数字社区物联网功能子系统概述

总结大多数用户的共性的操作习惯，由用户通过按键和遥控器对固化好的操作模式进行选择，使用家电。物联网家电可以由用户根据自身习惯、家庭生活的综合需求，自行设置多家电互操作，如看电视时，同时关闭不需要的灯光、关闭不必要的大噪音的家电，同时在电视上提示正在运行的其他家电的状态。同时，家电厂商、社区和公共服务商可以根据用户的需求提供定制化的内容信息、操作指南、甚至是专用的软件程序。这种根据不同应用场景而个性化提供服务是物联网家电的特色。

1.物联网家电应用与数字社区

社区和家庭是人们生活的重要场所，也是物联网家电的使用核心地区。家电主要为人们的生活提供简单、便利、快捷的帮助，物联网家电是在传统家电的基础上，通过网络化的功能和服务系统平台，利用友好的界面和智能的应用，成为人们生活的重要工具和载体。

数字社区是由多个功能的子系统集成形成的，社区服务系统在内容、设备管控、应用服务监督、人员管理等多中应用相互融合的基础上，通过各个功能子系统向社区居民提供高质量的服务。物联网家电是数字社区服务系统和各个功能子系统直接与居民交互的终端平台，安全、便捷和舒适生活的最终体现是以物联网家电终端为物理载体的，因此，物联网家电构成家庭，多个功能子系统构成社区，应用服务平台使得家庭和社区和谐共存。

要形成一个与人们生活息息相关的数字社区，单纯的物联网家电、社区服务系统平台、各个社区管理功能子系统并不完全。物联网家电在数字社区的应用要涉及到内容制作、服务运营、信息分发、网络传输、技术和产品提供等上下游产业链的协同合作。

2.物联网家电的示例

目前，各个家电企业进行了物联网家电的研发和市场推广的探索，陆续推出了物联网冰箱、空调、洗衣机、热水器、酒柜等产品，突出了安全、节能、便捷和舒适生活等应用特点，这些物联网家电在社区生活、资讯服务、家电管控、软件和工具等方面有一些发展：

社区人员定位

数字社区采用以RFID卡和无线分布式基站为基础的新一代社区无线定位系统，实现了社区无固定路由巡更、童叟及物业人员无线定位服务功能。既是GPS全球定位系统的延伸和完善，又有其更先进的地方，那就是管理中心或业主能随时知道移动目标的位置（需要在社区保安中心对权限进行注册和保护）。应用物联网技术实现小区定位可实现：

（1）社区无线定位，大大增强了物业人员服务效率，加强了老人小孩在社区内的安全性，提高了小区内生活的生动性、和谐性。

（2）巡更系统是为加强社区内的保安全防范范，督促保安员尽忠职守的一种有力手段。该系统要求保安员按预定时间、路线对小区各位置进行巡更检视，尤其是一些人们很少去的位置。巡查管理系统的采用，一方面能杜绝保安巡视人员不尽职现象，同时能有力地将一些事故案情隐患消灭于未然，巡查管理系统有实效好、不易作弊，能实时查询记录的优点。

1.物联网定位系统参考模型

系统采用智能数字RFID卡和无线基站组成不接触、可自定路由的最新式巡更系统。系统的硬件设备主要包括无线身份标签和参考基站。社区控制管理中心配备数据服务器和应用服务器，结合管理和应用客户端软件可以实现人员定位、信息交互、报警、巡查管理等功能。

