【文章內(nèi)容簡介】 就要求家庭網(wǎng)關(guān)具有可擴展性，便于管理家庭的智能設(shè)備。而目前市場上所銷售的家庭網(wǎng)關(guān)僅僅是一個簡單的平臺，接口簡單、處理能力有限，不符合智慧家庭的建設(shè)目標。 本項目對智慧家庭網(wǎng)關(guān)展開研究，擴展已有家庭網(wǎng)關(guān)的功能，并根據(jù)從智能感知設(shè)備傳過來的環(huán)境數(shù)據(jù)，做出智慧化的決策。智慧家庭網(wǎng)關(guān)通過定義統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，對異構(gòu)設(shè)備定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)設(shè)備集成的復(fù)雜性。由于智慧家庭中，各傳感器節(jié)點多采用無線組網(wǎng) （ Zigbee 或 Zwave）的方式，該項目也采用主動搜索技術(shù)使智慧家庭網(wǎng)關(guān)具備發(fā)現(xiàn)、連接新設(shè)備的能力。 6） 智慧社區(qū)示范應(yīng)用 智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)主要包括智慧家庭系統(tǒng)、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)平臺、社區(qū)資源管理系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)、社區(qū)安保系統(tǒng)；每個子系統(tǒng)又包含若干個子系統(tǒng)。為了驗證本系統(tǒng)所研發(fā)的多系統(tǒng)集成平臺、個性化推薦系統(tǒng)等功能的有效性，并通過分析已有應(yīng)用系統(tǒng)的不足，本項目重點研發(fā)如下幾個示范應(yīng)用： （ 1）社區(qū)安保系統(tǒng) 主要功能是為社區(qū)提供安保、緊急救助等，包括消防系統(tǒng)，緊急救助系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，周界報警系統(tǒng)、智 能巡更系統(tǒng)等。 a)消防系統(tǒng)：提供社區(qū)公共場所的快速消防功能，和智慧家庭系統(tǒng)的家庭消防功能聯(lián)合使用。 b)緊急救助系統(tǒng)：提供兒童、老人等的緊急救助。 c)監(jiān)控系統(tǒng)：提供社區(qū) 24 小時監(jiān)控服務(wù)。 d)周界報警系統(tǒng)： 周界報警系統(tǒng)是目前社區(qū)安全防范系統(tǒng)的一個重要組成部分，是實現(xiàn)整個建筑群現(xiàn)代化的安全技術(shù)防范與科學(xué)管理的一項重要措施和必要手段。它利用現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)備，通過使用先進的技術(shù)，為社區(qū)營造一個安全、良好、有序的工作環(huán)境。對社區(qū)內(nèi)建筑的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其相互聯(lián)系給予最優(yōu)化考慮和綜合，以達到最佳組合，從 而獲得投資合理、高效率的、高度安全、優(yōu)雅舒適、便利快捷的環(huán)境空間。利用，該系統(tǒng)通過紅外線對射器等感知技術(shù)、以及現(xiàn)代多媒體及數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)對公司周圍及一些重要場所進行電子網(wǎng)管制系統(tǒng)，形成一套先進的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的安全防范系統(tǒng)。 e)智能巡更管理系統(tǒng) 本系統(tǒng)由巡邏管理軟件、巡邏信息點（ RFID）、巡邏器、管理主機組成。主要用于保障物品的安全，控制和監(jiān)督巡邏人員的工作。巡邏系統(tǒng)由現(xiàn)場電子簽到器、保安中心電腦組成，用于規(guī)范保安員上崗情況。電子簽到器設(shè)在住宅區(qū)內(nèi)主要道路、盲點、死角等處，中心電腦事先存儲保安員巡邏路線 ，簽到時間等。若保安員未簽到時，中心電腦會立即提醒值班人員去了解情況及早發(fā)現(xiàn)問題。 （ 2）社區(qū)信息系統(tǒng) 社區(qū)信息系統(tǒng)其主要功能是為居民和社區(qū)的相關(guān)的管理人員提供一個信息交流的網(wǎng)絡(luò)平臺，為居民和相關(guān)人員提供方便 ,滿足人們的社會性需求。