高新技術賦能下的智慧化社區建設

摘要：該文探討高新技術在智慧化社區建設中的應用，并分析這些技術如何賦能社區發展。首先，簡要描述了智慧化社區建設的現狀和需求；其次，對高新技術在智慧化社區建設中的應用進行概述和案例分析，研究了人工智能、物聯網、大數據等領域的技術應用對社區改善和發展的影響；探討了高新技術在提高社區管理效率、改善居民生活質量、推動環境保護等方面的優勢，以及如何應對技術更新、信息安全和個人隱私保護等挑戰；最后，提出了智慧化社區建設的發展策略，以期促進社區更高效、更便利、更可持續地發展。

關鍵詞：高新技術；智慧化社區建設；物聯網；人工智能；大數據

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.05.049

中圖分類號：TP 399" " " " " 文獻標志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）05-0-04

The Construction of Intelligent Communities Empowered by High-tech

LI Jie

（School of Electronic Information Engineering， Beihai Vocational College， Beihai 536000， China）

Abstract： This article explores the application of high-tech in the construction of smart communities and analyzes how these technologies empower community development. Firstly， a brief description was given of the current situation and needs for the construction of smart communities; Secondly， an overview and case analysis of the application of high-tech in the construction of smart communities were conducted， and the impact of technological applications in fields such as artificial intelligence， the Internet of Things， and big data on community improvement and development was studied; Explored the advantages of high-tech in improving community management efficiency， improving residents' quality of life， and promoting environmental protection. And how to address challenges such as technological updates， information security， and personal privacy protection. Finally， development strategies for smart community construction were proposed. To promote more efficient， convenient， and sustainable development of the community.

Keywords： high tech; smart community construction; internet of things; AI plus big data

1" "智慧社區發展現狀

近年來，物聯網技術與傳統信息技術充分融合，智慧社區解決方案應運而生，并在一些發達地區得到實施。智慧社區的典型應用包括智慧家居、智慧物業、智慧政務和智慧公共服務。

（1）智慧家居是一種家庭信息化網絡平臺，將家庭控制網絡和多媒體信息網絡融為一體。通過有線或無線方式接入因特網、公眾電話網、廣電網、社區局域網等網絡，利用家庭網關實現對電子信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保安設備和水電氣熱表的控制和設備間協同。

（2）智慧物業利用小區視頻監控網絡、各種傳感器網絡和小區寬帶網絡構建物聯網系統，實現智能的保安消防、垃圾回收清運、停車場管理、日常設備檢修與維護、環境監測、電梯管理等智慧服務。

（3）智慧公共服務利用信息共享與集成技術，實現社區醫療服務、一站式繳費服務、電子商務服務和養老服務。通過智能感知和識別技術，居家養老和社區養老實現智能化，針對老人獨自居家活動的狀態，感知老人的身體健康狀況，并由社區醫院、醫護人員、社區服務人員和家屬提供相應的關懷和支持。

（4）智慧政務對部門、科室和社區業務進行科學分類、梳理和規范，創新服務管理模式，提高服務管理的規范化和精細化水平，實現社區一站式服務、社區經費管理、綜治維穩和社會救助等社會管理與公共服務職能[1]。

2" "智慧社區平臺需求分析

智慧社區平臺旨在通過科技手段提升社區管理效率，改善業主生活質量。其功能包括提高社區管理效率、提供便捷生活服務、增強社區互動參與，并為智慧城市建設提供支持，推動城市發展和提升居民幸福感。該平臺需提供社區管理、安防監控、生活服務以及數據統計分析等功能。

具體而言，智慧社區平臺需要包含居民信息管理、住戶出入登記、公共設施設備維護等社區管理功能，支持信息集中管理，方便管理者統一調度監控。安全監控方面，平臺可通過安裝攝像頭、傳感器等設備實現對社區內外環境的監測預警。同時，提供便捷生活服務支持，如在線維修報修、物業繳費、社區活動報名等，業主可在線提交需求，獲得反饋跟蹤進度。此外，平臺還應具備數據統計分析功能，幫助管理方了解業主生活習慣、需求問題，以便調整服務改善環境。