在控制中心主机上注册身份卡，其个人资料和识别号都储存在监控主机内，在社区的出入口、公共健身区、休闲角、楼间空地、幼儿园及其他重要部位安装无线基站，当携带RFID身份卡的老人儿童进入基站监测范围，或从监测基站附近通过时，标签将计算出自己的位置，通过基站将坐标信息传送到控制中心。控制中心计算机将收到的信息通过数据处理，将该业主的位置以地图的形式显示在家庭智能终端上。同时保存到档案中，以备随时查阅。巡更员携带专用RFID终端卡沿规定路线巡逻。在保安中心的客户端上就能实时显现巡更员到达的地点和路线。巡更的路线、巡更的时间、巡更的人员等信息都会被服务器及时保存，并能进行处理、存储、打印输出。在巡查管理服务器上安装小区电子地图，就可以更加形象逼真地展现巡更的具体位置和报警位置。一旦出现巡更操作不符合规定的现象或者巡更员报警，管理服务器将马上显示有关的报警信息，包括巡更路线不符、巡更点早到/迟到、巡更报警（巡更RFID卡报警）等。可以方便的生成有关的巡更报表，以进行监管。巡更员在某一地点滞留过久也可以说明保安中心此时可能那里发生了意外。服务器上可以对规定巡更路线和例行巡更时间进修设定、修改。

2.物联网定位系统基本功能

人员定位管理功能：

·人员位置查询：结合社区地图，智能终端可以实时查到家人某一时刻在小区内的大体位置；物管中心客户端可以查到较准确的位置，并能实时跟踪。

·历史信息回放：控制中心客户端还可以查询某一历史时刻或某一时间段内，目标人员的活动情况。

安全监控功能：

·可以抽查跟踪物业服务人员在小区内的活动状况，包括保洁员，监督他们在各区域以及各监测点的停留时间，从而提高服务效率。

·在社区里基站覆盖范围内，手动按下RFID身份卡上的报警按钮，按动其随身携带的RFID的紧急按钮，会立即发出报警，报警的方式可以选择发送信息到家庭智能终端、家人的手机、社区管理中心等等。

·孩子和老人在社区内自由玩耍时，家长可以快速确定到他们的位置，及时找到。

安全防范系统

社区公共区域安装的安全防护设备，应具备主动或者被动探测物体信息，采集相关信息并反馈到控制中心，达到预警或者识别身份的功能。

1.周界安全防护报警系统

（1）系统概述

为了方便社区的安全建设和系统管理，社区多建成封闭型，建有围墙、栅栏等作为保护屏障，实行封闭式管理。并在社区围墙、栅栏等封闭屏障处安装周界安全防护报警系统，或者在社区红线外设置预报警系统，同时在每个防区处设置报警警示灯，可对非法入侵者起一个威慑作用。

周界安全防护报警系统主要由设在被保护区周界（或围墙）的检测装置（如感应电缆等）、周界防范探测器、报警控制主机以及各种报警联动装置和传输线路等构成。

在布防状态下，一旦有非法入侵者企图靠近、跨越周界（或围墙），即发生警情，中控室的主机上会反映出报警点（报警防区），有利于保安人员及时处理。

（2）系统结构

系统由前端探测部分、传输网络、中心控制部分、联动应用系等部分组成。

（3）功能应用

·非法靠近报警

通过安装在社区红线外绿地上的压力传感器，可时时探测非法靠近社区的人员行为，并发出预警信号，同时将采集到的信息传回控制中心。

·非法穿越报警

对封闭式管理的社区，周界区域安装越界探测设备，可时时探测非法穿越社区围墙的人员行为，并发出报警信号，同时将采集到的信息传回控制中心。

·当警情发生时，相应防区的报警警示灯闪亮，同时，控制中心应发出报警声音，在电子地图上实时显示报警位置；并能与视频安全防范监控系统联动，在电子显示屏上准确显示报警的周界区域，对入侵行为进行图像确认，并具有自动记录及存储报警信息的功能。

A 图像监视功能

当报警主机或警示灯提示警情时，视频安全防范监控系统的视频矩阵控制主机可以自动弹出防区内相应的摄像机画面，方便中心值班管理人员对报警区域的现场进行监视，以便及时掌握现场状况。

