物聯(lián)網(wǎng)智慧小區(qū)建設(shè)研究

仝乘瑞

當(dāng)前，智慧城市建設(shè)已成為我國各地政府面臨的一項重要任務(wù)，也是新經(jīng)濟(jì)時代發(fā)展的必然趨勢。而小區(qū)作為一個城市最基本的單元，智慧小區(qū)建設(shè)能夠支撐和推進(jìn)整個智慧城市的建設(shè)，提升城市管理和服務(wù)的智慧化水平。智慧小區(qū)建設(shè)的目標(biāo)在于社區(qū)管理以及服務(wù)能力，改善運(yùn)營效率，減少運(yùn)營成本。

智慧小區(qū)的定義

智慧小區(qū)是指按照特定范圍內(nèi)多棟建筑（主要是住宅區(qū)）的整體規(guī)劃方法，綜合運(yùn)用計算機(jī)、自動控制、通信網(wǎng)絡(luò)、圖形顯示等多項技術(shù)手段，構(gòu)建物業(yè)管理、安全保障系統(tǒng)、信息通信以及家庭智能服務(wù)為一體的服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，使得小區(qū)居民能夠獲得安全、舒適、便利的生活環(huán)境。通過智能化手段的應(yīng)用，小區(qū)的各種資源能夠充分共享，統(tǒng)一管理，降低運(yùn)營成本，提升運(yùn)營和服務(wù)效率。

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)中，事物之間的聯(lián)系能夠借助RFID標(biāo)志得以實現(xiàn)。利用無線傳感的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，我們可以把將搜集到的信息傳輸信息中心進(jìn)行識別分析。再借助互聯(lián)網(wǎng)，信息和資源將在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)共享和利用。在物與物彼此聯(lián)結(jié)的環(huán)境中，我們利用RFID標(biāo)簽存儲大量標(biāo)準(zhǔn)化和互用性的信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)借助無線傳感網(wǎng)絡(luò)被搜集并傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)中，通過數(shù)據(jù)交換和共享實現(xiàn)透明且高效的管理。第一，射頻識別技術(shù)（RFID）是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的基礎(chǔ)通信手段。其應(yīng)用的步驟是借助無線電信號對目標(biāo)進(jìn)行識別和分析。在這一過程中，我們不需要像過去那樣將識別系統(tǒng)與目標(biāo)進(jìn)行機(jī)械或光學(xué)連接。第二，傳感器技術(shù)、信息技術(shù)以及通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中具有重要作用。傳感技術(shù)借助多種類型的傳感器進(jìn)行傳感，從而在環(huán)境中獲取充足的信息數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行分析和處理，從而獲得必要的關(guān)鍵信息。從外界獲取的信息數(shù)據(jù)在數(shù)量和質(zhì)量方面與使用的傳感器質(zhì)量、類型密切相關(guān)。在信息數(shù)據(jù)分析和處理時，需要經(jīng)過不少步驟，包括信息數(shù)據(jù)的預(yù)處理、后置處理、信息特征提取以及關(guān)鍵信息選擇等。為了有效識別和分析數(shù)據(jù)信息，就需要對其加以分類。在物聯(lián)網(wǎng)感知信息時，我們應(yīng)用無線傳感手段能夠收集大量信息數(shù)據(jù)，并進(jìn)行高效的分析和處理。第三，云計算屬于網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用程序，能夠把大規(guī)模信息分析和處理系統(tǒng)劃分為小塊，交由不同的服務(wù)器對子程序進(jìn)行解決，最終整合為一個整體供用戶利用。第四，嵌入式技術(shù)利用計算機(jī)處理數(shù)據(jù)，然后提供給應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其綜合了計算機(jī)、應(yīng)用程序以及操作系統(tǒng)，能夠建設(shè)高度智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧小區(qū)的必要性

