《数字社区物联网应用导则》的介绍

2011-06-07嘉兴学院

智能建筑与智慧城市 2011年10期

文｜嘉兴学院王斌

1 引言

随着信息科学理论研究的不断深入和信息技术的高速发展，信息学科的新理论、新技术已经成为提升建筑行业科技水平、促进行业发展的重要助力。物联网技术作为近年来信息科学领域的研究热点，已在一些领域得到初步应用。在居住小区（以下简称小区）中使用物联网技术，既有利于提高小区的管理服务水平，又有利于相关设备生产、集成企业的技术革新。另一方面，我国智能小区的建设已经形成一定规模，为物联网技术在小区的应用奠定了一定的基础。与此同时，产业链各环节上的企业都对物联网技术感兴趣，试图利用物联网技术提高企业的竞争力。鉴于目前没有专门的数字社区物联网应用依据和设计参考，全国智能建筑与社区标准化委员会特组织相关企业编写了《数字社区物联网应用导则》，为社区规划和建设单位、智能家居和智能小区系统设备厂商、社区及住居生活服务商提供明晰的指导意见，以期促进行业有序发展。

2 智能小区目前存在的问题

物联网技术在小区的应用必须立足于解决小区建设中的实际问题。近年来，在智能小区建设中主要出现了三个层面的问题。物联网技术为这些问题的解决提供了可能。

（1）技术层面

目前，智能小区建设中存在一些亟待解决的技术问题，比如现有周界防范仍存在一定的误报和漏报现象，难以满足复杂情况下的小区安防要求，又如楼宇对讲能提供的访客信息较少，仍存在一定的漏洞。物联网具有强大的“感知”和智能数据处理功能，它的应用能够解决这些问题。

（2）运营层面

智能小区在建成以后需要很高的营运成本：智能小区对操作人员的技能要求相对较高，造成人力成本增加；另外，智能小区的设备维护成本同样也比较高。如果采用传统的物业模式，不但将增加小区业主的负担，而且不利于智能小区的可持续发展。物联网技术采用开放的结构，使在小区范围内开发增值服务产品成为可能，为小区物业提供了新的营运模式。另一方面，与物联网紧密结合的云计算技术为降低小区营运的软件成本提供了可能。

（3）发展层面

即使智能小区采用物联网技术，得到了很好的运营，其提供的服务也可能因受到小区地理位置的限制而无法拥有更为丰富的内容。与数字社区结合的物联网技术可以很好地解决这一问题，并使智能小区作为数字城市的消费单元进一步融入数字城市的体系。

因此，本导则中对物联网技术的应用侧重于在智能小区弱电系统和智能家居家庭网络系统的基础上建立，服务于人们的生活、工作和学习的应用体系。通过建设物联网系统，小区既可以经由智能管理和控制，为社区居民提供更加便捷、舒适的生活环境，降低水、电、气、热等能源的消耗；又可以通过电信、电视、数据网络与教育、医疗、安防、电子政务等服务系统连接，成为数字城市的有机组成部分。

3 数字社区物联网

3.1 标准化原则

（1）可操作性原则

要使行业产业链上的企业能够按照标准进行研发、生产、施工和使用，并且需要花费的代价较小；要与现阶段行业企业的实际情况相匹配，使数字社区物联网的应用切实可行。

（2）实用性原则

数字社区物联网总体上要与传统的智能小区设施有所区别，不仅要解决智能小区建设的实际问题，而且要面向用户提供区别于传统智能小区的功能，让末端用户感到物联网应用确实有用。

（3）可持续性原则

兼顾行业企业现状的同时，又要引导企业向技术要求更高，提供服务更优质的方向发展。

3.2 基本概念

数字社区物联网是一种使社区中的末端设备和设施通过各种网络（无线/有线的长距离/短距离通信）实现互联互通、应用大集成，以及基于云计算的SaaS运营等，提供安全可控的社区安防、环境监测、人员定位、小区车辆管理、家居智能化、家庭健康等管理和服务功能，保证人们在社区内得到舒适、安全的服务的网络。社区中的末端设备包括两类：具备通信功能的设备和可利用RFID、红外等进行识别的设备。前者如智能传感器、移动终端、社区安防系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，后者如RFID社区卡、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”。

相比传统的技术，物联网技术在小区中的应用借助感知技术提供更多小区服务的特点。有些服务和虚拟社区相结合，已经超出了智能小区的范畴。本导则提出数字社区物联网的概念，数字社区突出依托于实际社区的虚拟应用，物联网则为应用提供硬件支持。