B 图像录制功能

在报警区域摄像机画面显示的同时，视频安全防范监控系统的数字硬盘录像机立即启动对报警现场画面进行全速录像，录像资料以备事后查询和处理调用。

C 图像分析报警功能

部分区域如采用监控视频识别技术，当非法入侵人员走入设定的防护区域内时，将启动相关防区的报警。

2.视频安全防范监控系统

（1）系统概述

视频安全防范监控系统是用于对监控区域内的人员活动、物体状态等情况进行监控防范，通过监控图像及时掌握监控区域的情况，发现异常情况及时处理，为工作过程保留着有利的现场依据，如遇突发事件，便于事后查证。

为了能掌握重点部位全方面的监控图像，摄像机监控范围的布置必须合理，尽量减少监控死角，便于对社区内、外的情况进行全范围的监控。同时系统还具备网络传输功能，可随时将视频信号传输到社区监控中心以及城市监控中心。

系统在社区主要出入口、门厅出入口、电梯轿厢内、地下停车库（场）、社区内主要道路、社区内主要活动场所、变配电机房、水泵房、机房等重要部位设计相应的监控摄像机，并对监控点图像进行录像与显示，与报警系统进行功能联动。

（2）系统结构

系统由前端摄像系统、传输系统、中心管理/控制系统等几部份组成。

（3）功能应用

·在设置的监控点进行监视的同时，系统应具备视频侦测、分析与处理功能，能对入侵目标、非法逗留目标、遗弃物目标、异常动作目标等进行智能分析和自动追踪，能清晰识别人员的行为特征。

·周界监控设备，应具备与周界防范系统联动的功能，能清晰显示出入侵人员的行为特征。

·监测到可疑目标时，控制中心电子显示屏应能自动切换与报警区域相关的视频图像，并可随目标移动自动切换视频图像，供保安人员观察、分析。

·视频监控图像可通过TCP/IP网络，时时传回住户家中的显示设备，以方便住户查看家人的活动情况，以及社区其它公共活动。

·视频监控系统应具备与城市公安监控网互联接口，方便公安人员时时查看各监控点的图像。

楼宇对讲

可视访客对讲系统分为门口机和与智能终端两个部分，这两部分通过网络连接起来。相对于视频监控楼宇对讲的摄像机更能获取关于人的生物特征质量更高的图片，利用图像识别技术增强楼宇对讲得设备的“智能”是物联网智能处理特征的具体体现。采集信息通过社区综合服务器与图像识别云计算服务器连接，提升系统的功能。系统的结构图如下图所示。

1.系统的组成

社区网络为宽带高速数据接入网络，用于实现住户与社区出入口、社区管理中心与住户的可靠通信。住户内部服务网络可以分为安全防范专用网络、信息服务网络、家居控制网络。

2.系统功能应用

（1）安全防范专用网络功能

安全防范专用网络功能包括访客楼宇对讲、家居报警两部分。

A访客楼宇对讲的基本功能应包括实现与外部访客的双向通话、视频确认、开门等，遇到特殊情况时，还可进行访客、住户、保安管理中心三方同时通话。系统还可实现访客记录、来访电梯楼层控制等扩展功能。

·访客记录功能：当访客来访时如住户不在，可记录、保存来访者图像等相关信息供住户查阅。

·来访电梯楼层控制等功能：访客获准进入楼内时，住户通过可视终端开启门锁的同时联动电梯楼层控制系统，使访客通过电梯只能到达住户所在楼层。

B家居报警系统应可将燃气泄漏、火灾、防盗入侵及其它紧急情况的各种报警信号进行采集、传送接收和警情通报与处理。

（2）信息服务网络功能

信息服务网络功能包括社区可视通话、社区信息发布与信息上传、住户计量表远传、社区指定区域监视、家人及重要物品跟踪定位、远程教育及娱乐点播、住户远程访问等。

·社区可视通话通过社区网络来实现，包括住户之间、住户与管理中心、住户与社区相关服务机构之间的可视通话。

·管理中心及社区服务机构的信息发布包括对多住户群发和针对单一住户发送信息，同时住户可通过社区网络对管理中心等社区服务机构上传相关信息。信息发布与信息上传可包括文字、图片、视频等形式。

