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[2008-4-9]
 
自日本东京在1989年建成首例高水平智能化住宅区后,,世界其他一些城市也相继建成不同程度和水准的智能住宅区。概括地说,智能住宅区是指由网络连接的若干智能住宅和智能管理下各种公共设施的集合,通信技术、数据技术、网络技术及自动控制技术,是智能建筑的支撑技术。智能住宅基本标准应满足以下要求:
(1)提供舒适、安全、高品位、宜人的家庭空间;
(2)信息高速公路进入家庭,提供快捷、全方位信息交换功能;
(3)提供丰富多彩、高品位的业余文化生活;
(4)提供包括儿童教育、成人教青在内的多层次家庭和业余
(5)提供家庭保健、远程看护服务。
  智能住宅区内的智能系统一般由通信、安全、管理、服务四个部分组成,本文以此为主线介绍智能住宅区内的弱电系统。
1 通信系统
  宽带IP网在技术上是三网(电话、数据、视频)融合的基础,三网融合也是大势所趋。然而,在目前城域网中,语音与窄带数据虽已融为一体,但电话、宽带数据、视频真正融合还有很长一段路要走,从而在一定程度上决定了智能住宅区中通信系统的构架是三网并行的格局。
1.1电话
  电话普及仅拉开通信大发展的序幕。如今多元化通信和Internet爆炸式发展,使得电话、窄带数据(ISDN)成为最基本的电信需求,这两者已融为一体,通过传统交换电路采用普通的双绞线接入即可实现。光纤接入网是近年来电信接人的主要技术,已基本实现光纤到大楼、光纤到小区。深圳市光纤接入网的网络结构由目标局、光交接点、光节点三级结构组成。在智能住宅区公共建筑或建筑单体内应设置光节点,光节点机房内置电话远端模块局、数字用户环路系统、光纤复用器、路由器、光纤节点机、光纤配线架及配套设施,以方便住户电话、窄带数据的接人。深圳市智能住宅区内光节点的引人光纤(G.652型光缆)一般按12芯预留(2芯电话、2芯数据、2芯视频、6芯备用),一个光节点所带电话主线数在2000线以下,光节点需占建筑面积约20m2~30时,超过2000线的智能住宅区宜设置多个光节点。
  移动通信是近年来发展最快的通信业务之一,深圳市是国内第一个移动电话用户超过固定电话用户的城市。目前移动通信由广东移动和联通分公司经营,两者网络完全独立,移动通信的体制均采用GSM系统。随着用户快速增长和Intemet宽带接人的需求,第三代移动通信(IMT-2000)即将到来。第三代移动通信是通信最高形式一一个人通信的重要组成部分,其基站逐步从第二代的宏蜂窝+微蜂窝向第三代的微蜂窝+微微蜂窝转移,服务半径逐步变小(l00m~几百m),智能住宅区应预留两个以上基站(移动和联通各一个)位置和基站光缆的引人、引出通道。
1.2 宽带数据
  数据网即计算机通信网。随着基于Internet的新经济的成功,数据业务得到长足发展。智能住宅区内数据业务主要围绕Internet接入而展开,宽带接人(22Mb/s)是发展方向;Ethemet到桌面已是全球范围内不争的事实,GE(G位以太网)+IP是最经济的数据网络模式。自2000年5月起,长城宽带、聚友网络、广东电信、中国网通等单位开始为新建的中层、高层住宅免费提供宽带接人的基础网络设施。其具体做法是在智能住宅区内设置宽带通信机房,内置交换机、服务器以及数据处理设备;网络结构以10M/100M/1000M以太网交换机为中心,星型拓朴结构放射至各家各户,实现10M宽带到户,解决信息高速公路“最后一公里,\'的接人难点;其城域部分通过光纤接人网或宽带IP城域网接入Intemet,宽带通信设备机房约占建筑面积8m2~15m2。
  上述两个子系统一般设计为两套布线系统:电话和窄带数据采用一般双绞线,宽带数据采用五类线或超五类线。在成本允许的情况下也可在建筑单体内布设结构化布线,结构化布线采用系列高质量的标准材料(五类线或超五类线),以模块化的组合方式,把语音、数据、图像和部分控制信息用统一的传输介质进行整合,组成一套标准、灵活的开放布线系统。由于住宅内各类用户相对固定,结构化布线的许多优点得不到充分利用。