3.3 参考模型（如图1所示）

数字社区物联网是面向数字社区的专用网络系统，具有以下特点：

◆ 数字社区物联网的感知功能是通过摄像头、门禁、红外探测器等小区专用设备实现的；

◆ 数字社区物联网设备层的设备隶属于不同的小区子系统，设备之间的连接是通过完成基本应用实现的；因此基本应用层既实现物联网应用层的部分功能，又实现数字社区物联网网络层的功能；

◆ 数字社区物联网的应用大集成是通过增值服务来体现的；增值服务是数字社区物联网应用价值的体现，同时又是具有营运特征的技术实现方式。

在现阶段，数字社区物联网的互联体现的是子系统之间的数据互联互通。最便捷的方法是在社区综合服务器上利用中间件技术来实现。社区服务器上原有的数据基于一个表示层，可更准确地表达小区的实际情况，可感知性更强。依据数字社区物联网的特点，可将其分为设备层、基本应用层和增值服务层。

（1）设备层

设备层由数字社区内所有的智能小区系统的电气设备和智能家居系统的电气设备共同组成，包括社区数字照明设备、摄像头监控设备、周界报警设备、停车场管理设备、可视对讲终端设备、家庭自动化设备、家庭安防设备、家庭能耗计量装置和家庭信息终端设备等。设备层设备应具有以下特征：

图1 数字社区物联网体系图

◆ 具有数字化信息接口，可以通过总线（或网络）与上一级设备进行双向通信；

◆ 具有物联网接口（RFID等可扩展的感知接口）；

◆ 能够为基本应用层提供数据服务。

（2）基本应用层

基本应用层分为两个部分：智能小区系统和智能家居系统。智能小区系统主要完成智能小区的任务，主要包括照明管理、安防管理、停车场管理、小区环境管理和物业管理等。智能家居系统是每一户智能家居的功能单元，任务包括家庭娱乐、场景管理、安防联动、能量管理和定制服务几方面内容。基本应用层设备（软件）除具有本身的功能外，还应具有以下特征：

◆ 具有数字化信息接口，可以通过总线（或网络）与上一级设备进行双向通信；

◆ 具有物联网接口，具有RFID等可扩展感知接口的增强扩展功能；

◆ 具有上级服务的功能，能够为增值服务层提供必要的接口和服务。

（3）增值服务层

增值服务层是数字社区物联网应用的价值体现之一。增值服务的接口由社区综合服务器提供。增值服务提供商可以是物业，也可以是外部的专门的提供商。增值服务层应具备以下特征：

◆ 各项服务通过中间件和社区综合服务器（或家庭综合业务网关）相连接，应适用于多种软硬件平台；

◆ 增值服务是基本应用的扩展，满足用户对某种服务的特定服务要求，须以基本应用为基础；

◆ 可使数字社区更好地支持数字城市的建设，更有助于数字社区成为数字城市的必要功能单元。

3.4 建设构成

数字社区物联网可由社区物联网基础设施、智能小区系统、智能家居系统和社区服务组成（按小区建设次序排列）。网络基础设施包括社区基础网络、社区综合服务器和家庭综合网关。智能小区系统和智能家居系统相比于传统的系统更加注重信息的传输和开放性。社区服务是对物联网感知的数据和互联网数据加工处理以后形成的服务业务。

4 应用分级

为使不同类型、不同居住对象、不同建设标准的数字社区合理配置物联网系统，小区按功能设定、技术含量、经济投入等因素综合考虑，划分为一星级、二星级、三星级三种类型。

（1）一星级

一星级数字社区物联网应用应重点加强社区基础网络的建设，为社区未来的升级奠定基础；在基础网络上运行一定的社区服务；通过社区基础网络加强社区内住宅与社区管理的信息联系，提升社区服务水平。

（2）二星级

二星级除具备一星级的全部功能之外，应重点加强智能小区部分的建设。在数字社区物联网基础网络、智能小区的建设方面，其功能及技术水平应有较大提升。在建设数字社区时选择的智能小区设备、网络和服务平台应能充分发挥物联网技术的优势，提供优质的社区公共服务，如安防零漏洞等。在对社区住宅进行智能家居建设时，应充分发挥家庭综合业务网关与社区综合平台互联的优势，提供一定的家庭服务。总之，二星级数字社区物联网的应用应大幅提高现有社区的自动化水平，促进社区网络和家庭网络的融合，使人们在小区中的生活更加安全、便捷和舒适。