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本帖最后由 techbridge 于 2011-11-27 09:55 編輯
1智能小區的智能化現狀及主系統控制方式
1.1.1當前智能小區的智能化現狀
長期以來,智能化小區門禁系統、一卡通系統、周界防范系統、電子巡更系統、三表遠抄系統、住戶報警系統、停車場管理系統等均采用RS485總線聯網,各系統都是獨立存在,每個系統都要使用極大量總線,而且各系統間互相不連接,各用各的聯網線。如果小區較大,則聯網線就較長,網絡重復布線,不能共用,不但造成投資較大,而且受雷電影響較嚴重,故障率較高。另外,此種聯網方式受距離限制,最長線長僅為1000米,對于大中型社區來說,滿足不了需求,還不得不采用一些補救措施,直接的結果就是存在信號損失過大、不穩定等弊端。受網絡的拓補結構的限制(不能采用星型或網型結構),同時因為是有線聯結,即使埋在地下,所受環境影響和雷電的影響也很嚴重。
1.1.2當前智能小區的主系統控制方式
我們在這里以門禁系統為例,說明當前智能小區的主系統控制方式。
一直以來,對于現代住宅智能小區,門禁系統的做法如下:
在每棟樓的每個單元門的以講機里放置一個讀卡器(或將讀卡器單獨放置),該讀卡器里帶有存儲器。業主被給予一門卡,并授權該門卡可以打開該業主所居住單元門鎖,且此卡號已被保存到監控室放置的一臺計算機里。計算機將該授權信息傳遞到讀卡器里,并保存在讀卡器中。業主持門卡開門時,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。這種系統使金屬鑰匙可被授權的智能卡取代,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,并通過網絡化通信方法實行后臺的權限設定和監控管理。門禁系統的優越性很明顯,它使得權限的控制非常靈活,智能卡的授權可以實現多個門禁的一卡通,也可以限制卡的權限時段,或在人員變動或卡丟失的情況下調整或取消卡的權限,不必更換門鎖。中國一卡通網發布。例如,對于物業管理人員及保安的權限可以設置的較高,可以一卡開多門;而對于保潔人員則可以限時進樓等。均由小區管理部門實行集中的授權管理。
RS485總線將所有讀卡器聯網,總線要求將所要連接的設備一條線并聯,星型連接一般不被允許。如果建設大型智能小區,則總線長度過長,造成信號不穩定,損失過大。傳統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系統中的實現
2.1.1ZigBee無線網絡技術
ZigBee是國際通用的新一代無線通訊技術。名字來源于蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發現食物的信息。ZigBee技術是一種新興的短距離、低速率、低功耗的無線網絡技術,主要用于近距離無線連接。采用ZigBee技術,這是由其主要技術優勢決定的:數據傳輸速率低,專注于低傳輸應用;
功耗低:在休眠狀態下耗電量僅僅只有1LW,通信距離短的情況下工作狀態的耗電為30mW,在低耗電待機模式下,兩節普通5號干電池可使用6個月到2年。這也是ZigBee技術的獨特優勢;成本低:ZigBee數據傳輸速率低,協議簡單,所以大大降低了成本,且免收專利費;網絡容量大:每個ZigBee網絡最多可支持255個設備。每個ZigBee網絡最多可支持65000個節點,也就是說每個ZigBee節點可以與數萬節點相連接;時延短:通常時延都在15毫秒至30毫秒之間;有效范圍小:有效覆蓋范圍10~75米之間,具體依據實際發射功率的大小和各種不同的應用模式而定。但是可以擴展到數百米,具體依據實際發射功率的大小和各種不同的應用模式而定,基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環境。
2.1.2子系統功能的實現
以門禁系統為例,說明智能小區的無線傳輸的實現方式。門禁系統包括主控設備、無線數據傳輸模塊(簡稱無線模塊)、管理PC機、智能卡、讀卡器、電控門(鎖)等組成。系統包括傳感節點和網關節點。大量的節點(傳感節點)部署在小區內,構成網絡。采用ZigBee技術,在每棟樓或每個單元放置一個ZigBee模塊,監控室再放一個ZigBee模塊,形成星型網絡及網型網絡。這樣,不僅節約總線成本,而且模塊本身具有路由功能,提高了信號的穩定性,防雷性能好,避免了進一步的損失。
傳感節點監測的數據,以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器,經過多級傳輸后路由到網關節點,最后可通過互聯網(IP/TCP)或其他移動網絡到達監控中心。因為有很多節點,所以有多個冗余的通信路徑。若正在使用的路徑中斷,該網絡將自動選擇另一條路徑維持正常通信。在無線網狀網絡中,當節點的數目很多時,新加入的節點能夠與相鄰節點進行通信。節點加入網絡后,這些節點就會與目的節點之間生成路徑,節點本身就能夠建立路由。發送信息、接收信息后并進行轉發,這個過程會在從初始節點到目的節點之間的各個節點之間逐個節點的重復下去,直到信息到達目的節點。目的節點要向初始節點返回確認信息表示信息已接收。
系統網絡分布如圖1。主控設備是門禁系統的中心部件,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。該系統無線數據傳輸設計在硬件方面分為單片機端和PC機端兩部分。單片機主要完成數據的采集和處理,并且接收PC機傳送過來的數據。該系統以VisualC為前臺開發工具,主要包括智能卡管理、業主管理、消息管理等模塊組成。系統的PC機可實現實時監控,系統后臺數據庫選用了SQLServer。業主刷卡后,單片機端接收到用戶信息,把這些信息存放在存儲器中。發送端把存儲器中的用戶信息發出,接收端接收到信息后,并不是即時將信息接收,而是要考察網絡狀態,并將接受到的信息和發送方設備信息存儲在存儲器中。如網絡空閑,并且發送方是有效的發送設備,那么接收方接收信息,向發送端返回消息,表示成功接收,并將這些信息再發送出去,直到送至目的控制器,同時發送端在接收到返回消息后將其存儲器中相應的信息擦除。如果發送方是無效的發送設備,則接收方不接收信息。
3結語
建筑市場蓬勃發展,智能小區層出不窮,只要需要智能建筑的地方,就會需要無線通信技術。ZigBee是當前最適合無線傳感器網絡的無線通信技術。我們應用的是針對ZigBee的特點,結合建筑市場,對智能小區做智能建筑的改革和創新,主要達到節省開支,提升抗干擾能力,同時也減少雷電對智能化系統的破壞的作用。相信憑借其主要的技術優勢,采用ZigBee技術的無線網絡將成為小區智能化的主要聯網形式。
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