1.3 视频
  Internet爆炸式发展,使得深圳市有线电视网络从单向广播世式网络向双向交互式网络方向发展。网络由中心、光节点两级结构向中心、分中心、小区管理站和片区机房(光节点)四级结构转第变。管能住毛区内应设时区机展,实行有钱电视同结的上行、最下行信号分高,所区机制量电视机局、光瞅果、钱路传精设建备、放大器、分支分配器等,视频信号从片区机房通过常见的分筑支分配的HFC网至各家各户。片区机房覆盖用户数在500~2000户之间,超过2000户时直设量多个问机后每个问机时集建筑面积约10m2~20m2。高档智能住宅内还可通过HFC网实施专视频点播,该系统投资费用较高,目前国内较少见。
  对于没有宽带数据布线的住宅,在改造成智能住宅区的过程中,实现宽带接人就相对困难一些。电信部门利用现有铜芯双绞线,通过ADSL、VDSL、G.lite、Etherloop等技术实现宽带接人;有线电视部门则通过Cable Modem实现宽带接入;而新型运营商则采用无线方式通过本地多点分配业务(LMDS)来实现宽带接入。
  多种宽带接入方式为住户提供宽敞的通信平台,构筑数字化社区,方便住户从事电子邮件、股票操作、网上购物、远程医疗、家居办公等。
2 安全系统
  安全系统是智能住宅区的重要组成部分。住宅区内一般设置保安安全管理中心(以下简称保安中心),各安全子系统主机及控制设备均布置在保安中心,安全系统由周边及环境报警系统(周边防盗报警系统、闭路电视监控系统、巡更系统)、楼宇对讲系统和家庭防盗报警系统构成,层层设防、严密监控、综合管理,让业主生活在无形防盗网之中,反而比有形防盗网更安全、更舒适。
2.1 周边及环境报警系统
2.1.1周边防盗报警系统由红外线对射器和接收器、报警主机及传输线缆组成。在住宅区四周围墙上装设若干组红外线发射器和接入器;当红外线接收器探测到有人越墙(遮断红外线)而入时,报警主机即发出报警信号,并显示报警区域;报警主机还可以向110报警中心自动报警。搂,红外线必须调到特定的频率,接收器相应地配有频率、相位鉴别电路,以防止其它光源的干 扰。红外探测距离有21m、30m…200m等多种选择。另外,也可利用热感式红外线探测器(探测人体的温度,不同的温度发射红外线的波长不同,人体辐射的红外线波长在10mm左右)和微波物体移动探测器(利用超高频无线电波探测,有物体移动时,反射波与发射波的频率不同)来进行布防。
2.1.2 闭路电视监控系统
  闭路电视监控系统由摄像机、矩阵控制器、录像机、监视器、传输线缆等组成。在住宅区重要区域和公共场所安装摄像机(镜头、高速云台、控制器),让控制室内值班人员通过电视墙一目了然,全面了解住宅区发生的情况。保安中心通过录像机能实时记录,以备查证;通过矩阵控制器在控制台切换操作,跟踪监察。周边环境红外线信号可作为相应区域摄像机报警输入信号,一旦报警,相应区域的摄像机会自动跟踪。系统控制部分采用智能数字图像运动跟踪报警器来实现全自动操作控制。各类摄像机设置情况如下:
(1)在住宅区人员和车辆出人口安装固定摄像机、固定支架及自动光圈、手动对焦镜头,24小时监视车辆及人员出人情况;
(2)在住宅区内重要道路和重要区域安装多台全天候、低照度固定摄像机、六倍可变镜头,全方位云台,全天候防护罩(附雨刷、风扇、加热器)、摄像机可变倍、变焦、变距、云台可上下左右转动,部分摄像机与红外线对射器报警信号联动,此类摄像机一般设置在住宅区内制高点;
(3)在电梯轿箱天花板上安装吸顶式半球形摄像机,内含3.6mm固定光圈镜头,监控电梯内情况。
  当摄像机数量较少时,各摄像机的视频信号和云号的控制信号的缆线可从保安中心直接放射至各监控点。当摄像机数量较多时,可分片或按楼栋设置视频矩阵,由视频矩阵收集其附近摄像机的视频信号和云台的控制信号,再通过光缆集中送至保安中心,这样可减少室外缆线数量,网络结构清晰,同时便于维护管理,此种方式主要适应较大的智能住宅区。
