智能小区监控系统设计

张洪雷

(盘锦职业技术学院， 辽宁 葫芦岛 124000)

智能小区监控系统设计

张洪雷

(盘锦职业技术学院， 辽宁 葫芦岛 124000)

基于监控系统的三大原则和RS485总线网络的控制方式，设计一套符合我国智能小区国情的监控系统，为智能小区提供了先进的安全科技管理。

智能小区; 监控; 设计

0 引 言

随着科技技术的发展，智能小区的建设日益完善，然而,我国智能小区监控系统功能越来越复杂，许多新增的功能在智能小区居民日常生活中没有任何用处，不仅造成了资源的严重浪费，而且系统的复杂性给居民带来了许多不便。因此，如何合理分配智能小区监控功能，设计一套使用方便快捷、环保节能，保证居民生活安全智能小区监控系统具有重大意义。

1 我国智能小区现状及存在的问题

1.1我国智能小区发展现状

智能小区建设的目的是为了在保障居民生活安全的基础上，通过先进的科学管理方式，为居民提供舒适、快捷的服务，从而达到小区的节能环保，大大降低了小区的人工管理成本[1]。虽然我国的智能小区监控系统研发工作相对较晚，但随着人们生活要求的提高，智能小区的建设早已引起有关部门和政府的重视，特别是一些大的物管公司和高档小区，早已投入了大量的人力物力，积极推动智能小区的推广和发展。然而，我国的智能小区建设工作依然相对滞后，尤其是智能设备的研发和开发远远不及国外，大部分设备和智能产品仍然使用国外成熟的产品[2]。这样一来，我国的智能小区的建设完全依赖于国外技术，对我国智能设施和相关产品的研发十分不利。特别是面对人口众多的中国，智能小区发展具有无穷大的市场，一旦被国外企业或技术所占领，国内的自主智能设备品牌就无法生存。可见，加强国内自主品牌智能小区设备的设计和研发是当前面临的最大问题。

1.2我国智能小区存在的主要问题

对于如何实现最优最好的智能小区监控系统，应该分析智能小区建设及相关设备存在的问题，只有深入分析问题所在，才能更好地发展智能小区。

1)缺乏统一的标准。智能小区设备的多元化以及系统管理的复杂性，致使智能小区的设计无法达到统一的标准，国家关于智能小区也没有相应的规范，最终不同地区、不同楼房的智能小区差异较大。特别是一些小区的智能设备涉及国内外不同厂商，系统的各子系统之间缺乏统一标准规划和衡量，致使系统之间产生技术不匹配或设备不匹配等问题。这样一来，在构建智能小区过程中无论人力还是物力，都造成严重的浪费，小区的智能设备运营状况不佳，无法达到居民所希望的效果。

2)系统高投入低效率。为了达到“高智能小区”的卖点效应，许多小区盲目地追求大系统和复杂系统，实际在运用过程中，系统的许多功能无法启动或运用，仅仅只是一种摆设。尤其是随着我国房地产的不断开发，许多房地产商为了吸引更多的消费者，将更多资金投入所谓的高智能化的智能小区监控系统。但该系统往往在日常运用中只运行了系统的两成功能。这样一来，对于智能小区业务的各项物业费用相应增加。特别是经常性的系统更新和升级费用。即使是这样的升级系统，也难以发挥其真正意义上的功能和作用。

3)智能小区监控系统技术人才缺乏。目前，我国智能化系统的维护远没达到预期效果。由于许多公司对于智能化系统的日常管理和维护缺乏重视，导致许多智能化系统的专业维护技术落后和专业人才缺乏，特别是许多智能小区的智能设备管理仍不能满足智能小区监控系统等职能小区设备的正常运营要求。

2 我国智能小区监控系统构建原则与技术运用

2.1智能小区监控系统构建原则

任何系统的构建都有其相应的原则，对于我国智能小区监控系统而言，应遵循5项基本原则：

1)功能需求限额原则。对于任何一种智能小区监控系统的设计，首先应根据小区的需求进行功能定位和设计。不同背景的小区，如小区的收入情况、小区居住人口身份情况，对于智能化系统功能的需求有所差异。因此，设计者不能盲目追求技术的全面性，并认为系统功能越多越全代表系统越强[3]，从而在技术和功能上不断满足上限，这样容易产生系统功能过剩现象。

