安全防范系統(tǒng)從軍工、文博與金融領(lǐng)域轉(zhuǎn)向于社區(qū)與住宅的廣泛應(yīng)用，使安防產(chǎn)業(yè)迎來了新的更加廣闊的發(fā)展時(shí)機(jī)。圍繞安全這一核心功能而發(fā)展的智能化系統(tǒng)，也與人們的生活越來越近。
在房地產(chǎn)領(lǐng)域，自從建設(shè)部小區(qū)智能化《居住小區(qū)智能化系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)與技術(shù)導(dǎo)則》發(fā)布以來，智能小區(qū)與家庭安防智能化技術(shù)與產(chǎn)品迅速發(fā)展，以居住安全、節(jié)能、舒適、高效為目的智能小區(qū)與家庭智能化越來越被廣大房地產(chǎn)商與住戶所接受，住宅智能化的概念已深入人心，房地產(chǎn)商也主動(dòng)將其引入樓盤開發(fā)內(nèi)容中。建設(shè)設(shè)計(jì)院、房地產(chǎn)開發(fā)商、弱電工程公司紛紛尋找適合需要的安防與智能化小區(qū)產(chǎn)品。因此，加強(qiáng)對智能小區(qū)家庭安防與智能化系統(tǒng)發(fā)展趨勢的討論，有利于對房地產(chǎn)商的正確指引，有利于工程商的產(chǎn)品選型，有利于生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品發(fā)展方向的把握，對行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
根據(jù)多年智能小區(qū)安防與智能化實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，以及“智能天工-21C住宅小區(qū)安防與智能化集成系統(tǒng)”在多個(gè)小區(qū)應(yīng)用的實(shí)際體會(huì)，我們將智能住宅小區(qū)家庭安防與智能化系統(tǒng)架構(gòu)與實(shí)施模式的趨勢總結(jié)概括為：五個(gè)“一”和五個(gè)“多”，分述如下，以拋磚引玉，供百家爭鳴。
五個(gè)“一”為：
統(tǒng)一控制網(wǎng)平臺：建設(shè)部小區(qū)智能化“導(dǎo)則”中為住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的構(gòu)成做了規(guī)范定義，詳見圖1。其中安全防范子系統(tǒng)中的五個(gè)功能系統(tǒng)構(gòu)成了我們常說的小區(qū)安防的五級立體防護(hù)體系。
在整個(gè)系統(tǒng)中，小區(qū)控制網(wǎng)是安全防范子系統(tǒng)與管理監(jiān)控子系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是小區(qū)與家庭安防與智能化系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。
圖1、居住區(qū)智能化系統(tǒng)功能框圖
住宅小區(qū)面積大，距離長、節(jié)點(diǎn)多，控制實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且在傳輸速率上也有較高的要求，因此，小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)的選擇一般應(yīng)遵循在多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)工作的可靠性、控制與報(bào)警的實(shí)時(shí)性、多系統(tǒng)融合所需的開放性、整個(gè)系統(tǒng)的獨(dú)立性與網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的方便性以及網(wǎng)絡(luò)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮。常用的小區(qū)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形式有RS-485總線、LonWorks等控制網(wǎng)絡(luò)及總線、以太網(wǎng)三種，其中RS-485總線適合于小規(guī)模住宅小區(qū)的簡單功能應(yīng)用，以太網(wǎng)作為一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)由于其確定性實(shí)時(shí)性等方面存在問題，在控制網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用一直有爭議，并且缺少成熟與成功的應(yīng)用，因此，在小區(qū)規(guī)模越來越大且安防與智能化功能越來越強(qiáng)的今天，采用LonWorks等控制網(wǎng)絡(luò)及總線技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)在中心的網(wǎng)絡(luò)融合成為當(dāng)前的首選控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
