《數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》的介紹

文｜嘉興學(xué)院 王 斌

1 引言

隨著信息科學(xué)理論研究的不斷深入和信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息學(xué)科的新理論、新技術(shù)已經(jīng)成為提升建筑行業(yè)科技水平、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的重要助力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為近年來(lái)信息科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，已在一些領(lǐng)域得到初步應(yīng)用。在居住小區(qū)（以下簡(jiǎn)稱小區(qū)）中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，既有利于提高小區(qū)的管理服務(wù)水平，又有利于相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)、集成企業(yè)的技術(shù)革新。另一方面，我國(guó)智能小區(qū)的建設(shè)已經(jīng)形成一定規(guī)模，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小區(qū)的應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上的企業(yè)都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感興趣，試圖利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。鑒于目前沒有專門的數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用依據(jù)和設(shè)計(jì)參考，全國(guó)智能建筑與社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)特組織相關(guān)企業(yè)編寫了《數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》，為社區(qū)規(guī)劃和建設(shè)單位、智能家居和智能小區(qū)系統(tǒng)設(shè)備廠商、社區(qū)及住居生活服務(wù)商提供明晰的指導(dǎo)意見，以期促進(jìn)行業(yè)有序發(fā)展。

2 智能小區(qū)目前存在的問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小區(qū)的應(yīng)用必須立足于解決小區(qū)建設(shè)中的實(shí)際問(wèn)題。近年來(lái)，在智能小區(qū)建設(shè)中主要出現(xiàn)了三個(gè)層面的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為這些問(wèn)題的解決提供了可能。

（1）技術(shù)層面

目前，智能小區(qū)建設(shè)中存在一些亟待解決的技術(shù)問(wèn)題，比如現(xiàn)有周界防范仍存在一定的誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，難以滿足復(fù)雜情況下的小區(qū)安防要求，又如樓宇對(duì)講能提供的訪客信息較少，仍存在一定的漏洞。物聯(lián)網(wǎng)具有強(qiáng)大的“感知”和智能數(shù)據(jù)處理功能，它的應(yīng)用能夠解決這些問(wèn)題。

（2）運(yùn)營(yíng)層面

智能小區(qū)在建成以后需要很高的營(yíng)運(yùn)成本：智能小區(qū)對(duì)操作人員的技能要求相對(duì)較高，造成人力成本增加；另外，智能小區(qū)的設(shè)備維護(hù)成本同樣也比較高。如果采用傳統(tǒng)的物業(yè)模式，不但將增加小區(qū)業(yè)主的負(fù)擔(dān)，而且不利于智能小區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用開放的結(jié)構(gòu)，使在小區(qū)范圍內(nèi)開發(fā)增值服務(wù)產(chǎn)品成為可能，為小區(qū)物業(yè)提供了新的營(yíng)運(yùn)模式。另一方面，與物聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合的云計(jì)算技術(shù)為降低小區(qū)營(yíng)運(yùn)的軟件成本提供了可能。

（3）發(fā)展層面

即使智能小區(qū)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，得到了很好的運(yùn)營(yíng)，其提供的服務(wù)也可能因受到小區(qū)地理位置的限制而無(wú)法擁有更為豐富的內(nèi)容。與數(shù)字社區(qū)結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好地解決這一問(wèn)題，并使智能小區(qū)作為數(shù)字城市的消費(fèi)單元進(jìn)一步融入數(shù)字城市的體系。

因此，本導(dǎo)則中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用側(cè)重于在智能小區(qū)弱電系統(tǒng)和智能家居家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立，服務(wù)于人們的生活、工作和學(xué)習(xí)的應(yīng)用體系。通過(guò)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，小區(qū)既可以經(jīng)由智能管理和控制，為社區(qū)居民提供更加便捷、舒適的生活環(huán)境，降低水、電、氣、熱等能源的消耗；又可以通過(guò)電信、電視、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與教育、醫(yī)療、安防、電子政務(wù)等服務(wù)系統(tǒng)連接，成為數(shù)字城市的有機(jī)組成部分。

3 數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化原則

（1）可操作性原則

要使行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)能夠按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn)、施工和使用，并且需要花費(fèi)的代價(jià)較?。灰c現(xiàn)階段行業(yè)企業(yè)的實(shí)際情況相匹配，使數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用切實(shí)可行。

（2）實(shí)用性原則

數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)總體上要與傳統(tǒng)的智能小區(qū)設(shè)施有所區(qū)別，不僅要解決智能小區(qū)建設(shè)的實(shí)際問(wèn)題，而且要面向用戶提供區(qū)別于傳統(tǒng)智能小區(qū)的功能，讓末端用戶感到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用確實(shí)有用。