在智慧小區(qū)建設(shè)中，對數(shù)據(jù)信息交流的模式具有較以往更高要求。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境難以滿足物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的需求。智慧小區(qū)的建設(shè)不應(yīng)僅僅存在于虛擬環(huán)境中，而且應(yīng)該逐步延伸。例如，移動終端（如手機(jī)、平板等）成為智慧小區(qū)的一部分。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧小區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：第一，多媒體化。小區(qū)信息系統(tǒng)的發(fā)展與多媒體技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)，使小區(qū)的管理和服務(wù)更為智能化、人性化，呈現(xiàn)在居民面前。第二，集成化。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，小區(qū)原本分散的系統(tǒng)得以統(tǒng)一和集成，能夠?qū)崿F(xiàn)資源和信息的整合，提升系統(tǒng)的安全性、可靠性，改善服務(wù)效率。第三，移動性。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智慧小區(qū)系統(tǒng)支持移動化處理，能夠極大提升服務(wù)和管理的便利性。

系統(tǒng)設(shè)計

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧小區(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為：以計算機(jī)終端、平板電腦以及智能手機(jī)為主要內(nèi)容的客戶端設(shè)備（感知層），以數(shù)據(jù)分析、通信接口、系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)存儲為主要內(nèi)容的LED屏服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)層），小區(qū)安防、車輛管理、智能家居、設(shè)備管理等平臺子系統(tǒng)（應(yīng)用層）。

功能框架組成

智慧小區(qū)系統(tǒng)主要以社區(qū)為依托，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層所構(gòu)成，實現(xiàn)智能化生活服務(wù)功能，為小區(qū)居民提供安全、便捷的生活體驗。1.感知層。在物聯(lián)網(wǎng)中，感知層主要承擔(dān)信息采集的功能，利用小區(qū)內(nèi)的計算機(jī)終端、平板電腦、智能手機(jī)等設(shè)備感知社區(qū)中的相關(guān)對象，實時搜集數(shù)據(jù)，并提供給應(yīng)用層，以取得小區(qū)管理所需求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層處于中間層，利用信息網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸送，是聯(lián)結(jié)感知層與應(yīng)用層的中介。3.應(yīng)用層。應(yīng)用層是智慧小區(qū)系統(tǒng)的頂層。應(yīng)用層的功能設(shè)計主要是對感知層獲得的數(shù)據(jù)信息加以處理。

小區(qū)安防

小區(qū)的視頻監(jiān)控對于安防工作具有十分重要的意義。物業(yè)企業(yè)利用視頻監(jiān)控為小區(qū)居民提供安全服務(wù)。而且，公安機(jī)關(guān)利用獲得的信息能夠更有效地防范違法犯罪，保護(hù)社會穩(wěn)定。在技術(shù)的發(fā)展過程中，計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及移動無線通信技術(shù)使得遠(yuǎn)程站點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能得以實現(xiàn)。過去，小區(qū)視頻監(jiān)控雖然能夠提供指定攝像頭的視頻，但只能做到機(jī)器監(jiān)控，其監(jiān)控能力仍然具有局限性。而智能攝像機(jī)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以按照現(xiàn)實環(huán)境信息或其他系統(tǒng)的聯(lián)動信號，對應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注的場景進(jìn)行拍照以及自動記錄，實時把有關(guān)信息輸送給控制中心。安全保衛(wèi)人員僅需要關(guān)注有效的監(jiān)控信息，無需逐一查看無關(guān)信息，極大地改善了工作效率。若發(fā)現(xiàn)存在異常狀況，前端攝像頭可以實現(xiàn)自動報警的功能，不需要安保人員進(jìn)行干預(yù)。從控制范圍來看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的視頻監(jiān)控的范圍可以擴(kuò)展到小區(qū)之外，能夠與附近的視頻監(jiān)控系統(tǒng)共享信息，對非法入侵等特殊情況采用聯(lián)動報警的手段，從而有效保障小區(qū)居民的安全。

