基于物联网的智能社区系统研究

马冬来，张文静

（1.河北软件职业技术学院，河北 保定 071000；2.河北农业大学 信息科学与技术学院，河北 保定 071001）

基于物联网的智能社区系统研究

马冬来1，张文静2

（1.河北软件职业技术学院，河北 保定 071000；2.河北农业大学 信息科学与技术学院，河北 保定 071001）

随着信息技术的不断发展和生活质量的逐步提高，人们对家庭及社区生活的智能化提出了更高的要求。物联网技术被认为是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命，它的诞生为“智能化生活”提供了技术支持。运用物联网核心技术，结合智能小区和智能家居的功能需求，设计了一种基于物联网的智能社区系统，初步实现了生活“智能化”的基本要求。

物联网；智能社区；智能家居

现代科技的进步，极大地提高了人们的生活水平。人们已从对居室的物理空间和装修豪华的需求提升到更舒适更智能化的需求。物联网被认为是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命[1]，其“物物”相连的技术核心为生活智能化的实现奠定了技术基础。

一、物联网

物联网（The Internet of Things，IOT），简单的说，是指“物物相连的互联网”。物联网有两个方面的含义：一方面，物联网具备同互联网一样的所有的功能，并且在不同的物理实体之间可以相互通信；另一方面，物联网将虚拟网络和物理实体相互连接，使人类可以在超越了空间的局限性外对物理实体进行有效的控制[2]。更深层次的理解是，第一，互联网依然是物联网的核心和基础，物联网是在互联网基础上的一种延伸和扩展；第二，相对于互联网而言，物联网将用户端延伸扩展到了不同的物体之间，使得“物物”进行信息交换和通信。

关于“物联网”到现在还没有一个统一的定义，普遍认同的是“物联网是按照预定的协议，把互联网和物体相连接，通过红外感应器、射频识别（RFID）装置、激光扫描器和全球定位系统等各种信息传感设备进行信息的通信和交换，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络”。其中，物联网中的“物”必须具备如下几个条件：

（1）具有唯一的标识；

（2）包含通信模块以便可以进行信息的接收和传输；

（3）具有CPU存储和控制功能；

（4）遵守物联网的相关协议。[3]

二、智能社区

将小区的物业管理、小区服务、安全防范及小区的公共设施利用一个高度集成的计算机通讯网络连接起来，对小区进行最优化的智能管理，营造安全、温馨、自由、舒适的居家环境，这就是所谓的“智能社区”，它是物联网信息时代的产物[4-7]。

智能社区的功能特征主要有以下几点：（1）社区应具备为住户提供多种多媒体信息服务的能力；（2）社区可以提供信息化的小区服务管理，对公用设施进行全面监控管理，并且具备完善的安保措施；（3）社区内的家庭住宅要有智能的生活配套服务设施，具备完善的综合安保防灾措施；（4）住宅与社区、住宅与社会之间要具有高度的信息交互能力。[8]

三、基于物联网的智能社区

（一）物联网智能社区的特点

基于物联网的智能社区指的是利用智能控制技术、系统集成技术、网络融合技术及互联网技术在服务、功能及空间上对住宅社区进行扩展，使其具有人性化的服务，完备的功能，智能的空间，并且可以高质量、低成本地满足居民的服务要求。具体来讲，就是智能社区所具备的功能，既要满足居民对高品质生活的需求，又能提供民主、开放的环境平台以方便人们相互间的无障碍交流以及便捷地参与经济、政治、文化等社会活动。

与传统的智能社区相比，基于物联网的智能社区具有以下优点[9]：

（1）基于数量众多且分布广泛的各种传感器，物联网智能社区可以感知并获取社区空间的各种信息。

（2）物联网智能社区的居民具有最高的对“物”的掌控水平。在物联网智能社区内，一切“物”，全部IP化，再结合基于IPV6协议的物联网寻址技术，可以实现对“物”的控制、管理与跟踪。

（3）物联网智能社区更开放，更透明。居民可以随时随地在由门户网站、电子政务、电子商务等互联网络构建的信息交流平台上，提出自己的意见，阐述自己的观点。

（4）物联网智能社区可以为决策者提供更为便利的工作环境。网络信息交流平台，可以将居民的诉求真实、快捷地传递给决策者，为决策者提供管理方法和决策依据。

（二）物联网智能社区的系统架构

基于物联网的智能社区系统分为设备层、应用层和增值服务层[10]。

（1）设备层。主要由社区的电气设备（数字照明设备、停车场管理设备，周界报警设备、摄像头监控设备）和智能家居系统的电气设备（家庭能耗计量装置、家庭安防设备、家庭自动化设备、家庭智能终端和可视对讲终端设备等）共同组成。

（2）应用层。由智能家居系统和智能社区系统两部分组成。其中，智能家居系统指的是包括家庭娱乐、定制服务、安防联动、场景管理等方面组成的每户智能家居的功能单元。智能社区系统指的是物业管理、小区环境管理、停车场管理、安防管理及照明管理等管理任务的执行。

（3）增值服务。其主要任务是使智能社区成为智能城市的必要功能单元，使智能城市在智能社区的支持下得到更好的建设。增值服务额提供商可以是外部的专门提供商，也可以是物业，接口由社区综合服务器提供。