·住户水、电、燃气等计量表通过社区网络传输到物业等相关服务机构，同时住户也可通过智能终端对计量表数据进行实时查询。

·住户可通过社区网络对社区公共区域、娱乐场所、停车位等指定位置进行实时监视，足不出户即可掌握社区相关区域的情况。

·通过社区物联网及射频识别（RFID）技术，对家中老人、小孩等人员及重要物品配置RFID标签、住户可在智能终端上家人及重要物品进行定位，当目标人、物离开指定安全区域时，系统可及时对用户发出提示信息；邮寄快递物品到达时也可及时通知住户。

·社区设置远程教育及娱乐点播服务器，并通过社区网络对住户提供点播服务，宜采用流媒体共享点播技术保证播放内容的品质。

·住户不在家时，可通过移动电话或计算机的Web浏览器对社区及住户信息服务网络进行访问，实现家居智能终端的各项功能。

（3）家居控制网络功能：

家居控制网络功能包括照明、空调、家庭影院及其它家用电器的控制，系统可支持集中控制、无线遥控、定时控制、网络远程控制等各种控制方式。

·住户可对家中客厅、餐厅、卧室、书房等区域进行灯光及窗帘控制，包括开关、调光、场景调用等控制功能。

·住户通过家居控制网络对空调进行控制，实现户内温度、湿度、风量的调节。

·通过智能终端控制家庭影院系统的投影机、投影幕、等离子、音乐等设备进行操作，各场景及播放模式的功能可由住户设置。

用户端智慧用电

智能电网的大规模推广建设和智能电网相关技术及标准规范的发展为用户端智慧用电提供了可能。智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，通过与用户端建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排用电设备的使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息。用户端智慧用电对智能电网建设和节能减排也具有重要意义。

在数字社区中，通过物联网技术实时获取内不同电器的能耗情况，再把这一情况发送多到电力部分的云服务器端。电力部分服务器对区域数据进行融合，通过智能电网对电网进行调整。

1.智慧用电的要素

基础：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

通信：端智慧用电与用户端和智能电网之间的信息交换及互操作密切相关，建筑物自动化和控制系统是数字社区及智能建筑与智能电网进行信息交换和互操作的通信界面，应采用开放性的通信协议与智能电网连接和交互，同时在社区和建筑内也应采用开放性的数据通信协议对用电、发电和储能设备进行监控和管理。应用在住宅建筑中的应用电器如需与智能电网进行信息交换，应简化其联网操作并提供即插即用和自动配置网络连接等通信方式，同时应可以使用住宅建筑中的已有联网接口而不需要另外购置。

控制：建筑物自动化和控制系统在从智能电网获取到能源互操作信息后，应能够通过负荷控制对象信息对用电设备及子系统的负荷进行控制以及时响应智能电网提供的用电高峰信号和实时电价等信息。

