广西某智慧小区技术解决方案设计与实现

2018-08-06陈家海许维超马惠杰

智能城市 2018年13期

陈家海许维超马惠杰

广西建筑科学研究设计院，广西南宁 530011

1 项目概述

1.1 小区概述

广西某小区整体建筑布局由4栋33层点式塔楼组成，用地面积9989m2，建筑面积95754m2，居住户数651户。小区地面一层为停车场及住宅通道绿化，二层为景观平台和休闲活动场所，三层为生态蓄水池，顶层为屋顶花园。各栋单体朝向基本为东南向，利于夏季主导风的贯穿，且一层架空，可使整个小区的流场更均匀。

1.2 建设目标

将物联网、移动通信、智能控制等新一代信息技术应用于住宅小区，通过信息的共享融合、各系统的优化配置和综合应用，实现先进的安全防范、信息服务、物业管理等方面的功能，为人们提供安全、便捷、舒适、节能的居住环境。

2 需求分析

根据住宅小区服务需求，可以将小区的智能化系统划分为以下几个系统：信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、安全技术防范系统。

2.1 信息化应用系统

提供智慧信息服务、一卡通服务、物业管理服务、远程抄表服务、智能家居服务等功能服务。

2.2 智能化集成系统

智能化集成系统可以使多个独立系统形成一个整体，集中管理，以使系统间互相联动，提升系统运行功能。

2.3 信息设施系统

提供综合布线、信息网络、有线电视、公共广播、信息导引及发布等功能服务。

2.4 建筑设备管理系统

提供对住宅小区内的空调与通风、变配电、照明、给排水、电梯等设备集中管理、监视，分散控制的功能服务。

2.5 安全技术防范系统

提供入侵安防报警、视频监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车管理等功能服务。

3 设计原则

3.1 技术先进、经济合理、实用可靠原则

在满足住户生活基本功能需求的基础上，立足于采用先进技术，适应时代发展需要。同时，工程设计、实施要综合考虑项目投资的合理性，优先采用成熟的经过工程检验的先进技术，保证实施项目的可靠性。

3.2 标准化、可扩展、安全性原则

系统应采用标准通信协议，开放系统应用接口，具备与其它智能化子系统集成及数据共享的功能，满足系统联动、功能扩展等需求[1]。同时，应采用一定的安全保障技术，如设置网络防火墙并具有用户流量管理功能等。

4 技术方案设计

根据需求分析，结合本项目小区的实际情况，进行技术的挑选以及设计，系统架构如图1所示。

图1 智能化系统配置架构

4.1 智慧家居系统

系统利用计算机技术、网络通信技术和移动物联网技术，可以实现家庭内紧急预警、门禁对讲、门禁开闭控制、住户语音通话、信息留言、图像留影、收取件提醒等功能。

4.2 智能卡应用系统

系统具有作为识别身份、门钥、等功能，与小区门禁系统联用，发卡设备安装与3#楼一层监控室。

4.3 物业管理系统

根据物业管理需求，系统能够对小区内住户基本信息实现录入、修改、查询和删除等操作，并且还可以实现物业管理费用的统计、查询和报表生成。业主可以通过该系统实现费用查询、网上缴费、网上报修、家政服务、网上订购、物业服务、物业公告等智慧小区服务功能。

4.4 远程抄表系统

小区内住户均设置一户一表，仪表均设置在楼层电井内，系统通过RS485网络与无线网络，采集住户电表计量数据。电力仪表支持远程开关控制、预付费管理等功能。

4.5 综合布线系统

系统采用开放式星型拓扑结构，各子系统相对独立。公共区域的系统配置采用网络双绞线和光纤组网。通信设施应采用光纤到户方式建设，符合三网融合的要求，管网合理规划布置，适当预留发展空间。

4.6 信息网络系统

信息网络系统又分为智能化专网和小区住户家庭网。智能化专网采用星形拓扑结构，采用100M/1000M光纤交换机，主干采用4芯千兆多模光纤，各智能化子系统的服务器、工作站按系统划分相应的IP网段并设置相应的带宽，系统采用的标准网络传输协议为TCP/IP。本系统作为智能化系统信息传输专网，按系统需要划分VLAN。

小区住户家庭网采用EPON光纤网络，信号源接自英特网。网络干线由弱电机房的OLT配出光纤接到设于单元电井楼层的ONU，住宅采用光纤入户。

4.7 有线电视系统

有线电视接自小区有线电视网，信号由市政有线电视网提供。单元干线经设置地下室的电视进线箱后，引至电气竖井的集线器，通过集线配线至各户。单元干线采用SKYV-75-9同轴电缆，入户支线采用SKYV-75-5同轴电缆。

4.8 有线电话系统

单元电话接自小区电话网络。在单元地下室设置单元电话进线箱，引至电气竖井楼层的集线器，通过集线配线至各户。住宅每户按2对电话线设计。电话干线采用HYA型大对数电话电缆，电话支线采用HVV型电话电缆。

4.9 信息引导及发布系统

系统可向住户或来访者提供告知、信息发布和演示等功能。系统包括系统管理主机、流媒体服务器（与其他智能化系统共用）、管理服务器（与其他智能化系统共用）、网络播放器、LCD屏幕、LED户外大屏幕等。