其主要功能包括社區(qū)公告與發(fā)布，交流系統(tǒng)，社區(qū)地圖。 a)社區(qū)公告及發(fā)布系統(tǒng)：主要是發(fā)布一些社區(qū)信息，例如安全信息，天氣信息，停電通知，停水通知等。 b)社區(qū)交流系統(tǒng)：是一個交互性系統(tǒng)，主要功能是居民可以通過該系統(tǒng)向社區(qū)的物業(yè)及相關(guān)部門反應(yīng)那些設(shè)備損壞了需要維修，也可以反應(yīng)其他的與 生活相關(guān)的問題。住戶也可以通過該系統(tǒng)相互之間進行交流。 c)社區(qū)地圖：主要功能是顯示整個社區(qū)的地圖，以方便居民使用，該模塊還包括一些出行的公交線路信息等。 （ 3）社區(qū)資源管理系統(tǒng) 社區(qū)資源管理主要功能是管理社區(qū)內(nèi)的公共資源，包括社區(qū)運動場所管理系統(tǒng)、社區(qū)能源管理系統(tǒng)、社區(qū)光控系統(tǒng)等。 a)社區(qū)光控系統(tǒng)：主要負責(zé)社區(qū)公共照明，比如路燈等。當光照到一定的值時，關(guān)閉路燈，或夜里凌晨以后關(guān)閉部分路燈等。 b)社區(qū)能源管理系統(tǒng)：綜合管理社區(qū)的能源消耗、對能源消耗進行優(yōu)化，從而獲得低碳、綠色的生活。 c)社區(qū)運動場所管 理系統(tǒng)：管理社區(qū)內(nèi)的乒乓球場、羽毛球場、游泳池等運動場所，提供在線預(yù)約、實時查看等功能，為用戶提供方便快捷的生活。 （ 4）智慧家庭系統(tǒng) 智慧家庭系統(tǒng)，包括安防系統(tǒng)、遠程監(jiān)控、智慧家電、可視對講、情景模式、寵物照看、智慧影音等子系統(tǒng)，用戶使用遠程終端通過管理系統(tǒng)就可以方便的進行管理。其主要功能如圖 5 所示，本項目主要實現(xiàn)如下幾個功能模塊。 智 慧家 庭系 統(tǒng)家 庭 背 景 音 樂防 盜 報 警電 鎖 門 禁對 講 系 統(tǒng)暖 通 空 調(diào) 系 統(tǒng)家 電 控 制 系 統(tǒng)視 頻 監(jiān) 控太 陽 能 與 節(jié) 能 設(shè) 備溫 度 控 制 系 統(tǒng)家 庭 網(wǎng) 絡(luò)花 草 自 動 澆 灌寵 物 照 看 與動 物 管 制家 庭 影 院 系 統(tǒng)智 能 家 居 軟 件運 動 與 監(jiān) 控 檢 測廚 衛(wèi) 電 視 系 統(tǒng)家 庭 安 防 系 統(tǒng)家 庭 能 源 管 理 系 統(tǒng)電 器 控 制 系 統(tǒng)智 能 遮 陽智 能 照 明 系 統(tǒng) 圖 5 智慧家庭系統(tǒng)功能圖 安防系統(tǒng) 智慧家居報警系統(tǒng)由家庭報警主機和各種前端探測器組成。前端探測器可分為門磁、窗磁、 煤氣探測器、煙感探測器、紅外探頭、緊急按鈕等。若有人非法入侵便會觸發(fā)相應(yīng)的探測器，家庭報警主機會立即將報警信號傳送至小區(qū)管理中心或用戶指定的電話上，以便保安人員迅速處警，同時小區(qū)管理中心的報警主機將會紀錄下這些信息，以備查閱。 智慧家庭安防系統(tǒng)可實現(xiàn)家居安防的報警點的等級布防，并采用邏輯判斷，避免系統(tǒng)誤報警；可采用遙控器或鍵盤對系統(tǒng)進行布防、撤防，一旦發(fā)生報警，系統(tǒng)自動確認報警信息、狀態(tài)及位置，而且報警時能夠自動強制占線。 遠程監(jiān)控系統(tǒng) 遠程監(jiān)控系統(tǒng)基于寬帶網(wǎng)絡(luò)，高度集成了安防技術(shù)、視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等。用戶可以利用 3G 手機和無處不在互聯(lián)網(wǎng)，隨時隨地瀏覽家中的視頻圖像，同時，系統(tǒng)支持 WEB 網(wǎng)站多平臺接入、企業(yè)客戶端和手機登錄方式，擁有強大的視頻瀏覽功能，能夠滿足用戶圖像分屏查看、歷史視頻查看、照片抓拍和遠程控制等功能。 智能家電系統(tǒng) 智能家電系統(tǒng)通過家庭控制終端和智能遙控器對家用電器進行控制，可控制家庭網(wǎng)絡(luò)中的所有電器設(shè)備，包括白熾燈、日光燈、電動窗簾 /卷簾、普通電器、大功率電器、紅外電器（如電視、空調(diào)、 DVD、音響等）等。 可視對講系統(tǒng) 業(yè)主或訪客可以通過門口機呼叫小區(qū)中任意一臺室內(nèi)主分機，與戶內(nèi)業(yè)主進行可視對講及開鎖操作。如果業(yè)主不在家，可以對主機進行留影留言操作，業(yè)主回家后，可以查看當天的訪客信息，并查看訪客的語音視頻留言。業(yè)主與業(yè)主之間可以進行戶戶可視對講，整個系統(tǒng)內(nèi)可以同時進行多路可視對講，相互之間不會干擾。