3" "智慧社區平臺應用與軟件設計

智慧社區利用人工智能、物聯網、移動互聯網、云計算等技術，對社區入口、公共區域、單元門口和住戶家庭進行高度整合，形成“平臺＋產品＋運營”的服務模式。這有助于提升社區治理和管理水平，改善公共服務，并實現智能化便民服務，從而打造安全、便利、高品質的智慧社區。

智慧社區平臺主要分為硬件系統和軟件平臺兩大類。硬件系統主要包括人員出入管理和社區安防兩部分內容。而軟件平臺則涉及兩個方面，分別是管理端和用戶端。

3.1 人員出入管理

人員出入管理系統管理對象分為人和車兩大類，用于保障社區安全，打造業主出入一臉通或一卡通，訪客快速出入，智能停車等便捷生活環境，融合通道閘機、門禁系統、訪客系統、智慧停車管理系統。

3.1.1 人行通道管理系統

在社區出入口處使用通道閘機設備，并通過雙向人臉識別技術，實現進出社區的人臉識別。這樣一來，不論是進入還是離開社區，都需要進行人臉識別。這種做法一方面可以防止未經授權的人員私自進出社區，從而降低社區的安全風險；另一方面，也能有效防止兒童隨意進出社區導致意外事故發生。對于中小學生而言，在進出社區時會被記錄下來，相關信息將發送到業主的移動端。通道閘機設備采用面部識別算法ZKLiveFace5.8，其識別率高達99%，活體檢測使用雙目光電及活體識別算法，有效防止他人使用打印照片、視頻或3D面具等冒充業主，具備很強的防偽性能，同時滿足在0.5～2 m范圍內快速識別人臉和身高范圍。攝像頭分辨率為800×1 280，配備300萬像素超低照度寬動態攝像頭，能夠在極端光線下清晰準確地識別人臉。設備可接入管理端后臺數據庫進行比對，實時上傳比對結果，通過門禁基于人臉對比結果進行判斷，控制門禁、閘機或通過服務器進行遠程門禁互鎖、報警輸出、輔助輸入以及門磁人員管理等功能。后臺數據庫需要滿足50 000個本地人臉庫容量和卡容量，可以實現對50 000名人員的管理，包括增加、刪除、修改和查詢等操作[2]。

3.1.2 智慧訪客系統

通過使用不同的通行媒介，業主和訪客可以具備不同的園區通行權限，實現對訪客的管控以及為業主提供便捷通行服務。傳統的訪客管理方式相對簡單，只需人工登記并拍照記錄就能進入社區。

智慧訪客管理系統采用混合云部署方式，線下部署閘機系統、訪客機、停車場設備以及迎賓信息屏等終端設備，并通過管理平臺開放標準完善的API接口，支持與物業OA系統對接人事和組織架構基礎資料。在線上，通過云平臺與微信公眾號平臺無縫對接，實現移動端、云端、線下系統和終端設備之間的實時數據交換，從而實現線上預約和終端設備驗證，完善訪客管理流程。

智慧訪客系統采用可通過微信掃碼關注被訪社區的物業微信公眾號進行訪客預約的方式，并將預約信息上傳到業主終端。經過業主審核后，信息會上傳至物業管理端。訪客在簽到時，可通過微信掃碼進行驗證通過，方可進入社區。物業可以根據需求擴展門禁和停車管理模塊，訪客通過人臉識別、二維碼識別、RFID識別等方式可進入相關區域，并提供訪客機終端、門禁記錄、車牌識別記錄等多種功能。

3.1.3 智慧停車管理系統

智慧停車場是在傳統停車場的基礎上進行升級和改造，通過應用智能技術和創新管理模式，提供便捷、高效、智能化的停車服務，并解決傳統停車場存在的問題和痛點。智慧停車場包括車輛識別系統、智能停車位引導系統、環境監測系統以及遠程監控和控制系統等多個子系統。