  保安中心一般设置多台18寸的监视器组成电视墙,一台轮值巡检或利用画面分割同时显示其它摄像机情况,一台专用可疑点定格、放大、编辑,其余多台显示其它重要部位。
2.1.3 巡更系统
巡更系统由现场电子签到器、保安中心电脑和传输线缆组成,用于规范保安员上岗情况。电子签到器设在住宅区内主要道路、盲点、死角等处:中心电脑事先存储保安员巡更路线,签到时间等。若保安员未签到时,中心电脑会立即提醒值班人员去了解情况及早发现问题。该子系统也是管理
系统一部分,与服务系统(IC卡)统一实施。
2.2 楼宇对讲系统
  楼宇对讲系统由对讲主机、室内分机、管理主机和传输线缆组成。在住宅区内设可视对讲,户主可直观地了解访客情况,控制门锁开启,各栋对讲主机与保安中心管理主机联网,保安中心可随时了解住户求救信号。
2.3 家庭防盗报警系统
  家庭防盗报警系统是由保安中心管理主机、家庭报警器、各类传感器和传输线缆组成。家庭被盗的切人点主要是门和窗,传感器主要对于家庭重要地点和区域布防。品质齐全的传感器能代替传统家居内钢筋防盗网,让业主生活在更安全、舒适的环境之中,不再有牢笼感觉,各类传感器如下:
(1)门磁感应器:主要装在门及门框上,有人非法闯入时,家庭主机报警,管理主机会显示报警地点和性质;
(2)红外线感应器:主要装在窗户和阳台附近,通过红外线探测非法闯入者;
(3)较新的窗户和阳台布防技术采用“幕帘式红外探头”,通过薄薄的一层电子束来保护窗户和阳台;
(4)玻璃破碎探测器:装在玻璃对面的位置,通过检测玻璃破碎的高频声而报警;
(5)吸顶式热感红外探测器:安装在客厅,通过检测人体温度来报警;
(6)煤气泄漏探测器:安装在厨房,当煤气泄漏到一定浓度(而报警;
(7)烟感探测器:安装在卧室和客厅,通过检测家居环境烟气浓度而报警;
(8)紧急求助按钮:一般安装在比较隐蔽的地方,家庭发生紧急情况时,(如打劫、突发疾病),可以直接向保安中心求助。
  对于没有设置家庭防盗管线的住宅,若要安装家庭防盗报警系统,可采用无线通讯方式,而各类传感器与家庭报警主机无需敷设管线。
  保安中心的管理主机能及时显示各种传感器的报警状态及性质,家庭班机有留守和两种状态,,主人回家时,在延时时间内解除防盗系统,以免误报。
3 管理系统
  住宅区内设置物业管理中心,为了便于管理,常与保安中心合建,物业管理主要包括水、电、气自动抄表计费系统、停车场管系统、楼宇自控系统和家电自动控制系统。
3.1 水电气自动抄表计费系统
  自动抄表系统由现场数据采集器、管理中心管理主机和传输线缆组成。在三表较集中位置(如一户)设数据采集器,水表、电表、气表(应为电子表,最好是数字表)读数随时收集,并存储在存储器中。数据采集器采用总线方式与管理中心电脑主机相接,管理中心可计费、打印,也可利用银行的数据网络传到各职能管理部门,实现电子自动抄表到户。
3.2 停车管理系统
  住宅区出人口除设置摄像机辅助车辆管理外,还设置停车管理系统,系统是由道闸、IC卡读写器、管理电脑和传输线缆组成。车主持智能IC卡进出时,只需将IC卡在读写机有效距离前轻晃一下,系统就能完成检验、记录、核算、收费等计算工作,同时道闸自动启闭;对于来访车,由值班人员发放临时卡,管理机;有多种资料核实元误后才放行。此系统与后述的服务信息化(IC卡)系统统一实施。
  t跤,王233楼宇自控系统布亏楼宇自控系统由管理主机、执行机构、各类传感器及传输线缆组成,对小区内机电设备实现自动控制。楼宇自控系统以计算机控制、管理为核心,以各类传感器和执行机构对区内电力(空调)、照明、电梯、给排水、喷淋灌溉等进行检测,实行分散控制、集中管理,起到节能、减少维护人员、延长设备使用寿命等作用。
3.4 家电自动控制系统
  家电自动控制系统局限在家庭住户内,通过一定程序控制家电开关,达到遥控空调、音响、窗帘等,住户内的控制信号通过每户照明配电箱的照明分支回路传送。该系统属锦上添花的智能系统,适合别墅等高档住宅。
