廣西某智慧小區技術解決方案設計與實現

陳家海 許維超 馬惠杰

廣西建筑科學研究設計院，廣西南寧 530011

1 項目概述

1.1 小區概述

廣西某小區整體建筑布局由4棟33層點式塔樓組成，用地面積9989m2，建筑面積95754m2，居住戶數651戶。小區地面一層為停車場及住宅通道綠化，二層為景觀平臺和休閑活動場所，三層為生態蓄水池，頂層為屋頂花園。各棟單體朝向基本為東南向，利于夏季主導風的貫穿，且一層架空，可使整個小區的流場更均勻。

1.2 建設目標

將物聯網、移動通信、智能控制等新一代信息技術應用于住宅小區，通過信息的共享融合、各系統的優化配置和綜合應用，實現先進的安全防范、信息服務、物業管理等方面的功能，為人們提供安全、便捷、舒適、節能的居住環境。

2 需求分析

根據住宅小區服務需求，可以將小區的智能化系統劃分為以下幾個系統：信息化應用系統、智能化集成系統、信息設施系統、建筑設備管理系統、安全技術防范系統。

2.1 信息化應用系統

提供智慧信息服務、一卡通服務、物業管理服務、遠程抄表服務、智能家居服務等功能服務。

2.2 智能化集成系統

智能化集成系統可以使多個獨立系統形成一個整體，集中管理，以使系統間互相聯動，提升系統運行功能。

2.3 信息設施系統

提供綜合布線、信息網絡、有線電視、公共廣播、信息導引及發布等功能服務。

2.4 建筑設備管理系統

提供對住宅小區內的空調與通風、變配電、照明、給排水、電梯等設備集中管理、監視，分散控制的功能服務。

2.5 安全技術防范系統

提供入侵安防報警、視頻監控、出入口控制、電子巡查、訪客對講、停車管理等功能服務。

3 設計原則

3.1 技術先進、經濟合理、實用可靠原則

在滿足住戶生活基本功能需求的基礎上，立足于采用先進技術，適應時代發展需要。同時，工程設計、實施要綜合考慮項目投資的合理性，優先采用成熟的經過工程檢驗的先進技術，保證實施項目的可靠性。

3.2 標準化、可擴展、安全性原則

系統應采用標準通信協議，開放系統應用接口，具備與其它智能化子系統集成及數據共享的功能，滿足系統聯動、功能擴展等需求[1]。同時，應采用一定的安全保障技術，如設置網絡防火墻并具有用戶流量管理功能等。

4 技術方案設計

根據需求分析，結合本項目小區的實際情況，進行技術的挑選以及設計，系統架構如圖1所示。

圖1 智能化系統配置架構

4.1 智慧家居系統

系統利用計算機技術、網絡通信技術和移動物聯網技術，可以實現家庭內緊急預警、門禁對講、門禁開閉控制、住戶語音通話、信息留言、圖像留影、收取件提醒等功能。

4.2 智能卡應用系統

系統具有作為識別身份、門鑰、等功能，與小區門禁系統聯用，發卡設備安裝與3#樓一層監控室。

4.3 物業管理系統

根據物業管理需求，系統能夠對小區內住戶基本信息實現錄入、修改、查詢和刪除等操作，并且還可以實現物業管理費用的統計、查詢和報表生成。業主可以通過該系統實現費用查詢、網上繳費、網上報修、家政服務、網上訂購、物業服務、物業公告等智慧小區服務功能。

4.4 遠程抄表系統

小區內住戶均設置一戶一表，儀表均設置在樓層電井內，系統通過RS485網絡與無線網絡，采集住戶電表計量數據。電力儀表支持遠程開關控制、預付費管理等功能。

4.5 綜合布線系統

系統采用開放式星型拓撲結構，各子系統相對獨立。公共區域的系統配置采用網絡雙絞線和光纖組網。通信設施應采用光纖到戶方式建設，符合三網融合的要求，管網合理規劃布置，適當預留發展空間。