由于LonWorks系統(tǒng)的可靠性、開放性以及無主站性，由三個(gè)單片機(jī)組成的神經(jīng)元芯片將涵蓋OSI中7層協(xié)議的復(fù)雜內(nèi)容固化在硬件上，再加上2700米的無中繼傳輸距離以及巨大節(jié)點(diǎn)容量，使得在處理多節(jié)點(diǎn)大流量實(shí)時(shí)控制中LonWorks比傳統(tǒng)的總線有比較明顯的優(yōu)越性，成為當(dāng)今智能小區(qū)產(chǎn)品的主流控制網(wǎng)絡(luò)之一。中國標(biāo)準(zhǔn)化管理局（SAC）已將LonWorks技術(shù)轉(zhuǎn)化為下列控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/Z20177-2006 《控制網(wǎng)絡(luò)LONWORKS技術(shù)規(guī)范》；GB/T 20299.4-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》的第4部分：《控制網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議應(yīng)用要求》因此，我們推薦采用LonWorks控制網(wǎng)技術(shù)作為小區(qū)智能控制的底層控制平臺。以下系統(tǒng)架構(gòu)也是建立在上述控制網(wǎng)絡(luò)平臺之上。
在小區(qū)以LonWorks控制網(wǎng)為基礎(chǔ)建立了一個(gè)多參量協(xié)同配合的統(tǒng)一平臺，在這個(gè)平臺上，每個(gè)智控箱、可視對講門口機(jī)、可視對講管理主機(jī)、周界報(bào)警主機(jī)、停車管理主機(jī)、機(jī)電設(shè)備控制器、大屏顯示器等都是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LonWorks節(jié)點(diǎn)，在控制中心形成以總控主機(jī)為中心的智能控制網(wǎng)絡(luò)，見圖2所示。
總控主機(jī)通過LonWorks總線與小區(qū)家庭智控節(jié)點(diǎn)等設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)用戶告警信息接收與處理、計(jì)量表具數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)收費(fèi)、用戶信息（通知）發(fā)布等管理；總控主機(jī)與現(xiàn)場控制器結(jié)合，可以對小區(qū)內(nèi)的道路照明及環(huán)境燈光、給排水、變配電、電梯、綠化灌溉等實(shí)行集中管理與監(jiān)控，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以在總控主機(jī)上監(jiān)測，控制命令可以發(fā)給相關(guān)設(shè)備，系統(tǒng)維護(hù)也都有記錄。還可以對單元門口機(jī)、停車場管理設(shè)備、大屏顯示設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)小區(qū)安防與智能化各子系統(tǒng)的高度集成。
統(tǒng)一智控箱硬件
我們認(rèn)為一個(gè)高度集成的家庭安防與智能化系統(tǒng)，應(yīng)在統(tǒng)一的智控箱中實(shí)現(xiàn)家庭防盜、可視對講、遠(yuǎn)程抄表、家電遙控、信息發(fā)布與家居布線六種系統(tǒng)功能。于是這一個(gè)智控箱就集成了防盜主機(jī)、電話撥號器、LonWorks 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程抄表終端、可視對講控制主機(jī)、AV切換器、遠(yuǎn)程電話控制器等硬軟件部分，替代傳統(tǒng)系統(tǒng)的多個(gè)箱子，如可視對講交接箱、遠(yuǎn)程抄表控制箱、家庭防盜主機(jī)箱、有線電視交接箱等。同時(shí)，智控箱空間還可以安裝家庭集團(tuán)電話、家用4口HUB等等，真正實(shí)現(xiàn)一箱多用，節(jié)省硬件資源，美化戶內(nèi)及樓道環(huán)境。
如圖3所示，在智控箱引出的家庭總線上增加探測器模塊與探測設(shè)備就可構(gòu)成滿足不同防護(hù)要求的家庭安防系統(tǒng)。增加室內(nèi)對講分機(jī)與單元門口對講主機(jī)就可構(gòu)成家庭對講系統(tǒng)。在家庭總線上增加抄表模塊，可以將住宅水、電、煤氣等表具數(shù)據(jù)自動(dòng)抄送至小區(qū)管理中心。用戶還可通過智控鍵盤查看煤氣、水、電等的使用狀況。在家庭總線上增加智控模塊就可以對開關(guān)量進(jìn)行自動(dòng)與遙控控制，增加紅外遙控模塊就可以學(xué)習(xí)各種紅外控制信號，對空調(diào)、電視等家用電器進(jìn)行自動(dòng)或遙控控制。在智控箱中配置配線架模塊，就可以方便地實(shí)現(xiàn)家居智能布線等等。
