電子技術論文發表智能小區控制網絡

　　本篇文章是由《計算機應用與軟件》發表一篇電子論文，注重刊登反映計算機應用和軟件技術開發應用方面的新理論、新方法、新技術以及創新應用的文章。本刊致力于創辦以創新、準確、實用為特色，突出綜述性、科學性、實用性，及時報道國內外計算機技術在科研、教學、應用方面的研究成果和發展動態的綜合性技術雜志，為國內計算機同行提供學術交流的平臺。

　　摘 要：本文介紹了智能小區、以太控制網及無線網絡的概念，提出了將以太控制網應用到智能小區中，組建一種靈活的小區智能控制系統。即在家庭中配置家庭控制終端，利用藍牙技術組建家庭網絡;在大樓和小區中采用以太控制網完成網絡構建。

　　關鍵詞：智能小區　以太控制網　家庭終端　大樓中心

　　信息化、智能化如今已經成為一種潮流。智能化的家居系統、智能化的建筑，已經成為人們生活中的重要組成部分。智能小區概念的提出已久，技術也日趨成熟。將以太控制網引入智能小區的網絡建設中是一條重要的途徑。

　　一、智能小區與網絡控制技術

　　1、智能小區。智能小區的根本特征在于網絡化，網絡化是小區智能化系統實現的前提和基礎。隨著網絡和通信技術的發展，Internet，Intranet和Infranet三網的融合成為可能，并成為未來發展的趨勢。

　　2、以太控制網。以太網是目前應用最廣泛的局域網技術，具有開放性、低成本和廣泛應用的軟硬件支持等明顯優勢。以太控制網最典型的應用形式是Ethernet+TCP/IP。他的底層是Ethernet，網絡層和傳輸層采用國際公認的標準TCP/IP。以太控制網容易與信息網集成，組建統一的企業網。以太控制網克服了現場總線的不足，更好的實現了控制網與信息網的集成，較好解決了Infranet與Internet和Intranet的融合問題，已成為控制網絡的新趨勢。

　　3、無線網絡技術。無線網絡技術是21世紀全球信息技術發展的重要標志之一。無線接入、無線局域網等技術在最近幾年得到了蓬勃發展。其中Bluetooth，802.11等技術已經日趨成熟。Bluetooth是1998年由Ericsson，IBM，Intel，Nokia和Toshiba五家聯合發起制定的近距離無線通信技術標準，具有低成本、短距離、小范圍等特點。Bluetooth在發射功率為0 dB(1 mW)時通信距離為10 m，當發射功率提高到20 dB(100 mW)時為100 m。Bluetooth工作在無需申請許可證的2.4 GHz的ISM頻段，采用FHSS技術，具有較強的抗干擾能力。遵循Bluetooth協議的設備能以無線方式接入Internet,Intranet和Infranet等網絡中。Bluetooth采取PPP連接協議，可構成由1個Master(主設備)和7個Slave(從設備)組成的Piconet，如果采用休眠-喚醒方式，則互聯設備數不受限制，但最多只能同時激活8個。

　　二、家庭和小區智能控制系統的構建

　　在將無線網絡技術和以太控制網相結合以后，構建的系統可以將整個小區實現無縫隙的智能化。從智能小區各單元的服務對象和工作范圍而言，整個智能小區系統可分割成家庭控制終端、大樓管理中心、小區管理中心3個層次。

　　1、家庭控制終端和家庭網絡

　　家庭控制終端完成了家庭控制網的集線作用，承擔對家庭智能儀表、安防設施等的綜合控制及與外部完成通信的功能，起到了小區系統中下位機的作用，是家庭網絡和大樓中心進行通信的關鍵器件。一個基本的家庭控制網絡上的終端設備包括各種智能化儀表、安防報警以及各種智能家電、PC等。方便、靈活、可靠是家庭網絡組網的要求。如今，家庭內部的控制網絡多以RS485總線構建為主。該種方式組網簡單、成本低廉、可靠性較強，但同時也存在不夠靈活、布線相對比較復雜的缺點。這種方式特別是對原有普通住宅進行智能化改造時較為復雜。而RS485的這些缺點恰好是無線網絡技術的長處，因而在家庭控制網中采用無線技術，對于智能家居系統有很大的意義。