4.6 信息網絡系統

信息網絡系統又分為智能化專網和小區住戶家庭網。智能化專網采用星形拓撲結構，采用100M/1000M光纖交換機，主干采用4芯千兆多模光纖，各智能化子系統的服務器、工作站按系統劃分相應的IP網段并設置相應的帶寬，系統采用的標準網絡傳輸協議為TCP/IP。本系統作為智能化系統信息傳輸專網，按系統需要劃分VLAN。

小區住戶家庭網采用EPON光纖網絡，信號源接自英特網。網絡干線由弱電機房的OLT配出光纖接到設于單元電井樓層的ONU，住宅采用光纖入戶。

4.7 有線電視系統

有線電視接自小區有線電視網，信號由市政有線電視網提供。單元干線經設置地下室的電視進線箱后，引至電氣豎井的集線器，通過集線配線至各戶。單元干線采用SKYV-75-9同軸電纜，入戶支線采用SKYV-75-5同軸電纜。

4.8 有線電話系統

單元電話接自小區電話網絡。在單元地下室設置單元電話進線箱，引至電氣豎井樓層的集線器，通過集線配線至各戶。住宅每戶按2對電話線設計。電話干線采用HYA型大對數電話電纜，電話支線采用HVV型電話電纜。

4.9 信息引導及發布系統

系統可向住戶或來訪者提供告知、信息發布和演示等功能。系統包括系統管理主機、流媒體服務器（與其他智能化系統共用）、管理服務器（與其他智能化系統共用）、網絡播放器、LCD屏幕、LED戶外大屏幕等。

4.10 建筑設備監控系統

系統采用直接數字控制技術，對太陽能熱水系統、雨水回收利用系統、地下車庫通風系統、車庫照明系統、景觀照明、電梯、柴油發電機組等進行監視及節能控制。系統監控室設在一層，與消防控制室合用。系統具有設備的手/自動狀態監視、啟停控制、運行狀態顯示、故障報警、溫度監測、控制及實現相關的各種邏輯控制關系功能。系統具備系統數據庫服務器、用戶工作站、現場直接數字控制器（DDC）、各種閥門及執行機構組件。系統軟件配置有操作系統、中央站監控軟件、控制器監控軟件、節能管理軟件、診斷軟件、應用編程軟件包。系統平臺具備網絡管理，標準網絡協議，遠程通訊管理。

4.11 建筑能耗監測系統（圖2）

本系統網絡采用分層分布式實現：站控管理層、通訊層及設備層。站控管理層的硬件部分包括1臺工業級監控主機、顯示器、UPS及相應的輔助設備（UPS為監控中心各系統主機共用）；通訊層包括工業以太網交換機、數據采集器；設備層主要是用來監測和采集現場信號的儀表設備。軟件部分負責采集各儀表上傳的數據，完成數據整合、控制命令發送、存儲及整體組態工作。系統數據接口對其他智能化系統開放，可供其他智能化系統調用并分析。數據接口還可提供用于軟件系統的二次開發。系統能實現小區建筑能耗的分項計量、數據上傳、數據處理、顯示存儲、能耗分析、設備管理等。

圖2 建筑能耗監測系統

4.12 氣象數據采集系統

氣象數據采集系統由溫濕度計、太陽能輻照儀、風向儀、風速儀等設備組成，安裝于3#住宅樓屋面，安裝時做好設備防雷接地措施，該系統可實時監測溫度、濕度、太陽輻射強度、風向、風速等氣象數據信息，能及時、準確地反映小區內氣象狀況及變化規律，為住戶開窗通風、關窗保暖、出行防曬及避風避雨等行為決策提供參考。

4.13 視頻安防監控系統

本系統采用網絡720P高清監控系統，攝像機、存儲及顯示等均采用高清設備。系統在3#樓一層設置監控室，設置網絡磁盤陣列、高清解碼器、監控電視墻、監視器、網絡控制鍵盤、視頻管理工作站、打印機等設備。高清解碼器接受多個攝像點信號輸入，定時自動輪換（1～30s）輸出監控信號，也可通過網絡控制鍵盤手動任選一個攝像機的畫面跟蹤監視、打印。視頻圖像同時顯示攝像機編號、位置、日期及時間等。攝像機采用網絡型攝像機，根據不同部位選擇半球形攝像機、紅外固定攝像機及快速球形攝像機等不同攝像機。