在門口機或室內(nèi)主機可以呼叫物管人員，與物管人員進行可視對講。 情景模式 設(shè)置情景面板，可實現(xiàn)對全宅指定區(qū)域內(nèi)燈光，空調(diào) /采暖系統(tǒng)、音視頻系統(tǒng)，泳池設(shè)備等的控制。 同時可設(shè)置多種場景（如燈光明暗組合，通音頻設(shè)備之間的組合，實現(xiàn)：看 電視，休息，聊天、就餐、外出等模式，需根據(jù)主人的生活習(xí)慣進行后期設(shè)計。設(shè)置智慧背景音樂面板，可開啟和關(guān)閉背景音樂，選擇曲目和新聞廣播的同時，提供呼叫家庭人員或呼叫保姆服務(wù)。 項目的技術(shù)關(guān)鍵，包括技術(shù)難點、創(chuàng)新點 該項目所設(shè)計的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)由智慧家庭和智慧社區(qū)兩級系統(tǒng)組成 ,它們的拓撲圖分別如圖 7 所示。 圖 6 智慧家庭系統(tǒng)拓撲圖 圖 7 智慧社區(qū)系統(tǒng)拓撲圖 項目的關(guān)鍵技術(shù)： （ 1）多級社區(qū)安防系統(tǒng)設(shè)計 保護社區(qū)人員的人身安全和財產(chǎn)安全是智慧社區(qū)的首要任務(wù)，只有人們感覺到安全，才會生活的有滋有 味，才能追求更高級別的需求?，F(xiàn)有的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)都在安防上下了比較多的功夫，但仍不能完全有效地保護人們的財產(chǎn)安全和人生安全，社區(qū)內(nèi)時有盜竊事件的發(fā)生，家庭內(nèi)偶然會有火情發(fā)生。因此，需要設(shè)計多級安防系統(tǒng)來提高社區(qū)的安全性，保護社區(qū)人員的財產(chǎn)和人生安全。 本項目通過對社區(qū)實施 4 級安全防范管理措施來保護社區(qū)人員的人身和財產(chǎn)安全。 社區(qū)主出入口設(shè)置 ETC 車道控制社區(qū)車道和考勤、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機，通過保安人員的盡職職守，可有效地對進入社區(qū)的人和車輛進行識別，構(gòu)成了社區(qū)第一級安全防范網(wǎng)絡(luò)。 單元門口，設(shè)有可視對 講門口機，配合閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、進一步對來訪者身份進行確認，組成社區(qū)第二級安全防范網(wǎng)絡(luò)。 周界防范系統(tǒng)，通過人防和技防的有效結(jié)合，組成了社區(qū)的第三級安全防范網(wǎng)絡(luò)。 在家庭內(nèi)部，配置人體紅外傳感器、攝像頭、可燃氣體傳感器等，來保護家庭內(nèi)部的安全，一旦有壞人入侵或有火災(zāi)等險情發(fā)生，立即報告給業(yè)主和社區(qū)管理中心，及時進行防范和處理，有效地保護財產(chǎn)和人身安全。 （ 2） 多系統(tǒng)集成平臺 智慧社區(qū)管理系統(tǒng)由數(shù)量眾多的子系統(tǒng)構(gòu)成，一般情況下，社區(qū)已經(jīng)存在了一些應(yīng)用系統(tǒng)，未來很可能需要增加新的應(yīng)用系統(tǒng)。這就要求所設(shè)計的智慧社 區(qū)系統(tǒng)具有系統(tǒng)集成功能，可以在將現(xiàn)有子系統(tǒng)全部集成在智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)的同時，也可將未來增加的社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)進行集成，實行統(tǒng)一管理，并且發(fā)揮智慧服務(wù)的管理模式、服務(wù)模式、先進技術(shù)等優(yōu)勢，社區(qū)管理提升到新的管理服務(wù)高度，全方位支撐智慧社區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。 本項目采用面向服務(wù)（ SOA）的設(shè)計技術(shù)，使已有的系統(tǒng)能夠很方便地集成到所設(shè)計的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中，且定義了統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，便于未來新增加的社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)集成到該系統(tǒng)中。