車牌識別系統采用計算機視覺和模式識別等技術，通過圖像處理和模式匹配自動檢測和識別車輛上的車牌號碼。使用深度學習算法如神經網絡，通過大量車牌圖像訓練，實現高準確率的車牌識別。這樣可以準確記錄車輛信息，確保停車場安全管理的效率[3]。

智能停車位引導系統采用計算機視覺技術，通過攝像頭獲取停車場圖像，并利用深度學習中的卷積神經網絡目標檢測算法實現車輛數量統計和識別。通過機器學習的決策樹算法分析歷史車流量和停車需求的數據，預測車輛流量和停車需求，并根據實時數據向車主提供可用停車位的位置和數量等信息。

環境監測系統主要提升停車場內的安全性和突發事件的應對能力。停車場部署煙霧報警器、火焰探測器、溫度和熱傳感器等探測終端。通過實時分析終端返回的數據，利用智能算法可以增強火災檢測的準確性并降低誤報率。例如，通過機器學習算法識別和分析不同火焰和煙霧模式，實現更精確的火災檢測并提供準確報警。在常年暴雨地區，需要在停車場內部署浮球式傳感器、電容式傳感器或壓力傳感器等傳感器，檢測停車場內水位變化，觸發警報信號。水災監測系統可使用深度學習算法識別水位變化趨勢和異常情況。

遠程監控和控制系統通過互聯網連接和遠程監控系統，可以隨時查看停車場的監控圖像，并進行遠程控制和操作。這使得可以及時采取措施，如關閉閥門、啟動噴淋系統等，以防止火災或水災擴散。

3.2 社區安防系統

社區安防系統提供全方位的安全保護，確保社區居民的生命和財產安全。系統包括視頻監控、入侵報警、智能巡邏機器人等多個子系統。

視頻監控系統主要起到威懾作用，可減少犯罪事件的發生。系統實時監控，及時發現異常情況，如火災、盜竊等，以便采取緊急救援措施。引入人臉識別技術，快速驗證和識別進出社區的人員身份。通過深度學習和機器學習算法，系統可以準確識別人臉特征，并與居民信息數據庫比對，提高安全性和管理效率。結合行為識別技術對監控視頻進行智能分析和識別。利用深度學習算法自動識別和報警異常行為，如闖入、物品遺留等。這有助于盡早發現潛在安全風險，提高反應速度和安全保障水平。通過云計算和大數據技術，對視頻監控系統中的數據進行集中存儲和處理，實現分布式計算和存儲。系統可以通過對監控數據的分析和挖掘，發現隱藏模式、關聯和異常情況，提供更全面深入的安全分析和預警[4]。

入侵報警系統通過安裝傳感器設備檢測周邊環境是否存在入侵行為，實現快速響應。一旦發生入侵，系統會立即發送報警信號，以便相關人員及時采取行動。

智能巡邏機器人可以自動巡邏社區，通過AI算法實時監測周圍環境。傳統的巡邏方式無法做到全天實時監控，且巡查人員與管理中心溝通存在滯后。利用智能巡邏機器人可以降低工作負擔，減少人力成本，提升效率。

社區提供App管理平臺給業主使用，業主和物業管理人員可以便捷地與安防系統交互。業主可通過App實時查看社區監控畫面，了解社區情況。發生異常時，業主可通過App接收報警信息，并進行緊急反饋。

3.3 平臺軟件設計

智慧社區平臺軟件旨在提升社區管理效率和改善業主生活質量。該平臺分為管理端和客戶端兩部分，服務于社區管理員和居民。管理端通過分布式架構實現功能模塊獨立服務，并支持水平擴展。采用微服務架構，各模塊間通過API通信。前端設計采用響應式技術，支持多設備訪問，利用HTML5、CSS3和JavaScript等技術，提供良好的用戶界面和交互體驗。后端采用分布式架構，基于Spring Boot和Spring Cloud等框架建立，以實現模塊化、可擴展和高可用的服務。數據庫選擇關系型數據庫如MySQL或PostgreSQL，確保數據完整性和一致性。

