。通過CAN現場總線可使21C智控箱與小區控制中心建立通信，組成智能網絡系統。 |
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