智能化社区网络系统特点及其发展

　　摘要 社区智能化是我国信息化技术当前发展的热点之一。文章首先分析了我国智能化社区急剧发展的因素，随后论述了智能化社区网络系统的特点。在此基础上，综合了社区宽带网平台的各种应用需求，提出了基于宽带网平台的社区智能化系统的总体框架。
　　
　　智能社区是上世纪９０年代初开始发展的继智能大厦发展后的又一种类型的智能建筑，近１０年来在我国获得发展。在未来的１０年中，智能化社区在我国仍有强劲的发展势头。

　 １ 智能化社区急剧发展的因素
　  我国房地产市场的发展是世界上规模zui大的，不论是近几年已有的发展情况，还是市场潜力都是的。这几年，住宅建设的建筑面积每年都将达４亿平方米，估计今后１０年的发展势头仍不会减弱。
随着改革开放的不断深入以及国家经济的飞速发展，人们对提高生活质量的不断追求，不仅要求较大的人均居住面积，而且还要求高质量的居住环境。高质量的居住环境包括以下几个方面：
　（１）安全、舒适、环保的社区生活环境；
　（２）全面、周到、快捷的社区服务和管理；
　（３）现代化的通信设施；
　（４）方便获取本地以及国内外信息；
　（５）具备居家办公的条件。
　 信息技术的发展，促使我国网民数量每年递增超过１００％，估计在２００２年我国网民的数量会超过５千万。网民绝大部分属白领阶层，他（她）们的居室与白天上班的办公室一样，离不开网络设施和信息的需求。
    城市数字化规划及实施的全面展开推动了社区信息化的发展。上个世纪末，继上海、深圳、北京等几个城市的城市信息化规划的制定并开始启动以来，国内又有一批城市正在进行数字化工程的规划和建设。可以认为，我国城市数字化建设的高潮已经到来。智能化社区是数字城市的基本单元，已经纳入各个城市的数字化规划，智能化社区的建设是城市中主要的信息化建设项目之一，电子政务、电子商务、公用事业信息化、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入、和未来数字电视等应用都离不开作为城市基层单位的智能化社区的支持。
上述几方面因素大大促进了全国各地社区智能化系统的建设和实施。

　 ２　智能化社区网络系统特点
　 ２．１　城市网络*的基层单元
　  智能化社区的网络建设是解决数字城市zui后１ｋｍ／１００ｍ／１０ｍ范围的网络建设问题。社区的网络系统是城市网络的zui基层的结构，通过网络系统把千家万户与数字城市的各种信息应用紧密在一起。智能化社区支持数字城市的信息化应用包括如下几个主要方面。
　（１）电子商务：例如电子购物、电子银行、电子保险、网上炒股等；
　（２）电子政府：城市居民利用网络可以直接与政府各个部门对话，反映来自zui基层群众的意见和建议，促进政府有关部门能及时地处理和解决问题。通过网络，居民能及时了解政府有关部门所颁布的政策、法规和条例，并能在网上直接办理所规定的事宜；
　（３）城市空间信息系统：例如各个社区内部的建筑物分布、绿化带和地下管线等构成的社区地理信息系统ＧＩＳ是城市空间信息系统*的一部分；
（４）城市公用事业（水、电、天然气等）信息化：城市公用事业部门利用网络来管理社区中水、电、天然气等使用和收费。智能化社区家居三表（水表、电表、天然气表）计量远程传输的需求促进了城市公用事业部门信息化建设；
（５）远程教育：居民在家中利用网络获得远程教育和有关知识的培训；
（６）远程保健和辅助医疗：通过网络来传授保健和辅助医疗知识特别对于中老年居民来说是非常需要的；
（７）气象、交通和旅游咨询：居民在网上能够获得比较广泛和详细的气象、交通和旅游咨询，方便出外办事和旅游选择；
（８）城市公共物业管理：智能化社区的物业管理是*的，它不仅要对社区进行人员、建筑物、设备、保安、收费等行政类的管理，而且还必须要对大量的智能化设备进行维护和保养，后者对于一个社区来说往往在人力、财力特别在技术上是力不从心的，因此要成立城市公共物业管理部门集中人力、财力和技术力量来对城市中众多的智能化社区进行统一管理，通过网络，对社区中大量的智能化设备进行监测、管理，进行定期的维护和保养。