（3）可持續(xù)性原則

兼顧行業(yè)企業(yè)現(xiàn)狀的同時(shí)，又要引導(dǎo)企業(yè)向技術(shù)要求更高，提供服務(wù)更優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。

3.2 基本概念

數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)是一種使社區(qū)中的末端設(shè)備和設(shè)施通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線/有線的長(zhǎng)距離/短距離通信）實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)用大集成，以及基于云計(jì)算的SaaS運(yùn)營(yíng)等，提供安全可控的社區(qū)安防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員定位、小區(qū)車輛管理、家居智能化、家庭健康等管理和服務(wù)功能，保證人們?cè)谏鐓^(qū)內(nèi)得到舒適、安全的服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。社區(qū)中的末端設(shè)備包括兩類：具備通信功能的設(shè)備和可利用RFID、紅外等進(jìn)行識(shí)別的設(shè)備。前者如智能傳感器、移動(dòng)終端、社區(qū)安防系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，后者如RFID社區(qū)卡、攜帶無(wú)線終端的個(gè)人與車輛等“智能化物件或動(dòng)物”。

相比傳統(tǒng)的技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在小區(qū)中的應(yīng)用借助感知技術(shù)提供更多小區(qū)服務(wù)的特點(diǎn)。有些服務(wù)和虛擬社區(qū)相結(jié)合，已經(jīng)超出了智能小區(qū)的范疇。本導(dǎo)則提出數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的概念，數(shù)字社區(qū)突出依托于實(shí)際社區(qū)的虛擬應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)則為應(yīng)用提供硬件支持。

3.3 參考模型（ 如圖1所示）

數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)是面向數(shù)字社區(qū)的專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：

◆ 數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的感知功能是通過(guò)攝像頭、門禁、紅外探測(cè)器等小區(qū)專用設(shè)備實(shí)現(xiàn)的；

◆ 數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備層的設(shè)備隸屬于不同的小區(qū)子系統(tǒng)，設(shè)備之間的連接是通過(guò)完成基本應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的；因此基本應(yīng)用層既實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的部分功能，又實(shí)現(xiàn)數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能；

◆ 數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用大集成是通過(guò)增值服務(wù)來(lái)體現(xiàn)的；增值服務(wù)是數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值的體現(xiàn)，同時(shí)又是具有營(yíng)運(yùn)特征的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。

在現(xiàn)階段，數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)體現(xiàn)的是子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。最便捷的方法是在社區(qū)綜合服務(wù)器上利用中間件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。社區(qū)服務(wù)器上原有的數(shù)據(jù)基于一個(gè)表示層，可更準(zhǔn)確地表達(dá)小區(qū)的實(shí)際情況，可感知性更強(qiáng)。依據(jù)數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，可將其分為設(shè)備層、基本應(yīng)用層和增值服務(wù)層。

（1）設(shè)備層

設(shè)備層由數(shù)字社區(qū)內(nèi)所有的智能小區(qū)系統(tǒng)的電氣設(shè)備和智能家居系統(tǒng)的電氣設(shè)備共同組成，包括社區(qū)數(shù)字照明設(shè)備、攝像頭監(jiān)控設(shè)備、周界報(bào)警設(shè)備、停車場(chǎng)管理設(shè)備、可視對(duì)講終端設(shè)備、家庭自動(dòng)化設(shè)備、家庭安防設(shè)備、家庭能耗計(jì)量裝置和家庭信息終端設(shè)備等。設(shè)備層設(shè)備應(yīng)具有以下特征：

圖1 數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)體系圖

◆ 具有數(shù)字化信息接口，可以通過(guò)總線（或網(wǎng)絡(luò)）與上一級(jí)設(shè)備進(jìn)行雙向通信；

◆ 具有物聯(lián)網(wǎng)接口（RFID等可擴(kuò)展的感知接口）；

◆ 能夠?yàn)榛緫?yīng)用層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

（2）基本應(yīng)用層

基本應(yīng)用層分為兩個(gè)部分：智能小區(qū)系統(tǒng)和智能家居系統(tǒng)。智能小區(qū)系統(tǒng)主要完成智能小區(qū)的任務(wù)，主要包括照明管理、安防管理、停車場(chǎng)管理、小區(qū)環(huán)境管理和物業(yè)管理等。智能家居系統(tǒng)是每一戶智能家居的功能單元，任務(wù)包括家庭娛樂(lè)、場(chǎng)景管理、安防聯(lián)動(dòng)、能量管理和定制服務(wù)幾方面內(nèi)容?；緫?yīng)用層設(shè)備（軟件）除具有本身的功能外，還應(yīng)具有以下特征：