2)设备的可靠性与可操作性原则。智能小区监控系统作为小区安全保障的监控设备，系统应具有较高的可靠性。无论系统结构、设备性能、系统管理还是设备的维护等，都应具有一定的可靠性，才能保障系统的稳定运行。同样，系统的操作性应方便、快捷，不论是小区的小孩、成人还是老人等不同技术水平的操作者都应满足设备的可操作要求[4]。

3)系统的可持续发展原则。对于我国智能小区监控系统设备，系统应具备一定成熟性，具有可靠的发展前景。只有这样的先进设备才能与现代先进技术发展相吻合。当前，虽然技术发展更新较快，但对于智能小区设备而言，应保证设备在小区使用二三十年都保持不落后[5]，这样才能保证消费者用的放心。其实，对于系统的可持续发展的另外一个因素就是系统性价比。只有性价比较高的系统，才能使智能小区设备被小区居民接受，才能使智能小区监控系统高端设备走的更远。

2.2智能小区监控系统技术的运用

目前，我国大部分智能小区采用的两种网络技术方案，即LONWORKS分布式的网络控制和RS485总线网络控制，两种网络技术有着各自的优势和不足[6]。LONWORKS分布式的网络控制技术先进，但成本相对较高，与我国普通智能小区需求有一定差距。RS485总线网络控制结构简单、价格实惠，功能要求符合我国智能小区基本要求。因此，RS485总线网络控制方式是我国智能小区控制网络的最优选择。

基于RS485总线网络控制的监控系统网络技术结构如图1所示。

从图中可以看出，PC机作为智能小区监控系统的核心，主要安装在小区物业管理处，并在PC机上安装智能小区监控系统软件。在整个系统内，首先由各类传感器负责监控，将监控数据传输给相应的信号处理器，信号处理器通过调整，继续传输给MAX485控制器，RS232/RS485转换器将数据存储在PC机上，最终显示给管理员或用户。对于智能小区物业管理中心信息与用户信息通过一定的实时通信工具进行数据共享或传输。

图1 基于RS485的监控系统网络技术结构

3 智能小区监控系统的设计

3.1系统总体设计方案

智能小区监控系统设计的最终目标是实现智能小区的业务过程管理化和物业数据管理化。利用现代先进的信息技术为小区提供良好的智能管理和服务，从而提高小区的智能化管理，提高小区居民正常生活的方便性和快捷性。文中利用Microsoft SQL Server 2008 数据库技术与TCP/IP点对点通信协议技术构建智能小区系统软件平台。

根据智能小区监控系统特点以及智能小区设计原则，系统总体设计方案如图2所示。

图2 智能小区监控系统功能结构

智能小区监控系统主要包括家庭安防系统、小区安防系统、物业管理系统、数据库信息管理系统四大子系统。

1)家庭安防子系统。主要包括可视化对讲模块、防盗报警模块、火灾报警模块以及天然气烟雾报警模块。

2)小区安防子系统。主要包括小区周界防备报警模块、视频监控管理模块、紧急广播和其它广播模块、巡更报警模块等。

3)物业管理子系统。包括文件传输模块、车辆及人员进出管理系统、功能设施管理和维护模块、小区物业收费管理模块等。

4)数据库信息管理子系统。包括数据库删除、添加、修改、备份以及查询等模块。

3.2系统设计过程

3.2.1 控制器设计

文中所设计的控制器设备以单片机PIC16FXX数据采集和数据处理为核心，控制器工作原理如图3所示。

其中24C16为数据存储区，外接LCD液晶显示器和Keyboard数据操作端[7]。控制器主要工作原理为：通过设备上的上电复位自检后，控制器开始工作。指示灯通过闪烁指示代表程序正确运行，并初始化控制器的各项接口信息。包括LCD显示器、脉冲表、报警指示状态以及键盘等。设备工作过程中，首先记录当前报警状态信息和脉冲表信息，这两种数据信息并存在24C16中，通过键盘操作响应PC机响应的通信命令与外界进行数据传输。