2.智慧用电的一般功能

数字社区及智能建筑的建筑物自动化和控制系统应实现以下智慧用电功能：

（1）根据用电设备的负荷和重要性进行分类和排序，根据电价、税收政策等信息管理用电设备、发电设备和储能设备的启停和运行，以降低能耗和节省电费。

（2）预测未来的能源需求以指导用电设备的使用，并通过智能电网与供电方共享预测信息使其可以调整发电能力和提高电能质量，从而实现双赢。

（3）综合计算各项成本以便在使用电网供电、自行发电和储能设备间进行选择，并可根据智能电网的实时信息进行调整。

（4）测量、记录设备的能耗，并进而计算出设备的电费。

（5）根据建筑物分区或行政划分计算各楼层、单元或部门的电费。

（6）计量能耗、电费、碳排放等数据并显示到大屏幕显示器、布告栏等

（7）媒体上供住户和管理人员查看，以培养和提高节能减排意识。

（8）计量能耗、电费、碳排放等数据并可以在数字社区或企业内部的建筑物之间进行横向比较。

（9）计量能耗、电费、碳排放等数据并可以与当地其它建筑物进行对比。

（10）计量能耗并评估节能改造、利用峰谷电价等节能措施的节能效果。

（11）如数字社区或建筑内安装有发电设备并向智能电网供电，则应向智能电网提供发电设备工作状况和参数。

（12）从智能电网获取电厂的维护、维修或停电消息，指导社区或建筑内用电设备、发电设备、储能设备的使用和启停。

（13）从智能电网获取电厂的实时电能质量，并据此计算和评估电厂的服务等级协议。

（14）根据智能电网提供的需求响应信号管理数字社区或建筑物内部的相关设备。

家居智能控制

1.家居智能中控系统

·应具备控制家居安全防范系统及家庭设备功能，控制方式采用有线或者无线。

·可控制家庭报警系统的布防及撤防，当有警情或紧急求助发生时，立即在屏幕上显示相关信息，并将信息传输到物业管理中心，以方便家人或者保安处理。

·可控制各居室灯光回路的启闭，以及各种灯光模式，应能联动窗帘控制，以营造合适的灯光环境。

·可控制家庭多媒体系统，以营造舒适的视听环境。

·可控制空调等家电设备的参数设置，以营造方便、舒适的生活环境。

·可控制自动晾衣系统、自动滴灌系统、地热系统、新风系统等。

·以上应支持iPad、手机等远程控制功能。

2.家居安全防范控制系统

（1）入侵防护报警系统

·入户门应采用智能识别电子门锁，可支持指纹、密码、钥匙、虹膜识别等其中之一或者几项综合开锁功能，并能将识别情况反馈到中控主机。

·入户玄关区域应安装红外报警探测器，可将探测结果反馈到中控主机。

·阳台应安装红外报警探测器，可将探测结果反馈到中控主机。

（2）紧急报警系统

·起居室应安装紧急报警按钮，可将求助信息传送到中控主机和物业管理中心。

·厨房应安装煤气泄露报警器，可将探测结果反馈到中控主机。

（3）贵重物品防护

对于贵重物品防护，可采用专业的防护方式，如图像对比分析、压力传感器分析等，并可将异常信息反馈到中控主机和物业管理中心。

3.家居网络系统

（1）有线网络

家居各智能系统采用独立的有线网络，传输及控制各系统功能，应具备将信息反馈到中控主机，并支持响应中控主机控制信号的功能。

（2）无线网络

中控主机与各智能系统间的通信应采用无线方式，方便使用。

4.家居环境控制与设备管理系统

（1）灯光感应控制系统

灯光感应控制系统主要应用于根据照度不同而自我调节亮度或启闭状态。

·灯光系统应可根据照度传感器的探测结果，自动调节灯光亮度或启闭状态，必要时，可联动控制电动窗帘或遮阳板的启闭。

·灯光系统应可根据人体红外感应传感器的探测结果，自动调节启闭状态，如大门入口处的照明，玄关处的照明，洗浴室的照明、厨房的照明以及主要过道处的照明等。

（2）室内场景控制系统

室内场景控制系统主要应用于不同模式下，家居设备之间的联动控制，实现家居设备的状态调节功能。

（3）智能家电控制系统

·空调、冰箱、音响等家电的启闭状态及参数设置，应能受控于家居智能控制器；或者通过家居数字网关，受控于移动智能控制终端。

·空调、冰箱、音响等家电的各项参数信息，可反馈至家居智能控制器，达到信息通知的功能。

（4）自动晾衣系统

应可具备远距离控制功能，通过专用遥控器或者家居智能控制器远距离控制紫外线杀菌功能的启闭，以及其它升降等功能。

（5）园林自动滴灌系统

·系统应可根据对土壤湿度的测试，对比湿度的设置值，自动控制滴灌系统的浇水。

·系统应可由家居智能控制器，控制浇水的时间和次数。

·系统应可通过家居数字网关，实现远程控制功能。

停车库（场）管理

为了保证车辆安全及停车方便，车辆管理系统应具有缩短停、取车的时间，增加停、取车的方便性，减少停车库（场）管理人员的数量，防止盗车事件的发生等特点，使停车库（场）管理步入智能化、科学化，达到了一体化的停车库（场）智能管理效果。微波射频卡系统的应用将是物网联技术在车辆管理中的应用核心部分，它具有方便快捷、准确可靠、保密性好、灵敏度高、使用寿命长、形式灵活、功能强大等众多优点。