根據(jù)市場的發(fā)展，一體化家庭智能終端也逐步成為主流趨勢。
統(tǒng)一集成化布線
智能小區(qū)系統(tǒng)的布線很有講究，以前各個(gè)分立系統(tǒng)都有自己獨(dú)立的線纜，能走同一個(gè)管網(wǎng)已經(jīng)算是集成了。我們認(rèn)為今后的智能化小區(qū)應(yīng)采用二級總線組網(wǎng)方式，即：小區(qū)控制網(wǎng)采用LonWorks現(xiàn)場總線；家庭組網(wǎng)采用家庭總線，總線支持自由拓?fù)洳季€形式，并支持模塊化擴(kuò)展。
其實(shí)，小區(qū)與家庭安防與智能化系統(tǒng)的功能并不復(fù)雜，造成系統(tǒng)分立、敷線繁雜的原因是缺少針對于小區(qū)智能化的專用系統(tǒng)，隨著產(chǎn)品的發(fā)展，在小區(qū)僅需敷設(shè)兩根總線：一根為控制總線，一根為對講音頻總線；而在住宅內(nèi)僅需敷設(shè)一根總線：家庭總線， 從而實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)的統(tǒng)一布線，解決了布線的簡單性、成本的經(jīng)濟(jì)性以及擴(kuò)展的方便性問題。
我們經(jīng)常看到有些家庭安防與智能化系統(tǒng)，功能非常強(qiáng)，比如說有十六路報(bào)警、四路抄表、八路控制等等，但采用的是星形結(jié)構(gòu)，這種架構(gòu)在實(shí)際施工時(shí)就出現(xiàn)十幾根管線匯集，特別是在彎管處會(huì)影響樓板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，采用總線結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)將會(huì)是更加合理的選擇。
統(tǒng)一非接觸卡片
在有些小區(qū)，住戶開啟單元電控門要用一張卡，進(jìn)小區(qū)停車又要用另一張卡，兩張非接觸卡放在一起還怕刷卡時(shí)有干擾，非常不方便。因此，智能化小區(qū)呼喚“一卡通”系統(tǒng)。然而，在與銀行聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行支付還未能大面積鋪開時(shí)，通常所說的“一卡通”成本高且可操作性差，需要根據(jù)實(shí)際情況，尋求一種功能實(shí)用且經(jīng)濟(jì)可靠的非接觸卡應(yīng)用系統(tǒng)。我們認(rèn)為，一種集證件標(biāo)識、單元門禁、停車識別、保安巡更于一張非接觸卡片的“小一卡通”將會(huì)在小區(qū)智能化系統(tǒng)中形成主流趨勢。見圖4所示。
在小區(qū)對講系統(tǒng)中，住戶可以使用非接觸式感應(yīng)卡開門，也可以使用鑰匙開門，每次刷卡開門的信息都 可以實(shí)時(shí)傳遞到管理中心進(jìn)行備案。
小區(qū)巡更系統(tǒng)與單元門口機(jī)復(fù)用，只要通過中心的讀卡機(jī)給保安的卡號輸入電腦，不需額外投資，方便實(shí)現(xiàn)在線巡更功能。通過小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)將各門口機(jī)讀卡器采集到的巡更信號傳送回管理中心，小區(qū)總控主機(jī)實(shí)時(shí)顯示巡更信息，并可進(jìn)行排班、統(tǒng)計(jì)與管理。
停車管理系統(tǒng)的出入口讀卡機(jī)采用與門口機(jī)同樣的非接觸卡片接口，實(shí)現(xiàn)停車讀卡功能。停車場管理主機(jī)也是一個(gè)LonWorks節(jié)點(diǎn)，可以與總控主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢與遠(yuǎn)程控制功能。
卡片還可以印刷成小區(qū)業(yè)主的身份卡，也可以成為會(huì)員卡。中心讀卡機(jī)授權(quán)發(fā)卡，實(shí)現(xiàn)開門、停車、巡更、會(huì)員等一卡多用。
由于“小一卡通”不涉及到支付功能，而且小區(qū)人手一卡數(shù)量多，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用考慮，推薦使用不帶存儲器的非接觸ID卡。
統(tǒng)一遠(yuǎn)程維護(hù)中心
隨著市場與應(yīng)用的深入，我們深切感覺到家庭安防與智能化有一個(gè)顯著的特點(diǎn),就是安裝、調(diào)試與維護(hù)的工作量非常大，需要大量的人力物力投入，成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。如果該問題能夠有效解決，就會(huì)給產(chǎn)品增加了核心競爭力，占領(lǐng)科技制高點(diǎn)。