四、基于物联网的智能家居

（一）智能家居的定义

智能家居（Smart Home），又叫做智能住宅，是智能社区的核心单位。它以“住宅”为平台，集中计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、综合布线技术等关键技术，从各个方面对家居生活进行科学的统筹管理。基于物联网的智能家居系统通过各种传感设备，对信息进行识别、判断、传递、接受和控制，利用互联网连接各种安全设备和家用电器，形成集安全防护、设备控制、家庭通信等功能于一体的系统。基于物联网的智能家居系统具有实时性、及时性、无地域性和灵敏性的特点，整个系统主要包括下述五个部分。

（1）家庭娱乐中心：含有常用的天气预报、信息咨询等家庭信息，方便主人及时了解。

（2）家庭商务中心：可以让主人足不出户就能完成购物、支付、缴费等日常生活必需的工作。

（3）家庭医疗中心：物联网中接入家用医疗器械（血压计等），与社区医院联网后，医生可以方便及时地了解病人的身体状况，并作出诊断。

（4）家庭安防中心：物联网中接入家庭安防设备（烟雾探测器、摄像头、红外探测器等），主人可以不受时间、地点的限制，了解家里的安全动态。

（二）智能家居的网络结构

智能家居网络结构的任务是将家庭网关与各类终端互联，通过物联网或互联网技术实现住户对设备的远程控制与监测[11]。图1是一个典型的智能家居网络结构，家庭服务器（家庭网关）是整个网络结构的核心设备。家庭网络按照设备之间或设备与网关连接的介质和协议类型，划分为不同的网段，不同网段间的连接通过网关来实现。如图1左侧的AV网，VCR、数字电视、DVD视频设备通过1394互联；用802.15.4或蓝牙将生活网中的各种家用电器以无线方式与家庭网关相连。

家庭网关的主要功能是实现家庭内部网段间的连接转换及家庭内部网络与外部网络的连接转换，它是整个家庭网络的核心。

（三）智能家居的发展趋势

目前，智能家居的发展仅仅处于起步阶段，未来的发展还有很多问题需要研究。

（1）传感终端设备技术。传感器是物联网的重要部件，RFID、二维码、传感器等传统的物联网接入技术需要进一步成熟。另外，还要研发移动网络（CDMA等）、宽带等与传感网络的融合。

（2）物联网智能家居体系结构。应建立统一的标准，实现各个生产厂家的相互兼容。

（3）成熟的商业产业链。目前的智能家居产品成本相对较高，需要成熟的商业产业链来推动其发展。

图1 智能家居的物联网结构

五、结束语

继互联网之后，物联网的出现再一次改变了人类传统的生产生活方式，为信息化水平的提高提供了新的思路。目前在我国，物联网的发展还处于初级阶段。物联网技术的发展程度取决于物联网应用的发展。本文针对智能社区的应用要求，设计出了基于物联网的智能社区系统架构。在实际应用中，除了智能社区的各项传统功能的实现外，还要注重各种细节。不断成熟的物联网技术，将会逐步完善智能社区的各项服务及系统功能，从而为业主提供更多贴心的服务。未来，基于物联网技术的智能社区将会迎来智能化的新纪元。

［1］蒋科，俞建峰.物联网在十大重点领域中的应用前景［J］.物联网技术，2012（10）：81-83.

［2］赵瑞芬.关于物联网智能家居的初探［J］.科技信息，2010（8）：199.

［3］吴晶晶，胡艳蓉.基于物联网的智能家居系统设计［J］.软件导刊，2011，10（8）：69-70.

［4］刘志红，邢红.智能化小区简介［J］.科技情报开发与经济，2000（1）.

［5］尤丽华.谈住宅小区智能化系统设计［J］.陕西建筑，2006（8）.

［6］刘孝利.国外智能小区发展历程［J］.数字社区&智能家居，2008（3）.

［7］王宗峰.小区智能化浅谈［J］.中国科技信息，2005（17）.

［8］孙国兵，徐辉，瞿晓波，顾征宇.基于广电网络的智能社区建设的思考［J］.有线电视技术，2012（5）：96-99.

［9］王慧强，王振东，陈晓明.物联网关键技术及其应用研究［J］.大庆师范学院学报，2011，31（3）：1-5.

［10］朱顺兵，张永刚.智慧社区与物联网智能家居［J］.智能建筑与城市信息，2012（12）：53-57.

［11］张巍巍.基于无线传感器网络的智能家庭应用研究［D］.西北工业大学，2006.

On the Intelligent Community Systembased on EPC System Network

MA Dong-lai1，ZHANG Wen-jing2
（1.Hebei Software Institute，Hebei Baoding 071000，China; 2.College of Information Science&Technology，Agricultural University of Hebei，Hebei Baoding 071001，China）

Withthe development of informationtechnology andthe quality oflife，people put forward higher requirements of intelligent family and communitylife.The EPC SystemNetworktechnology is regarded asthethird revolution of informationtechnology followingthe computer and internet.It providestechnical support forthe birth of“intelligentlife”.Combined withthe core of the EPC SystemNetworktechnology andthe functional requirements of the intelligent community and home，asystembased on an EPC systemnetwork of intelligent community is designed，realizingthe basic requirements of intelligentlife.

EPC system network;intelligent community; intelligent home

TP393

A

1673-2022（2014）01-0063-04

2013－11－12

2012年度保定市科学技术研究与发展计划项目（12ZG004）

马冬来（1981-），男，回族，河北保定人，讲师，硕士，主要从事物联网技术研究；张文静（1981-），女，河北邯郸人，讲师，硕士，研究方向为人工智能。