1.系统结构

车辆管理系统主要由管理中心、入口及出口设备三部分构成，按功能划分为四大子系统，即进场子系统、出场子系统、收费管理子系统和中心管理子系统。

（1）进场子系统

进场子系统由出入口控制主机、读卡器、自动道闸/电动伸缩门、车辆检测器等组成。

固定用户的进出采用固定授权感应卡，司机无需下车，当车进入有效读卡距离内，且车辆检测器检测到车时，出入口控制器控制读卡器启动，自动对该卡进行识别，若该卡属于该停车库（场），且在有效时限内，道闸自动抬杆放行，车辆通过栏杆后，车辆检测器发出信号，栏杆自行回落，完成一次进出车过程。

当临时车辆到达停车库（场）的入口时，值班保安通过对讲管理员副机呼叫住户对讲后，住户授权保安是否对该车辆放行，如果是，保安控制道闸抬杆放行，车辆通过栏杆后，车辆检测器检测到车辆已通过后，发出信号栏杆机自动回落。

（2）出场子系统

出场子系统出口控制器、读卡器、自动道闸、车辆检测器等设备组成。

固定车辆出场方式与进场相同，临时车辆出库时，由值班保安检查车辆后控制道闸放行。

2.功能应用

（1）车位显示系统

车位显示系统由车辆检测器、车位显示屏、信号处理器组成。在车道上分别设置一个车位LED显示器，通过信号处理器并入停车库（场）管理软件系统后，车位显示屏将显示当前的车库可用停车位的数量给进场司机，避免司机在进到车库后才知车库满位的烦恼。若车库内已无车位使用，则车位显示屏显示“车库满位”字样。

（2）车位引导系统

对于大型地下停车库（场），车位众多，内部道路复杂，车主进场后难免会在反复兜圈寻找停车位，需要建设一套智能车位引导系统，该系统需要实时统计场内车位占用情况，并通过LED显示屏引导车主尽快找到离目标最近的空车位，避免车辆在场内来回折返兜圈，提升物业的服务品质。

（3）访客车位引导系统

在停车库（场）车道及交叉口处设置显示屏，显示车牌号及该车行驶的方向。

（4）地下车库智能灯光引导系统

地下车库智能灯光引导系统主要解决两大问题：

A地下停车库（场）面积大、光线差，车辆经常出入，很难实现停车库（场）内部照明的自动控制，从而需要大量的照明设备长期照明，增加电力能耗。

B当业主回家时无法通过地下停车库（场）的照明系统，指导业主到指定的停车区域。

·强弱电无缝结合功能

在不改变强电回路的情况，采用“无线”智能灯光模块可以在灯具最近的位置进行控制开关、关闭回路的灯光。如下图：

·车辆入场引导

由停车库（场）系统将卡片信息传输给“灯光引导服务器”，由服务器对卡片有效性进行判断，若该卡属于该停车库（场），且在有效时限内，则由服务器联动灯光控制系统，点亮从车库入口至车辆所在片区的车道灯光回路，通过信息发布将显示“欢迎XXX业主，回家！”

停车库（场）系统将卡片的信息（卡号、车辆入口、车牌、停车的区域）传输到系统集成服务器里，由系统集成服务器来进行逻辑判断，实现相应回路开启。实现如下图：

·车库智能灯光引导系统总体结构

系统总体由车场管理服务器、灯光引导服务器、无线发射器、无线灯光执行器、出场感应器等组成。

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