因此，一種可以通過Internet遠(yuǎn)程調(diào)試與遠(yuǎn)程維護(hù)的智能小區(qū)家庭安防與智能化系統(tǒng)將成為智能小區(qū)領(lǐng)域發(fā)展的新趨勢，該系統(tǒng)將最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合，使多個(gè)智能小區(qū)系統(tǒng)調(diào)試與故障診斷修復(fù)都可以在工程公司總部的統(tǒng)一平臺上利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)先期進(jìn)行，真正做到實(shí)時(shí)響應(yīng)。系統(tǒng)從根本上解決了智能小區(qū)家庭安防與智能化系統(tǒng)在應(yīng)用上遇到的調(diào)試、擴(kuò)展與維護(hù)瓶頸，可以推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
五個(gè)“多”為
多種模塊自由組合
有些家庭智能化產(chǎn)品，將一個(gè)智控箱在家里裝好后，就認(rèn)為智能家居大功告成了。其實(shí)，要實(shí)現(xiàn)其說明書中描述的功能，還有許多工作要做。比如智控開關(guān)的實(shí)現(xiàn)，有的系統(tǒng)只是在主機(jī)板上輸出可控的12VDC電壓，那么在工程中，工程公司就要搭一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，還要找一個(gè)盒子來安裝，麻煩不說，主要是臨時(shí)搭建滿足不了長期可靠性要求；再比如紅外遙控的實(shí)現(xiàn)，有的控制系統(tǒng)要求改裝空調(diào)，其可行性就會(huì)大打折扣；有的系統(tǒng)操作鍵盤與智控箱做在一起，如果需要用兩個(gè)鍵盤時(shí)就無法實(shí)現(xiàn)等等。
理想的主控系統(tǒng)、智控箱及現(xiàn)場模塊均應(yīng)該采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要與經(jīng)濟(jì)能力選擇不同功能模塊，今后擴(kuò)展也非常容易。住宅是長期性建筑，弱電系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)要有前瞻性和可擴(kuò)展性。在經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的小區(qū)，系統(tǒng)可以一步到位，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限的小區(qū)，可以分步實(shí)施，先上一部分功能，然后再根據(jù)住戶實(shí)際情況實(shí)行菜單式智能裝修。有的小區(qū)也可以先上小區(qū)主干控制網(wǎng)，戶內(nèi)設(shè)備在用戶裝修時(shí)再上。
多種智能控制方式
在家庭智能化系統(tǒng)中，用戶可以通過鍵盤設(shè)定、室內(nèi)或遠(yuǎn)程電話對家電進(jìn)行控制或狀態(tài)查詢。常用智控模塊有兩種，一種為開關(guān)量，如控制電熱水器和燈光等；另一種為可學(xué)習(xí)的紅外信號，如控制空調(diào)、電視、音響等。這種能夠遠(yuǎn)程遙控家電的系統(tǒng)功能，成為高檔住宅小區(qū)的新寵。
家庭智能化系統(tǒng)在功能操作的設(shè)計(jì)上，要充分考慮如何方便用戶使用。有的系統(tǒng)只有自動(dòng)控制，沒有手動(dòng)控制，在電器邊都不能開關(guān)電器，非要到鍵盤上去操作，很不方便；還有的系統(tǒng)在控制時(shí)，被控開關(guān)的狀態(tài)不反饋，操作就很盲目。
系統(tǒng)功能如系統(tǒng)設(shè)防撤防、遙控家用電器、視音頻切換、查詢系統(tǒng)狀態(tài)等應(yīng)該通過全方位的靈活控制方式來進(jìn)行控制，這些控制方式歸納如下：
1：手動(dòng)控制：在模塊上就有開關(guān)鍵與狀態(tài)指示燈，用戶可以直接操作，符合傳統(tǒng)操作習(xí)慣；
2：鍵盤控制：是智能化系統(tǒng)的主要操作界面，可以對系統(tǒng)進(jìn)行全方位集中控制；
3：聯(lián)動(dòng)控制：一個(gè)事件觸發(fā)其他事件的方式稱為聯(lián)動(dòng)，如煤氣泄漏報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)可同時(shí)關(guān)閉煤氣筏，打開換氣扇。在門口刷卡可以聯(lián)動(dòng)開門、相應(yīng)室內(nèi)系統(tǒng)撤防、電燈或音箱打開，營造溫暖氣氛等等。
4：模式控制：模式為多種動(dòng)作或狀態(tài)的組合，通過模式控制可以實(shí)現(xiàn)“1鍵式操作”，用戶可以設(shè)定有上班、下班、夜間、清晨等不同模式；