車輛管理

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，社會大眾生活水平的提升，我國私家車數(shù)量持續(xù)上升，如何實現(xiàn)小區(qū)車輛的有效管理已經(jīng)成為智慧小區(qū)建設(shè)的重要內(nèi)容。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我們可以對出入小區(qū)的車輛進(jìn)行自動識別、自動驗證以及自動拍照，從而實現(xiàn)對車輛的精確管理，改善安全保障能力，高效利用小區(qū)內(nèi)的停車資源，讓居民能夠切身感受到智能車輛管理所帶來的方便。例如，系統(tǒng)可以應(yīng)用遠(yuǎn)程藍(lán)牙通信手段，對辦理小區(qū)內(nèi)部牌照的車輛加以識別，保障居民的不停車通行。在車輛出入小區(qū)大門的時候，系統(tǒng)會自動分析車輛信息并與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫加以比對。在識別以后，對內(nèi)部車輛放行。若識別出現(xiàn)異常狀況，將自動報警并形成日志記錄。小區(qū)居民辦理內(nèi)部牌照后，可以獲得電子標(biāo)簽，供其粘貼于擋風(fēng)玻璃之上。這種電子標(biāo)簽具備防盜功能，一旦拆除其信息就會自動失效，需要再次進(jìn)行授權(quán)綁定，才能夠繼續(xù)使用。若車輛的號碼與電子標(biāo)簽綁定信息存在不一致的狀況，小區(qū)道閘將不會打開，而且系統(tǒng)會自動報警。

智能家居

智能家居采用程控技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線技術(shù)和互聯(lián)技術(shù)，把居民對于家居生活的各類需求整合在一起，包括安全保障、溫度控制、設(shè)備管理等，并借助綜合智能控制管理網(wǎng)絡(luò)為居民提供完善的服務(wù)，真正實現(xiàn)以人為本的理念。通過智能家居系統(tǒng)，小區(qū)居民能夠便捷地管理住所中的設(shè)施設(shè)備。例如，居民可以利用手機(jī)終端對家中的電器進(jìn)行控制，按照之前預(yù)設(shè)的程序執(zhí)行操作，而且在不同設(shè)備之間形成鏈接。同時，各類智能家居設(shè)施設(shè)備能夠基于統(tǒng)一的協(xié)議實現(xiàn)通信，在沒有用戶命令的情況下也能夠按照當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行操作，從而真正實現(xiàn)物與物之間的互聯(lián)互通，為小區(qū)居民提供舒適、便利的生活體驗。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，家用設(shè)施和設(shè)備都配置了智能芯片，實現(xiàn)了智能化。在居民外出的情況下，他們?nèi)匀豢梢越柚謾C(jī)與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，掌握家中設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀況，并對家中情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。智能家電設(shè)備還能夠自動分析電網(wǎng)電壓的峰谷，并避開峰值。若家中有訪客到來，居民在識別來客身份后可以遠(yuǎn)程控制門禁，以利于客人出入。若出現(xiàn)煤氣泄漏或外人不法侵入，報警裝置將自動搜集相關(guān)的圖像信息，并及時向小區(qū)的物業(yè)管理者進(jìn)行通報。

設(shè)備管理

智慧小區(qū)應(yīng)為其內(nèi)部的各種公共設(shè)施建立完善的設(shè)備管理系統(tǒng)，如給排水、公共照明、綠化泵、變電站、電梯管理等。例如，在檢測到小區(qū)供水的主管道出現(xiàn)壓力下降的狀況時，管理系統(tǒng)就要按照預(yù)設(shè)程序控制自動連接二級增壓泵。一旦小區(qū)出現(xiàn)停電狀況時，管理系統(tǒng)就會自動控制發(fā)電機(jī)啟動，保障公共設(shè)施的供電。在小區(qū)內(nèi)，路燈和走廊燈的管理系統(tǒng)分別由控制中心控制器的切換時間確定，夜間采用聲控方式打開走廊燈，如果有居民在走廊行走時，走廊燈就會自動開啟。設(shè)備管理系統(tǒng)還能夠接入小區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，和其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)信息，從而實現(xiàn)一體化控制。

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧小區(qū)是信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的必然趨勢，亦是先進(jìn)科技在住宅產(chǎn)業(yè)中的全面應(yīng)用。引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧小區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體化、集成化以及移動化，整合不同系統(tǒng)和資源，改善小區(qū)的管理和服務(wù)能力，讓小區(qū)居民獲得高效、便利的服務(wù)。

（內(nèi)蒙古國能神東煤炭集團(tuán)工程項目管理公司）

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