基于物联网的智能化小区系统设计研究分析

陈蒋科 李精华

【摘要】智能化小区的建设能够对将建筑行业推向一个完整实用的信息化网络方向发展，能够加快我国城市现代化建设管理体系的发展步伐能够实现对相应的设备的自动控制，将整个小区内的电子设备整合成一个整体，实现对小区整体智能化的管理，提高整个小区居民的生活环境及安全舒适度。

【关键词】物联网;智能小区;软硬件设计

伴随物联网技术的不断发展及日益更新，智能化小区已经逐渐走进人们的生活中，对人们的生活环境已经起到一定的影响作用。无论国内还是国外在智能化小区方面都已经开始加大力度进行研究，使得智能化小区在未来具有广阔的发展空间。智能化小区使用互联网与物联网进行数据通信、进行优化的综合布线形式、与多媒体设备进行相链接、能够实现对相应的设备的自动控制，将整个小区内的电子设备整合成一个整体，实现对小区整体智能化的管理，提高整个小区居民的生活环境及安全舒适度。

1、物联网技术

物联网技术的核心技术及技术基础仍然是原有的互联网技术，主要是在互联网技术的基础上对相应的技术进行了深度的挖掘和延伸扩展，将传感器技术的融合形成了一种具有新理念的网络技术。物联网技术的能够世界上任何的物理分配一个地址然后将物与物之间通过相关的技术进行连接形成一个整体，实现连接体之间的数据传递信息共享和交流。所以物联网技术的定义是通过已有的射频识别技术即RFID、传感器设备、通信设备等按照一定的约束协议将事物与网络进行对接，实现各物体之间数据沟通信息交流，赋予物体生命的迹象，从而实现了具有物体感知外接信号、实现数据之间的传递和交流、对所有物体之间进行智能化的管理和控制的综合性网络技术。

2、物联网技术的网络结构

物联网技术的网络结构主要分为三个层次：感知层感知是对事物的感知能力的一个重要组成部分，网络层通过二维码和RFID和传感器实现网络数据传输的实现之间的循环数据传输通过现有的成熟的互联网和通信网;应用层即智能处理应用技术部分通过云计算和数据的深入挖掘以及中间件技术等实现对事物体的自动控制和智能化管理。在物联网技术体系结构的表现上公认的主要是这个三个层，最下端为感知层，中间为网络层，最上端为应用层。

感知层是整个物联网体系中的―四肢及五官‖，是对外界物体实现识别功能以及信息的采集，设备主要包括二维码、二维码识别器、RFID标签及RFID读写器、数字网络摄像头等，功能主要体现在对外界事物的识别及信息的采集，与人体的感知器官具有相似的功能作用。

网络层是整个物联网的―中枢传输神经系统，是对物联网体系中的数据进行传输的重要部分，网络层的数据传输通道主要是包括移动互联、互联网网络以及通信与互联网的融合网络等，功能主要是体现在对感知层获取的数据信息进行传递，与人体的中枢神经传输系统相似的功能作用。

应用层是整个物联网体系中的―社会分工‖，使用底层技术实现在行业中的应用，针对行业的市场要求设计符合行业应用需要的智能化产品，能够将行业经验与技术完美的结合，进行深入技术挖掘和领域创新，实现各行各业都用具自己专有利于的智能化应用，在一个应该用整体进行细化分割，再将分割的技术通过物联网技术整合成一个整体，实现所谓的―社會分工与现有社会行业具有异曲同工之妙。

3、ZigBee无线通信技术

ZigBee短距离无线通信技术主要用于距离短、功耗低的应用场景进行设备之间数据的传输沟通，而且还能够适应要求具有一定周期规律的数据交互、间隔方式数据交互的场所环境应用。ZigBee具有蜂窝状网络形态，实现节点设备之间数据及时准确的互相传输。ZigBee无线通信网络是通过网络中唯一的协调器实现网络内数据的集结汇总，路由节点作为中继节点与网络中的路由器能够实现网络扩充而且路由节点也能够实现数据的采集，终端节点用于场景的最前端实现对数据的采集，数据采集传输终点都是汇聚到网络中唯一的协调器节点上再通过协调器传送给控制器。整个在ZigBee网络使用中有一点是特别重要的，与编写程序一样，都有唯一的入口点主函数，同一个网络中要求有且仅有一个协调器设备，但是可以拥有多个甚至理论范围内所有的路由节点设备及终端节点设备。

4、系统硬件整体架构

基于物联网的智能化小区系统是用于实现对小区的智能化管理与智能化建设，提高小区物业的科学化管理，更好地为小区业主服务。智能化小区管理系统主要包括物业管理模块、照明系统智能化控制模块、视频监控模块、物业工作人员定位模块、门禁智能控制模块、小区绿化灌溉模块、对于家居天然气浓度烟雾浓度房屋漏水等智能检测模块、报警模块，多个模块的组合成为一个整体用于实现小区的智能化体系。

本研究方案之间的通信采用的是以太网，这样使得整个系统模块之间形成了一个整体，模块的传输使用自定义的私有协议进行数据传输，定义特有数据包和头，并使用自定义的加密方式，对发送的数据进行数据加密，每隔三十秒传输一次，在物业管理中心平台进行数据的接收，同时判断私有协议的包头和尾是否正确，同时根据加密的密钥进行相应的解密操作，将数据存储到数据库内，平台上五秒钟自动刷新一次，从而实现数据的实时监测显示。对于数据断电备份的方案采用异地容灾备份方案，确保采集端发送的实时数据能够在物业管理系统上实时监测显示。

本系统的基本思想是通过科学技术手段将小区内各个结构单元的电子设备独立系统进行深度集成后形成一个整体，通过综合部署线路的方式将所有设备连接在一起，实现小区内所有公共设备及特有设备的智能化监控管理的结合体。建设智能化小区系统的宗旨是为业主居住小区提供安全可靠、舒适便捷、节能可持续发展的良好生活环境进行服务，业主及物业管理部门都能够得到一定的保障，提高物业的管理效率及工作质量。

5、智能化小区管理系统软件设计

软件系统是整个系统的内在，是将深度集成的智能化小区设备连接成一个整体进行工作的大脑，系统的整体运转都是靠软件系统进行支配的。智能化小区系统的软件系统主要包括物业综合管理系统、视频监控系统、照明控制系统、物业工作人员定位系统、门禁智能控制系统、小区绿化灌溉系统、家居监控系统、报警系统几个部分组成，程序设计时与硬件系统模块相似，采用模块化的设计理念。

结论：

伴随我国科技的不断创新及发展，物联网技术的作为重要研究技术之一，使其附属领域得到又一轮强有力的发展机遇，基于物联网的智能化小区系统能够实现预计的功能要求和性能要求，能够提升小区住宅智能化管理与服务水平，丰富了现有智能化小区系统的技术含量及功能应用，使智能化小区能够从真正意义上成为智慧城市的一个点，然后将各个点之间连接成面最后实现智慧城市。

参考文献：

[1]郭芳.基于物联网的智能小区管理系统关键技术研究[D].武汉理工大学，2013

[2]董也驰，杨中华.浅谈物联网社区安防系统的建设[J].电子世界，2012，04：3-4.

[3]侯立功.基于物联网技术的智能家居系统构想[J].数字通信，2011，6：33-35，38.

作者简介：

陈蒋科，男，1986.11，浙江工业大学之江学院，本科，毕业专业：电子信息工程，中级工程师（机电工程），研究方向：电气自动化，新能源（电动汽车充换电站项目实施，设备调试维护），配网自动化，通信工程。