3.3.1 管理端

管理端涵蓋居民管理、社區活動、物業管理以及數據統計等功能模塊。居民管理模塊負責輸入、查詢和更新業主信息，包括個人信息、住房情況和家庭成員等。社區活動模塊供管理員發布通知、公告、組織活動，業主可通過客戶端查看并瀏覽歷史公告。物業管理模塊包含小區設施設備檢查維護、報修處理反饋以及物業費收取等功能。數據統計模塊用于統計分析社區居民數量、樓棟狀況、物業投訴等關鍵指標，為決策提供數據支持。

3.3.2 客戶端

客戶端前端采用原生移動應用開發技術，如Swift for iOS和Kotlin for Android，開發特定客戶端應用。后端提供RESTful API接口供客戶端調用，與管理端通過Web服務進行數據交互。客戶端包括社區公告、社交互動、物業服務和生活便利等功能模塊。

業主通過社區公告模塊查看最新公告和及時通知，社交互動模塊支持動態發布、評論、點贊、關注等功能，促進社區內交流。物業服務模塊提供報修、繳費、投訴反饋等服務，方便業主進行各類社區操作。生活便利模塊提供商家信息和優惠活動，便利居民獲取生活相關信息。客戶端設計應簡潔明了、易操作，符合用戶習慣。

新增定位功能，提供周邊設施服務導航和推薦。引入人工智能技術，根據用戶偏好和歷史行為，推送個性化信息和服務。

3.3.3 信息交互

在智慧社區平臺設計中，確保數據安全至關重要。信息交換和數據安全設計尤為重要。數據傳輸采用安全通信協議（如HTTPS）加密，確保傳輸機密性和完整性。使用SSL/TLS加密協議對數據加密，防止竊聽和篡改。采用訪問控制和身份驗證，保障授權用戶訪問，采用強密碼策略和多因素認證（如短信驗證碼、指紋識別）提升安全性。身份驗證服務（如OAuth）提供安全認證。

數據庫安全采用最佳實踐保護，使用防火墻保護數據庫服務器，定期備份數據，限制直接數據庫訪問和強訪問控制策略。對敏感數據加密存儲，使用加密算法（如AES、RSA），確保存儲數據安全。及時升級庫、框架和組件，保障系統安全和穩定性。實施權限控制，設定用戶角色和權限，確保不同用戶只能訪問獲得授權數據。采用數據隔離技術，確保數據獨立性。

4" "結束語

在高新技術的賦能下，智慧化社區建設正成為現代城市發展的重要方向。通過運用人工智能、物聯網、大數據等前沿技術，智慧化社區建設在提升居民生活品質、促進城市可持續發展方面具有巨大潛力。智慧化小區建設可以提升業主的生活質量。智能家居設備的普及和應用使業主可以通過手機等智能終端進行智能化控制，實現家居的個性化定制和智能化管理。智慧化小區建設通過智能安防系統、智慧停車系統等手段加強了社區的安全性和便利性。居民可以更放心和便捷地居住在智慧化小區中。然而，智慧化小區建設也面臨一些挑戰。隱私保護和數據安全問題需要得到充分的重視和保護。同時，數字鴻溝問題也需要解決，確保所有居民都能享受到智慧化小區建設帶來的便利和福利。

參考文獻

[1] 李軍治．智慧社區現狀與趨勢[J]．中國物業管理，2014（1）：46-48．

[2] 管清寶，劉乃運．物聯網技術在青奧村智能化系統設計中的應用[J]．智能建筑與城市信息，2013（07）：107-110．

[3] 卞守國．淺談智慧社區建設的實現方式[J]．住宅與房地產，2022（8）：56-60．

[4] 許志強．基于三網融合的智慧家庭服務系統的研究和模型[J]．中國傳媒科技，2013（09）：64-67．