5：定時(shí)控制：系統(tǒng)有多個(gè)可編程定時(shí)器，通過組合可以實(shí)現(xiàn)何時(shí)干什么、干多久等復(fù)雜的控制問題
6：戶內(nèi)電話控制（全程語音提示）：本方式可以有效減少室內(nèi)鍵盤或室內(nèi)分機(jī)數(shù)量，為住戶提供方便。用子母機(jī)控制時(shí)就相當(dāng)于手持遙控器控制模式，用任意室內(nèi)電話可以對講開門等等；
7：外部電話或手機(jī)遙控控制（全程語音提示）：可以實(shí)現(xiàn)給空調(diào)打一個(gè)電話的夢想。
8：通過Internet遙控控制：通過小區(qū)網(wǎng)站，對家庭控制點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄控制。
多種形式信息發(fā)布
小區(qū)通知的方式也朝著智能化方向發(fā)展，特別是管理中心向多戶人家發(fā)通知時(shí)，如果采用電話方式，一千戶就要打一千個(gè)電話。因此，小區(qū)對具有群發(fā)與點(diǎn)發(fā)功能的中文信息發(fā)布系統(tǒng)有了越來越大的需求。
中心總控主機(jī)可以選擇是對整個(gè)小區(qū)、對部分住戶還是對某個(gè)住戶發(fā)布短信息，用戶可通過智控鍵盤查閱接收到的文字信息，如天氣預(yù)報(bào)、通知等。住戶端也可以用鍵盤向中心機(jī)發(fā)送信息代碼，代碼包括維修、送餐等服務(wù)項(xiàng)目，小區(qū)物業(yè)管理部門可以通過此項(xiàng)功能為住戶提供多種增值服務(wù)。
小區(qū)的大屏顯示器也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LonWorks節(jié)點(diǎn)，與家庭鍵盤相同，中心總控主機(jī)可以象發(fā)短消息一樣，將顯示信息與顯示方式發(fā)送到大屏顯示器上進(jìn)行顯示。從而實(shí)現(xiàn)小區(qū)多種形式的信息發(fā)布與溝通。
多媒體弱電配線箱
在當(dāng)今任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)住宅中，都會(huì)配備一個(gè)強(qiáng)電配線箱，而配備弱電配線箱的就不多。隨著建筑智能化的發(fā)展，電話、電腦、電視、控制等線路進(jìn)入家庭，也將多媒體弱電配線箱引入了住宅之中。
電話、網(wǎng)絡(luò)、電視等進(jìn)線先進(jìn)入到多媒體配線箱的模塊上，室內(nèi)各房間墻壁插座上的引出線也接到多媒體接線箱的模塊上，通過跳線實(shí)現(xiàn)室內(nèi)與外界語音、數(shù)據(jù)視頻及控制信號的連接。解決了各種弱電信號線進(jìn)戶少分支多的問題，也解決了插座改變用途而重新布線的問題。
在新修改的《導(dǎo)則》中，多媒體配線箱已經(jīng)列入家庭智能化備選設(shè)備中，我們認(rèn)為會(huì)逐步成為住宅的必要設(shè)備。
值得一提的是我們將家用網(wǎng)絡(luò)集線器、家用集團(tuán)電話與多媒體接線箱組合于一體，同時(shí)將多媒體配線箱與智控箱合二為一，這種方式得到了廣泛好評，相信也將是今后的發(fā)展趨勢。
多束紅外柵欄防護(hù)
當(dāng)前家庭安防與智能化中的一個(gè)老大難問題一直沒有很好得以解決，這就是陽臺與窗戶防入侵問題。
窗磁要求窗戶全封閉，用戶使用不方便，而且打破玻璃也可進(jìn)入；幕簾或其他紅外探測器的易誤報(bào)問題，也一直讓工程人員大傷腦筋。根據(jù)這種情況，我們專為現(xiàn)代智能家居設(shè)計(jì)了家庭防盜紅外柵欄，這是一種適于室內(nèi)門窗安裝的新一代多光束主動(dòng)紅外防入侵探測器。一套探測器含發(fā)射器與接收器各一個(gè)。探測器采用多束紅外光對射，一旦非法人員入侵，擋住了發(fā)射器發(fā)出的任何兩束以上光線時(shí)，接收器立即輸出報(bào)警信號；當(dāng)有小動(dòng)物擋住其中一束光線時(shí)，報(bào)警器不會(huì)輸出報(bào)警信號。根據(jù)大量小區(qū)家庭的使用情況來看，紅外柵欄將會(huì)是家庭智能化安防系統(tǒng)的理想選擇，也將不斷普及與發(fā)展。
此外，建筑節(jié)能與智能化的關(guān)系也越來越緊密，如何圍繞這個(gè)發(fā)展趨勢開展工作，也是當(dāng)前智能化廠家需要重視的問題。
綜上所述，封閉式住宅小區(qū)的管理模式是我國的國情，與之相配套的小區(qū)與家庭安防與智能化系統(tǒng)也是根據(jù)這種國情發(fā)展出的新生事物，國外成型的產(chǎn)品在功能與價(jià)格上都不一定適合國內(nèi)小區(qū)的需求。大量的工作還需要我們自己的科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家與系統(tǒng)集成商來探索與完成。本文觀點(diǎn)的提出是根據(jù)自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如有不妥之處，愿與同行商榷。