◆ 具有數(shù)字化信息接口，可以通過(guò)總線（或網(wǎng)絡(luò)）與上一級(jí)設(shè)備進(jìn)行雙向通信；

◆ 具有物聯(lián)網(wǎng)接口，具有RFID等可擴(kuò)展感知接口的增強(qiáng)擴(kuò)展功能；

◆ 具有上級(jí)服務(wù)的功能，能夠?yàn)樵鲋捣?wù)層提供必要的接口和服務(wù)。

（3）增值服務(wù)層

增值服務(wù)層是數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的價(jià)值體現(xiàn)之一。增值服務(wù)的接口由社區(qū)綜合服務(wù)器提供。增值服務(wù)提供商可以是物業(yè)，也可以是外部的專門的提供商。增值服務(wù)層應(yīng)具備以下特征：

◆ 各項(xiàng)服務(wù)通過(guò)中間件和社區(qū)綜合服務(wù)器（或家庭綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)）相連接，應(yīng)適用于多種軟硬件平臺(tái)；

◆ 增值服務(wù)是基本應(yīng)用的擴(kuò)展，滿足用戶對(duì)某種服務(wù)的特定服務(wù)要求，須以基本應(yīng)用為基礎(chǔ)；

◆ 可使數(shù)字社區(qū)更好地支持?jǐn)?shù)字城市的建設(shè)，更有助于數(shù)字社區(qū)成為數(shù)字城市的必要功能單元。

3.4 建設(shè)構(gòu)成

數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)可由社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、智能小區(qū)系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)和社區(qū)服務(wù)組成（按小區(qū)建設(shè)次序排列）。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包括社區(qū)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、社區(qū)綜合服務(wù)器和家庭綜合網(wǎng)關(guān)。智能小區(qū)系統(tǒng)和智能家居系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的系統(tǒng)更加注重信息的傳輸和開放性。社區(qū)服務(wù)是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感知的數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加工處理以后形成的服務(wù)業(yè)務(wù)。

4 應(yīng)用分級(jí)

為使不同類型、不同居住對(duì)象、不同建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字社區(qū)合理配置物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，小區(qū)按功能設(shè)定、技術(shù)含量、經(jīng)濟(jì)投入等因素綜合考慮，劃分為一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)三種類型。

（1）一星級(jí)

一星級(jí)數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)社區(qū)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為社區(qū)未來(lái)的升級(jí)奠定基礎(chǔ)；在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行一定的社區(qū)服務(wù)；通過(guò)社區(qū)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)社區(qū)內(nèi)住宅與社區(qū)管理的信息聯(lián)系，提升社區(qū)服務(wù)水平。

（2）二星級(jí)

二星級(jí)除具備一星級(jí)的全部功能之外，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)智能小區(qū)部分的建設(shè)。在數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、智能小區(qū)的建設(shè)方面，其功能及技術(shù)水平應(yīng)有較大提升。在建設(shè)數(shù)字社區(qū)時(shí)選擇的智能小區(qū)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)平臺(tái)應(yīng)能充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提供優(yōu)質(zhì)的社區(qū)公共服務(wù)，如安防零漏洞等。在對(duì)社區(qū)住宅進(jìn)行智能家居建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮家庭綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)與社區(qū)綜合平臺(tái)互聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，提供一定的家庭服務(wù)。總之，二星級(jí)數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用應(yīng)大幅提高現(xiàn)有社區(qū)的自動(dòng)化水平，促進(jìn)社區(qū)網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)的融合，使人們?cè)谛^(qū)中的生活更加安全、便捷和舒適。

（3）三星級(jí)

三星級(jí)應(yīng)具備二星級(jí)的全部功能，并重點(diǎn)加強(qiáng)智能家居方面的建設(shè)，突出數(shù)字社區(qū)家庭增值服務(wù)；在節(jié)省資源、家庭健康、家庭教育等領(lǐng)域的技術(shù)與產(chǎn)品的應(yīng)用上效果明顯；形成良好的家庭增值運(yùn)營(yíng)模式，更好地滿足社區(qū)用戶個(gè)性化的需求。

5 技術(shù)研發(fā)建議

《數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》是依據(jù)現(xiàn)階段行業(yè)的發(fā)展水平制定的，部分地犧牲了物聯(lián)網(wǎng)的一些具有前瞻性的特性，因此要求行業(yè)內(nèi)企業(yè)努力提高開發(fā)水平。相關(guān)開發(fā)應(yīng)主要從兩個(gè)方面入手：

（1）提高數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的智能化程度

智能家居系統(tǒng)需要能夠推理、學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)并適應(yīng)居民的活動(dòng)，令用戶能夠無(wú)意識(shí)地與環(huán)境交互，以簡(jiǎn)單、自然的方式處理各種信息。

（2）建設(shè)面向設(shè)備、用戶、服務(wù)的云社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)

云服務(wù)作為數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析和處理的核心，具有投資少、維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)字社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的普及意義重大。