4 服务系统(IC卡系统)
  让住户办事方便、迅捷,生活安全、舒适,是高水平物业管理致力的方向。服务系统就是让住户通过一张IC卡可以在住宅区内自由、方便进出、泊车、消费、交纳各种费用等,实现“一卡通"。非接触IC卡,也称射频卡,它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,解决元源(卡中元电源)和接触这一难题,IC卡自带天线,内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路,通过天线对卡中信息进行读写,其通讯协议采用半双工通讯方式,优点如下:
(1)可靠性高,使用寿命长(完全封闭封装,防水汽、静电、震动、电磁干扰);
(2)操作方便、快捷;
(3)防止冲突、抗干扰性好;
(4)适用范围广,一卡多用;
(5)体积小,重量轻,成本低,便于携带。
  IC卡系统与前文所述巡更系统、停车管理系统可以共同实施。由于IC卡具有16个不同加密扇区,将IC卡扇区赋予不同值,就会具有不同功能,让不同身份的用户按需要使用。在会所、娱乐场所、管理中心设IC卡消费站,方便住户消费和缴纳费用。此卡还可以建立门禁、住户档案和住户医疗档案等。目前,IC卡己广泛使用,同时市场上也开始出现成本更低的ID卡。
5 其它
5.1 消防系统
  当住宅区包括中高层或高层住宅时,住宅区内应设消防控制中心,将各栋区域报警器及消防控制信号、消防通讯信号与消防中心控制主机(或联动柜)联网,消防控制中心一般与保安中心合建,以便减少值班人员。
5.2 保安对讲
  住宅区内设置小功率元线对讲,主机设在保安中心,手持机世一般由保安人员随身携带,以便保安人员与保安中心及时联系,有、其通讯协议采用单工方式,无线电频率应向“无线电管理委员在会”申请。
5.3 背景音乐
  为改善住宅区内的人文景观,可在管理中心设置扩音机。扬筑声器设置在公共活动场所、主要道路旁、娱乐场所;室内采用吸顶式扬声器,室外采用柱式扬声器。
5.4 智能中心
  保安中心与管理中心合建为智能中心(含消防控制中心),在目前三网(语音、数据、视频)还未融合的前提下,智能中心应分别考虑电信光节点、有线电视片区机房及宽带数据通信机房的设备用房要求。目前,深圳市大部分智能小区(特别是一般小区)普遍存在通信机房不足的问题,不利于宽带接入业务的开展。智能中心内设置各系统主机及控制设备,通过计算机内多媒体中文系统、报警软件、数据库软件操作及测试软件,来对住宅区内控制器、传感器统一注册、登记管理,定时巡检,特别是报警状态下,模拟显示区内各元件状态。
5.5 系统集成
  系统集成是智能住宅区比较重要的环节,主要指利用计算机网络及软件将子系统集成,创建数字化社区,积极推进信息化建设。系统集成包括两部分内容:一是组建住宅区计算机网络;二是将各子系统集成,让住宅区各弱电系统成为一个有机整体。
5.6 通信管道
  智能小区内各子系统较多,各类电缆、光缆及导线也较多。住宅区内可以设置通信管道,所有室外线缆均敷设在通信管道内。通信管道采用Φ114硬质塑料管或双壁波纹管,管道容量除考虑需实施智能系统缆线战胜管道外,还应预留30%左右的备用量,以便开展新业务。管道容量以4Φ114~8Φ114为宜,检查并采用手孔。目前,深圳市智能住宅区(特别是一般小区)室外管道普遍存在容量偏小的问题,约为2Φ1143Φ114。
6 小结
  随着微电子技术、通信技术的进步和“以人为本”的主题思想的逐步推广,智能住宅区内的弱电系统还有进一步增多的趋势。选择不同子系统集成则形成不同程度的智能住宅区,所以总体策划特别重要。细规划,建设时留有发展余地,实施时各子系统分步进行。对楼内内配管及线路、室外管道、区内通信机房应预留充分。软件编制时系统预留扩展接口,让智能住宅区的各弱电系统成为一个有机的整体。  

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