基于组态技术的智能小区监控系统研究

许春香(中州大学工程技术学院，郑州450044)

基于组态技术的智能小区监控系统研究

许春香
(中州大学工程技术学院，郑州450044)

应用组态技术构建了智能小区监控系统。介绍了智慧小区系统硬件框架，利用组态王软件开发了含安全防卫、电梯运行、给排水、火灾报警、停车场、供配电系统、通风空调、灯光照明等多功能的监控系统，通过系统仿真运行，该系统稳定性、实时性强，实现了智能小区所需的各项功能。

组态王;监控系统;智能小区

随着国民经济和信息技术的高速发展，人们对住宅小区也有更多要求，智能小区应运而生，它利用信息技术、自动控制技术、身份识别技术、多网融合技术等，通过安全、高效的通信网络，建立一个由智能控制中心监控系统、安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及智能家居系统等组成的功能多、效率高的智能监控系统，不仅满足了人们的空间和环境的要求，还能提供安全、高效、便捷、舒适的各项服务，实现了住宅小区的智能高效的管理和信息开发、互联互通的数字化生活。因此，开发一款适合城市发展的智能小区监控系统十分必要。

1　我国智能小区现状分析

智能小区是智能建筑与现代住宅小区的一个完美结合，它的设计目的非常明确，就是在确保安全的前提下，满足人们的各种需求，为人们提供高效、便捷的各类信息服务，并可以有效降低管理成本和节约能源。

我国的智能小区一般是指按《智能建筑设计标准》(GB/T 50314－2006)进行设计的智能住宅小区。虽然智能小区建设在我国起步较晚，但其发展势头非常迅猛，目前在我国的一线城市均有开发出来的高科技且具有国际水准的智能小区，如上海的“怡东花园小区”、广州的“汇景新城小区”等都得到了消费者的亲睐。2013年9月，武汉的“后湖汉口城市广场”，它涵盖1000余户商家、5000余户居民，是全国首个把城市一卡通应用于居民生活的小区。在这里人们无论是搭乘地铁公交、小区出入、车库停车，还是商城购物、各类消费，以及收缴水、电、气、物业等各种费用，统统一卡搞定。总之，我国的智能小区，在经济高速发展和网络技术的不断进步的背景下，进步很快，其优点在节能、高效、低碳等方面十分突出，为人们的生活提供舒适便捷的服务。据不完全统计，我国每年新增的建筑面积约20亿平方米，并且有政府的多项优惠政策，所以，我国的智能小区具有良好的发展前景和空间。

但是，由于我国各地区的经济发展状态不同，人们的收入水平差异较大。目前，国内除少数发达地区的中高档小区外，绝大多数小区监控系统技术水平处于中低档，智能化程度相对较低。受经济水平和技术积累等多种原因影响，多数小区离实现高性能的智能化存在较大差距。另外，还有几方面问题影响着我国智能小区的发展。第一，在行业标准上，我国智能小区存在标准不统一，在设计使用过程中存在设备配备问题，容易造成人员和设备的浪费问题。第二，在系统设计中存在功能过剩，利用率低的问题，有些小区为增加卖点，盲目追求系统多功能化、复杂化，而在实际运作中却是效率低下，维护性费高的问题。第三，智能小区技术储备不够，在实际运作过程中，由于技术能力低，导致维护费用大幅增加，有的甚至成为一种摆设，浪费极大。所以，设计一款适合当地实际情况的、具有性能稳定可靠性高的、且具有一定前瞻性的智能监控系统十分必要。

2　智能小区监控系统构建

本系统以某省会城市某小区为例，该小区总建设面积约为10万平方米，其中6万平方米为住宅，其余为公用建筑，入住住户约4000户。综合系统功能、设备稳定可靠性、安全高效等方面考量，本着高性价比和可持续发展的设计原则，进行了该小区的智能监控系统研究，建立了集小区综合物业管理中心与安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及家居智能化的综合管理和服务平台，有效的提高了物流管理效率，起到了节约成本，便捷服务功能。

2．1总体方案

根据对该小区的综合考评，得出该系统总体设计方案，如图1所示。该系统有公共安防系统、楼宇监控系统、物业管理系统、家居系统等四大系统组成。

图1　系统框图

(1)公共安防系统，主要完成小区公共区域的巡防报警、视频监控、小区广播、出入门禁以及公共消防等功能。

(2)楼宇监控系统，主要完成小区供配电系统、空调系统、供水系统、照明系统、电梯系统以及喷淋和灌溉等子系统的集中监控和管理功能。

(3)物业管理系统，主要完成停车管理、水电气等多表的远程抄表电子收费，并提供各类数据查询服务。

(4)家居系统，主要完成可视对讲、家庭防火、防盗等功能。

本系统的网络结构采用的是分层分布式，主要包含三个层，分别为:顶层数据处理与管理层、中间层通信接口层和底层现场测定与执行层。

(1)数据处理与管理层主要有上位机和组态王软件构成，其主要功能是上位机通过组态王软件实现对四大系统的实时控制和统一管理，其实现过程都是在人机友好界面中执行的，能够完成各类数据存储、报警提示、故障诊断、远程通信、控制和监测等功能，还能方便地配备现场参数、改变运行状态等，如空调系统参数调节、远程路灯通断控制、电梯运行状态调节等功能。