　２．２　数据网、监控网、网和电视网四类网络构成
　四类网络具有不同的结构，分别实现系统的不同功能。分别叙述如下：
（１）数据网是社区内部的驻地网。通常是一个宽带数据网络，目前几乎均选择ＴＣＰ／ＩＰ以太网，它作为社区内部的信息高速公路，支撑着内部的信息服务、办公、管理、多媒体通信等有关数据信息传输和处理的功能；实现了社区的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的接入和（或）城域骨干网的接入，满足居民对Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和（或）城域网信息服务的需求；
（２）监控网实现了社区内部有关系统和设施的控制和监测。包括对安全防范、消防、电梯、灯光照明、上下水、停车场出入口、生态环境等系统和设施的控制和监测，对于在社区中形成安全、舒适、环保、节能的环境是重要的。
　  国内外传统的常用的具有开放性的监控网络低层有关的标准和协议包括ＬｏｎＷａｌｋＢＡＣｎｅｔ，ＲＳ４８５，ＲＳ２３２等，低层支持ＩＰ以太网是监控网更加走向开放性重要的标志。当前，国外几乎所有的厂家其开放的监控网产品均包括了ＴＣＰ／ＩＰ以太网，并可以在ＴＣＰ／ＩＰ以太网平台上进行监控系统功能的集成和联动，利用Ｗｅｂ技术和浏览器界面对集成的系统进行管理和监控。目前直接利用工业控制以太网来实现社区监控网络的功能也是可行的。

　　监控网络技术与其他网络技术一样也在不断发展，监控网络的几种结构形式。
    是早期的监控网络结构，此结构源自于传统的控制网络技术，物理上由现场总线级和控制级组成。现场总线级是监控网络的zui低层，直接连接各个需要监控的应用子系统，一般情况下，每个现场总线网络对应一个子系统。上层控制级主要实现各个子系统之间的联动和监管，当然也可直接连接子系统。 增加了基于ＴＣＰ／ＩＰ以太网的管理级，在管理级上实现了监管的功能，这种结构是监控网络发展的一个飞跃，标志着监控网络与信息技术密切在一起，ＴＣＰ／ＩＰ以太网的开放性和丰富的资源推动了监控网络技术和产品进一步的发展。结构是目前比较复杂的监控网络系统中常用的结构，网络物理结构只有两层，但是可以实现逻辑上的三层功能，主要在于控制网协议ＢＡＣｎｅｔ的低层支持ＩＰ以太网。图４是一个比较简单的监控网络结构。ＴＣＰ／ＩＰ以太网利用网关或服务器来连接现场总线网络，而中间不采用传统的控制器，带宽富裕且可靠的ＴＣＰ／ＩＰ以太网既实现了管理级功能，又实现了控制级功能 ，结构简单，维护方便，性价比高。 一种更优化的监控网络结构，利用ＴＣＰ／ＩＰ以太网实现了全部功能，在智能化社区中是可以采用的。

　 由于在智能化社区中，机电设备监控的功能是比较简单的，绝大部分功能是只监不控、即使需要少量控制功能，也只不过是开环控制或者是简单的开关量控制，因此监控网络系统可以采用简单而优化的结构。这种结构组成的监控系统，可以实现机电设备监控、安全防范、一卡通、家居智能控制等全部功能以及这些子系统的联动和集成。
    语音通信网除了通常在社区中以程控交换机为中心的结构形式支持传统的语音通信外，还包括无线通信对讲系统、手机信号增强系统等。利用线来实现ＸＤＳＬ宽带Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入是当前常用的一种解决方案。
    电视网除了通常在社区中满足居民收看电视节目外，建设双向有线电视网ＨＦＣ也是一种构成社区宽带网的途径。利用ＨＦＣ实现宽带Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入也是当前可行的一种解决方案。