4.10 建筑设备监控系统

系统采用直接数字控制技术，对太阳能热水系统、雨水回收利用系统、地下车库通风系统、车库照明系统、景观照明、电梯、柴油发电机组等进行监视及节能控制。系统监控室设在一层，与消防控制室合用。系统具有设备的手/自动状态监视、启停控制、运行状态显示、故障报警、温度监测、控制及实现相关的各种逻辑控制关系功能。系统具备系统数据库服务器、用户工作站、现场直接数字控制器（DDC）、各种阀门及执行机构组件。系统软件配置有操作系统、中央站监控软件、控制器监控软件、节能管理软件、诊断软件、应用编程软件包。系统平台具备网络管理，标准网络协议，远程通讯管理。

4.11 建筑能耗监测系统（图2）

本系统网络采用分层分布式实现：站控管理层、通讯层及设备层。站控管理层的硬件部分包括1台工业级监控主机、显示器、UPS及相应的辅助设备（UPS为监控中心各系统主机共用）；通讯层包括工业以太网交换机、数据采集器；设备层主要是用来监测和采集现场信号的仪表设备。软件部分负责采集各仪表上传的数据，完成数据整合、控制命令发送、存储及整体组态工作。系统数据接口对其他智能化系统开放，可供其他智能化系统调用并分析。数据接口还可提供用于软件系统的二次开发。系统能实现小区建筑能耗的分项计量、数据上传、数据处理、显示存储、能耗分析、设备管理等。

图2 建筑能耗监测系统

4.12 气象数据采集系统

气象数据采集系统由温湿度计、太阳能辐照仪、风向仪、风速仪等设备组成，安装于3#住宅楼屋面，安装时做好设备防雷接地措施，该系统可实时监测温度、湿度、太阳辐射强度、风向、风速等气象数据信息，能及时、准确地反映小区内气象状况及变化规律，为住户开窗通风、关窗保暖、出行防晒及避风避雨等行为决策提供参考。

4.13 视频安防监控系统

本系统采用网络720P高清监控系统，摄像机、存储及显示等均采用高清设备。系统在3#楼一层设置监控室，设置网络磁盘阵列、高清解码器、监控电视墙、监视器、网络控制键盘、视频管理工作站、打印机等设备。高清解码器接受多个摄像点信号输入，定时自动轮换（1～30s）输出监控信号，也可通过网络控制键盘手动任选一个摄像机的画面跟踪监视、打印。视频图像同时显示摄像机编号、位置、日期及时间等。摄像机采用网络型摄像机，根据不同部位选择半球形摄像机、红外固定摄像机及快速球形摄像机等不同摄像机。

本系统中央控制屏提供24h监视，所有监视器可选择显示系统中任一摄像机摄取的画面；通过选择切换式固定显示任一画面，可将任一摄像机画面在任一监视器上显示；可编程循环显示所有摄像机画面，也可有选择地显示其中一个或更多的摄像机画面，可调整循环摄像机中每个画面的显示时间；视频窗口显示活动画面可在屏幕上按比例缩放和移动，以避免干扰重点区域的监视可实现任何摄像机上、下、左、右的移动，多窗口系统与报警联动。

4.14 出入口控制系统

门口单元主机设于二层、地下一层、地下二层入口处，各层电源装置配电源箱安装在竖井内，住户通过刷卡开启门锁。

4.15 电子巡查系统

系统由巡更棒、传输器、纽扣式巡更站、纽扣式人名纽、计算机等设备组成。巡更人员手持巡更棒依顺序逐点读取感应物内码，每次读卡自动加上当时的时间，回到监控机房在巡更管理电脑上一次写入管理系统（不可修改）并可列表打印。系统可随时随地根据需要设置巡更点及巡更路线。

4.16 访客对讲系统

栋楼设一套网络全数字可视对讲系统，系统除具备分机与分机对讲、分机与单元主机对讲、分机与联网主机对讲及分机、联网管理主机控制单元电锁开锁等基本功能外，可视对讲室内分机具备安防防区接入功能。门口单元主机设于一层、地下一层、地下二层入口处，各层电源装置配电源箱安装在竖井内，每户设有挂墙式可视对讲室内分机，住户通过分机与来访者通话并开启门锁。楼栋与其它各楼栋门口单元主机、户内分机之间通过网络联网成为联网型全数字可视对讲系统，系统管理主机及工作站设在3#楼一层监控室。读卡器型门禁系统设置于二层电梯前室及园区室外次入口，门禁控制器设置于单元电井内。

4.17 停车场管理系统

系统带收费及图像对比、可感应远近距离读卡、防砸车、自动计费、收费显示、出卡机有中文提示、自动打印收据、出入栅门自动控制等功能。系统设固定摄像机，在任何情况下应能清晰地摄取所通过车辆的牌号和驾驶员容貌，其图像通过网络联网分三路输出：一路送至监控中心；一路送收费管理用监视器，供工作人员了解收费口工作情况；一路受分控室计算机控制，实现与收费计算机联网。当车辆进入或驶出收费口等，收费系统向控制计算机发出编号指令，计算机将控制录像机自动录下该车的牌号和正在使用收费机人员的图像。系统与火灾自动报警系统联动，当发生火灾时，进口处挡车杆停止放行车辆。同时，出口处挡车杆自动抬起放行车辆。

4.18 监控机房设计

监控室机房设于3#楼一层，按《电子信息系统机房设计规范》GB 50174机房分级的C级电子信息系统机房设计。机房地面设置防静电地板；所有墙面、地面、天花板均做防尘防潮处理；吊顶采用微孔吸音吊顶，墙面采用刮腻子后刷乳胶漆墙面。机房空调严格控制机房温湿度，保护设备使用寿命。机房UPS电源，为双路电源供电，设置1台40kVA的UPS电源，按30min时间配置相应容量电池。