图3 控制器工作原理图

3.2.2 监控系统通信设计

通信是监控系统最关键的技术，只有保证各子系统间的通信同步，保证信息的准确性、可靠性以及实时性，才能确保系统的可靠性、安全性[8]。文中采用多机同步通讯方式进行数据传输，任何一台分机向主机发送数据，都应等待主机的接收应答信号，主机进行数据接收检测后，对分机进行回应。如分机数据发送失败或主机接收错误，分机会重新向主机发送数据[9]。因此，在整个系统通讯过程中，数据的传输采用中断式的信号传输方式，如图4所示。

图4 中断式通信控制流程

3.2.3 火灾报警设计过程实例

火灾报警系统主要由火灾探测器、报警处理器、监控中心系统以及闭路电视系统组成，如图5所示。

图5 火灾报警系统结构

火灾报警系统基本工作原理为：安装在小区内的火灾探测器根据烟雾、火星或温度等现象，将探测所得的信息传输给火灾报警处理器，火灾报警器对信息进行判断和处理，将处理结果发送给监控中心和闭路电视系统，并发出警报声，从而告知管理人员，最终采取相应的措施进行火灾救援。

火警报警是智能小区必不可缺的设备，而火警报警系统的主要工作包括探测器的选择和探测器的安装，见表1。

对于探测器的选择，应在小区容易发生火灾区域设置相应的火灾探测器，可根据小区具体情况设置自动灭火系统。在火灾报警系统的设计过程中，火灾探测器是最重要的部件，它对探测火灾的大小、位置以及预报起到关键作用，因此，每个火警报警系统探测器的选择应具备：

1)火灾阴燃阶段的感烟探测器；

2)火灾发展阶段的光电火焰探测器；

3)火灾过大阶段的感温探测器。

根据探测器安装要求，对于小区任何一个探测区域而言，安装的探测器数目应满足以下公式计算：

式中:S----小区探测区域面积；

K----修正系数；

A----单个探测器的保护面积；

N----探测器区域所需要的探测器数目。 综上所述，实现可靠、低廉的智能小区监控系统是实现我国智能小区安全防范、数据信息采集、优化小区管理的基本保障。

表1 探测头安装原则规定

4 结 语

针对我国智能小区发展状况及存在的主要问题，提出构建基于RS485的监控系统网络技术的小区监控系统设计方案，设计方案实现了智能小区的基本功能，提高小区的安全性和智能性管理，对我国智能设备的发展具有重大意义。

[1] 江上月.智能小区系统设计综述[J].职业圈，2007(3):23-25.

[2] 张扬永.智能小区数字化监控管理系统[J].海峡科学，2007(2)：54-55.

[3] 闫佳敏.关于智能小区的安全系统设计[J].黑龙江科技信息，2009(8):31，103.

[4] 马占敖，江平，王琮泽.智能小区住宅配电系统设计[J].长春工业大学学报：自然科学版，2010，31(6)：712-715.

[5] 陈林.城市小区监控系统的设计[J].知识经济，2009(5)：34-36.

[6] 宋琪，戴海燕.LonWorks技术在智能小区系统中的应用[J].工程设计CAD与智能建筑，2002(7):65-67.

[7] 吴爱萍.基于VB与单片机的温度测控系统设计[J].现代电子技术，2010(8):208-210.

[8] 井明川.高清监控网络传输方案设计创新[J].中国安防，2012(Z1):59-64.

[9] 孙利民.利用有线电视网作为智能小区信息传输方法的研究[J].科教文汇(中旬刊)，2008(12):268.

Design of an intelligent community monitoring system

ZHANG Hong-lei

(Panjin Vocational and Technical College, Huludao 124000， China)

Based on three principles of monitor system and RS485 bus network control model, we design a suitable monitor system to condition offering the advanced security and technical management.

intelligent community; monitor; design.

2014-07-20

张洪雷(1979-)，男，汉族，男,辽宁葫芦岛人，盘锦职业技术学院讲师，硕士，主要从事计算机网络方向研究,E-mail:383298940@QQ.com.

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1674-1374(2014)05-0538-05