(2)通信接口层主要完成顶层和底层的网络通信工作，实现层与层之间的数据交换，起到上传下达互联互通的作用。

(3)现场测定与执行层主要有各类智能设备和各类传感器组成，其完成功能主要有现场数据采集与上传、现场实时监控、执行顶层的各类命令等。具体设备如温度传感器、火灾探测器、PLC、变频器、智能开关、各类监控头等。

2．2监控系统设计

监控系统设计选用组态王软件，它是国内亚控公司开发的一款软件，具有功能多、稳定性好、操作方便等特点，它提供了丰富的模块和大量的通用硬件设备的驱动系统，支持web发布、提供各类报表、和曲线。整个监控系统按功能可分为:现场设备组态与通信模块、系统监控画面组态设计模块、数据库模块和整体系统设置模块。

系统监控画面建立了集系统管理、火灾报警、安全警戒、供配电系统、空调通风系统、给排水系统、图像监控系统、门禁安检系统、停车场、灯光照明系统、电梯监控系统、远程抄表系统和各类数据查询监控系统等25个监控画面，如图2至图7所示。各画面间通过菜单控制可灵活切换。

图2　系统管理界面

图3　供配电系统界面

图4　火灾监控界面

图5　给排水界面

图6　空调通风界面

图7　电梯控制界面

数据库模块是组态王的核心工作，只有准确对每个数据变量的名称、类型、初始值、数值范围、连接设备等进行设置，以整体封装的形式与组态画面中的图形对象进行对应，建立数据变量链接关系，才能实现动态画面链接。本监控系统因数据量大且需长期保持，考虑到运行速度和系统稳定性等问题，选用分布式的Access数据库，利用组态王提供的ODBC接口进行数据传输。

以门禁和安防为例，其调用数据库操作有:

SQLInsert(DeviceID，“门禁记录数据表”，“门禁操作”);

SQLInsert(DeviceID，“周界防卫记录数据表”，“周界防卫”);

数据库查询通过KvDBGrid Class控件来实现，属性设置完毕后即可通过命令语言实现数据查询和打印工作，如查询全部记录:

grid1．FetchData();grid1．FetchEnd();//查询全部记录;

grid1．Print();//打印记录;

grid1．SaveToCSV(“e:znxqdata．CSV”);//保持记录。

3　系统仿真调试

系统调试过程是个反复试验反复修正的过程，其具体步骤如图8所示。系统仿真通过组态王提供的虚拟设备仿真PLC来实现，其过程和实际开发过程是不同的，实际过程上位机必须先通过接口电路与外部硬件设备建立通讯连接，并正确定义I/O变量后，才能实现组态王对外设的监控功能。

以小区停车场系统为例，选用外部设备西门子S7－300型，利用西门子S7－300上扩展的CP343－1以太网模块和上位机的通用以太网卡通过TCP实现网络通信，在组态王中对应的设备定义向导为: PLC西门子S7－300 TCP，没有特殊软件或驱动要求。经调试，系统能够完成相应控制功能，实现了远程控制，提供了工作效率和设备利用率，降低了劳动强度。

图8　系统开发与调试过程

4　结束语

智能小区是未来发展和建设的一项利国利民的好项目。应用组态技术构建的智能小区监控系统，通过系统仿真运行，证明该系统具备稳定性好、实时性强的优点，并且实现了智能小区所需的各项功能，对未来智能小区建设有很好的借鉴作用。

［1］王福良．智能用电小区:智能小区发展的一个里程碑［J］．智能建筑与城市信息，2014(9):74－78．

［2］刘光平．基于组态王的智能建筑变配电监控系统设计［J］．低压电器，2013(24):67－70．

［3］胡力勤．基于Modbus总线的智能低压配电监控系统的构建［J］．电工电气，2010(8):43－45．

［4］张雷．智能小区监控系统设计［J］．长春工业大学学报:自然科学版，2014(5):538－542．

(责任编辑赵冰)

Research on Intelligent Community Monitoring System Based on the Configuration Technology

XU Chun－xiang
(College of Engineering and Technology，Zhongzhou University，Zhengzhou 450044，China)

The intelligent community monitoring system is constructed by the application of configuration technology．This paper introduces the hardware framework of the monitoring system，which is used by the KingView to develop the multifunctional monitoring system．Through the simulation of the system operation，we can find that the system is stable and strongly real－time，and realizes the functions required by the intelligent community．

Kingview;monitoring system;intelligent residential district

10．13783/j．cnki．cn41－1275/g4．2015．01．027

TN802

B

1008－3715(2015)01－0117－03

2014－11－28

许春香(1968—)，女，江苏盐城人，中州大学工程技术学院教授，研究方向:机电一体化与智能控制。