本系統中央控制屏提供24h監視，所有監視器可選擇顯示系統中任一攝像機攝取的畫面；通過選擇切換式固定顯示任一畫面，可將任一攝像機畫面在任一監視器上顯示；可編程循環顯示所有攝像機畫面，也可有選擇地顯示其中一個或更多的攝像機畫面，可調整循環攝像機中每個畫面的顯示時間；視頻窗口顯示活動畫面可在屏幕上按比例縮放和移動，以避免干擾重點區域的監視可實現任何攝像機上、下、左、右的移動，多窗口系統與報警聯動。

4.14 出入口控制系統

門口單元主機設于二層、地下一層、地下二層入口處，各層電源裝置配電源箱安裝在豎井內，住戶通過刷卡開啟門鎖。

4.15 電子巡查系統

系統由巡更棒、傳輸器、紐扣式巡更站、紐扣式人名紐、計算機等設備組成。巡更人員手持巡更棒依順序逐點讀取感應物內碼，每次讀卡自動加上當時的時間，回到監控機房在巡更管理電腦上一次寫入管理系統（不可修改）并可列表打印。系統可隨時隨地根據需要設置巡更點及巡更路線。

4.16 訪客對講系統

棟樓設一套網絡全數字可視對講系統，系統除具備分機與分機對講、分機與單元主機對講、分機與聯網主機對講及分機、聯網管理主機控制單元電鎖開鎖等基本功能外，可視對講室內分機具備安防防區接入功能。門口單元主機設于一層、地下一層、地下二層入口處，各層電源裝置配電源箱安裝在豎井內，每戶設有掛墻式可視對講室內分機，住戶通過分機與來訪者通話并開啟門鎖。樓棟與其它各樓棟門口單元主機、戶內分機之間通過網絡聯網成為聯網型全數字可視對講系統，系統管理主機及工作站設在3#樓一層監控室。讀卡器型門禁系統設置于二層電梯前室及園區室外次入口，門禁控制器設置于單元電井內。

4.17 停車場管理系統

系統帶收費及圖像對比、可感應遠近距離讀卡、防砸車、自動計費、收費顯示、出卡機有中文提示、自動打印收據、出入柵門自動控制等功能。系統設固定攝像機，在任何情況下應能清晰地攝取所通過車輛的牌號和駕駛員容貌，其圖像通過網絡聯網分三路輸出：一路送至監控中心；一路送收費管理用監視器，供工作人員了解收費口工作情況；一路受分控室計算機控制，實現與收費計算機聯網。當車輛進入或駛出收費口等，收費系統向控制計算機發出編號指令，計算機將控制錄像機自動錄下該車的牌號和正在使用收費機人員的圖像。系統與火災自動報警系統聯動，當發生火災時，進口處擋車桿停止放行車輛。同時，出口處擋車桿自動抬起放行車輛。

4.18 監控機房設計

監控室機房設于3#樓一層，按《電子信息系統機房設計規范》GB 50174機房分級的C級電子信息系統機房設計。機房地面設置防靜電地板；所有墻面、地面、天花板均做防塵防潮處理；吊頂采用微孔吸音吊頂，墻面采用刮膩子后刷乳膠漆墻面。機房空調嚴格控制機房溫濕度，保護設備使用壽命。機房UPS電源，為雙路電源供電，設置1臺40kVA的UPS電源，按30min時間配置相應容量電池。

4.19 電子信息系統防雷設計

室外電子信息設備設置防雷及防浪涌保護措施。電子信息系統機房內所有設備的金屬外殼、各類金屬管（槽）和構件等進行等電位聯結并接地。建筑物電子信息系統防雷嚴格遵守國家及地方現行有關規范標準的規定。

5 結語

本文根據對具體智慧小區的需求分析、功能確定，對廣西某智慧小區建設進行技術篩選，編制了該小區的技術解決方案，并用于工程實施。實施應用結果表明，該技術解決方案可滿足該小區的具體需求，獲得了良好的用戶體驗，對廣西今后智慧小區的建設具有重要的參考意義。