　　設備主要分為2大類：一類為各種智能儀表設備和智能家電，這些終端的特點是從設備對主設備的詢問進行響應，并反饋信息;另一類為安防報警等終端，其特點為從設備對主設備發出的突發性信息，由主設備給出響應。兩類設備的優先級別不同，由于第2類從設備的信息直接關系著居住人的安全，故應該將其置于較高的優先等級上，而對于第1類從設備則處于相對較低的優先等級。對于不同類型的從設備，可以從藍牙設備的標識碼中進行區別。對于第2類從設備，在發現緊急情況后，主動喚醒藍牙裝置，并向主設備發出呼叫和報警，主設備確認后，切斷主設備與其他設備的連接，并不停的向大樓和小區發出呼叫和報警，直到大樓和小區發回應答信息為止。 對于第1類從設備，平時處于休眠狀態，等待大樓和小區發出的詢問，當大樓或小區發出詢問并由主設備確認詢問后，按標識碼尋找到詢問的對象從設備，并向該從設備發出詢問，喚醒從設備完成詢問要求的工作后，主設備得到從設備的回答，經過確認，向大樓或小區發回回答信息。

　　2、大樓管理中心與大樓網絡

　　大樓管理中心是整個大樓信息處理和控制的中心，也是聯系大樓內家庭控制終端和小區管理中心的樞紐。目前，大樓控制網絡采用的多是RS485總線或LonWorks總線技術。如果改用以太控制網，則可以和大樓信息網乃至Internet網結合，若采用802.11構建無線以太網，又可具有無線網靈活、架設簡單等優點。根據實際需要靈活的選擇有線或無線方式構建以太控制網，既適用在新建各智能大樓上，也可快速、靈活的完成普通大樓的智能化改造。相對于家庭網絡，大樓網絡的傳輸距離和速率要求都要高一些。為此，在組建無線以太網時候，采用了802.11系列標準。由于控制網絡一般信息傳輸量不是很大，故一般情況下采用最大傳輸速率為11 Mb/s的802.11b即可。該標準目前技術成熟，且產品價格便宜，選擇余地較廣。

　　對于大樓管理中心，配置幾臺PC作為大樓服務器，其主要工作是實現家庭與小區之間的通信，完成對家庭控制 系統的上級指令控制及大樓內公用設備的管理，這些PC承擔的就是整個系統中位機的任務。大樓管理控制中心的主要工作可由軟件完成，且軟件實現不是很復雜。程序實現方法可以采用類似家庭網絡的監控主從問答式。對于智能儀表的數據采集任務，可以由小區管理中心下達定時采集的指令，由大樓中心在小區中心規定的時間段內對各家庭發出采集指令，并對數據進行匯總，以大樓數據表的形式向小區進行報告，并向家庭回送本用戶的匯總信息。

　　3、小區管理中心

　　小區管理中心是智能小區的“大腦”，而小區網絡可以說是智能小區的“中樞神經”。小區管理中心負責的除了對各大樓的智能管理外，還要完成小區其他設施的管理。包括車輛與停車場管理、保安與巡更管理、小區門禁與出入管理、小區防越界管理、小區公用設施管理等。除上述監視管理功能外，小區中心同時提供用戶信息數據(如三表數據)供各用戶查詢。對于小區網絡可以采用以太控制網進行構建。由于小區網絡的通信信息量較大，同時小區網絡多在戶外條件下建設，并建成后變動不大，在此情況下，可選擇有線以太網。同時對于一些較獨立的設施和系統，可以采用無線方式實現作為有線的很好補充。

　　小區管理中心采用PC機作為上位機，利用VC，Delphi等進行軟件開發。軟件主要分為大樓(家庭)用戶數據采集及查詢模塊、報警監視模塊、小區保安與出入管理模塊、小區公用設施管理模塊和車輛管理模塊等。

　　總之，利用以太控制網藍牙技術構建小區控制網絡，能使小區網絡的靈活性與可擴展性大幅度提高，為控制網與信息網的集成奠定了基礎。系統進一步改進后，可全面實現Internet，Intranet和Infranet的融合，構建一體化的智能小區網絡。

　　參考文獻：

　　【1】金純，《藍牙技術》，電子工業出版社.

　　【2】鄭文波，《控制網絡技術》，清華大學出版社.