　 ２．３ 构成了社区／住宅楼／家居三个层次的网络系统结构
　  智能化社区网络系统的结构分为社区／住宅楼／家居三个层次，这三个层次上具有不同的结构和功能。四类网络均体现在每一个层次上，以监控网中家居智能控制系统为例，其中家居网络系统是一个特殊的亮点，以家居智能控制器为核心形成了家居网络，实现家庭中家电、家居安防、三表计量远传、数字终端等设备的连接和控制。通过家居智能控制器与住宅楼网络以及社区网络的连接。这样一来，就可以通过社区以太网，甚至可以通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ对家居网络系统中的各种设备进行管理和监控，而像三表（电表、水表、煤气表）输出的计量数字信号则可以传送至社区的物业管理中心，也可以通过城市的公网或专网远传至城市中有关的公用事业管理部门。
    家居网络目前可以采用蓝牙、ＷＬａｎ等无线技术，也可以采用４８５总线、Ｌａｎ、线、电力线等技术组网。住宅楼中各个家居智能控制器用４８５总线连接成住宅楼网络，然后通过网关与社区宽带网（一般为ＴＣＰ／ＩＰ以太网）连接，这是一种可以直接使用住宅楼综合布线系统组网的结构。显然，利用无线技术实现家居智能控制器组网也是可行的解决方案。目前，大部分生产厂家的家居智能控制器产品可以适应多种组网（４８５总线、以太网或无线等）方式，以供选择。
    对于数据网和网，则由智能化社区综合布线系统决定了社区和住宅楼两个层次的网络结构。社区中的有线电视网则自成系统，遍及社区和所有的住宅楼。

　 ２．４ 四类网络支撑了社区智能化系统的三个服务系统
    社区智能化系统包括以下三个应用服务系统，每个系统中分别包括网络平台及其所支持的众多的应用子系统。
    信息网络所支持的应用子系统包括内部信息服务、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入与信息服务、物业管理、社区ＧＩＳ、集成管理等子系统。
2.4.2 监控服务系统
    监控网络所支持的应用子系统包括建筑机电设备监控、安全防范、火灾报警与消防联动、一卡通、车库管理、家居智能控制、机房系统监管等子系统。
2.4.3 通信服务系统
    通信网络所支持的应用子系统包括程控交换、小区域无线通信、手机信号增强、卫星与闭路电视、广播与背景音乐、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入与信息服务等子系统。

　 ２．５ 多个系统集成和多种信息融合是发展的方向
    由上述可知，在社区智能化系统中存在着四类网络，构成三个层次的网络系统结构，支撑了三个服务系统。在整个系统中所包括的子系统数量近２０个，众多的子系统遍及社区／住宅楼／家居三个层次。
    为了优化系统结构、减少投资、方便管理，近１～２年来，各个厂家纷纷提出各种层次的系统集成解决方案。目前在社区智能化系统的方案设计以及工程实施中，系统集成已经成为重要的、*的环节。具有明显的发展特点。
    事实上，在社区智能化系统的四类网络上存在着各自的信息流，即数据、控制、语音、视像四种信息流。随着数字化技术的发展和系统集成的深入，多种信息的融合（或称四网融合）的特点会越来越明显。例如随着的发展，语音流和数据流趋于融合；随着数字电视的推广使用，视像流和数据流会趋于融合。

　 ３　基于宽带网平台的社区智能化系统的结构是发展的方向

　 ３．１ 宽带网平台的应用需求
    综上所述，在智能化社区中，对于ＴＣＰ／ＩＰ以太网所构成的宽带网平台，其应用需求是多方面的，覆盖了社区智能化系统绝大部分功能以及未来的数字化增值服务，概述如下：
（１）社区居民要求通过宽带网获得Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／城域网的信息服务；
（２）社区内部在宽带网上需要建立一个，通过宽带网为居民提供内部信息服务；
（３）物业管理需要内部宽带网络的支撑；
（４）对于监控服务系统来说，其众多的子系统的信息传输、管理、监控和系统集成几乎都要求在宽带网络上进行；
（５）社区系统、数字广播以及即将到来的数字电视系统要藉助于宽带网络作为其传输通道；
（６）未来整个社区智能化系统的发展，要实现全局的数字系统集成和信息融合必须要依靠宽带网络的支撑。

　３．２ 基于宽带网平台的智能化系统总体框架
根据应用需求以及未来信息技术的发展，在宽带平台上支撑了各种应用，构成了一个完整的社区智能化（数字化）系统框架。