本項目以接口規(guī)范作為集成點，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的透明性，并且最大限度的降低了系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)生 改變所帶來的影響。通過對異構(gòu)系統(tǒng)定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)系統(tǒng)集成的復(fù)雜性。本項目采用了已經(jīng)發(fā)展的較為完善與成熟的 Web 服務(wù)技術(shù)，以此來解決異構(gòu)系統(tǒng)之間的互操作性難題。而且 Web 服務(wù)技術(shù)還可以在廣域網(wǎng)的范圍內(nèi)解決應(yīng)用集成中的異構(gòu)性問題，并為在動態(tài)、開放的環(huán)境下構(gòu)造具有松耦合特性的集成化應(yīng)用提供了一個較為實際的解決方案。 （ 3） 智慧家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計 智慧家庭是智慧社區(qū)的基本組成單位，為每個家庭提供安全、便捷的生活。但是，由于每個家庭的興趣和需求不同，所配備的家居產(chǎn)品也不同，而且用戶在未來還可能對現(xiàn)有設(shè)備進行替 換或購買新的設(shè)備，這就要求家庭網(wǎng)關(guān)具有可擴展性，便于管理家庭的智能設(shè)備。 本項目通過定義統(tǒng)一的規(guī)范和協(xié)議，對異構(gòu)設(shè)備定義一致的服務(wù)接口，隔離了異構(gòu)設(shè)備集成的復(fù)雜性。由于智慧家庭中，各傳感器節(jié)點多采用無線組網(wǎng)（ Zigbee 或 Zwave）的方式，該項目也采用主動搜索技術(shù)使智能網(wǎng)關(guān)具備發(fā)現(xiàn)、連接新設(shè)備的能力。 （ 4） 系統(tǒng)可靠性設(shè)計 智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)要為整個社區(qū)的所有人員提供服務(wù)，因此，該系統(tǒng)需要安全、可靠、不間斷得為社區(qū)成員提供服務(wù)。由于智慧社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)包含多種不同業(yè)務(wù)，且需要長期不間斷運行，因此，會發(fā)生系統(tǒng) 性能衰退、服務(wù)質(zhì)量下降等軟件老化現(xiàn)象，從而造成較大的損失。因此，需要對社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)的可靠性進行設(shè)計，來保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運行、給用戶提供良好的服務(wù)。 本項目在硬件和軟件兩個層次上均進行可靠性設(shè)計，硬件上采取冗余的方式來提高系統(tǒng)的可靠性，軟件上采用軟件再生方法和技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。軟件再生是一種主動性的預(yù)防措施，在軟件系統(tǒng)發(fā)生失效前主動采取再生策略和技術(shù)，從而有效避免了非預(yù)期失效所帶來的災(zāi)難。 （ 5） 人員識別和定位技術(shù) 智慧社區(qū)中人們的智慧化生活，如：家里的主人通過手機或者項鏈等隨身物品就可以開門，走 到哪個房間，燈光會自動開啟，空調(diào)也會自動調(diào)節(jié)到合適的溫度；坐到沙發(fā)上，電視就會自動開啟；而站到穿衣鏡前，鏡子會自動顯示您要穿的衣服并與您的鏡像進行合成等。實現(xiàn)這一切的一個關(guān)鍵技術(shù)就是對用戶的識別與定位。 本項目基于射頻識別（ RFID）技術(shù)、采用空間劃分的定位技術(shù)來設(shè)計和實現(xiàn)智慧社區(qū)用戶識別定位功能。 RFID 作為一種全新的非接觸自動識別技術(shù)，在上世紀就已開始逐漸進入應(yīng)用領(lǐng)域，是智能家居中通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行用戶識別和定位處理的前提。在 RFID 技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以采用基于電磁波到達角、基于電磁波到達時間、基于電磁 波到達時間差、基于電磁波到達功率強度、基于空間劃分的RFID 定位技術(shù)?；诳臻g劃分的定位系統(tǒng)相比其他系統(tǒng)而言，對硬件要求不高，可操作性強，有較強的抗干擾能力，定位精度也能夠達到要求，具有較高的實用價值。 （ 6） 個性化服務(wù)推薦技術(shù) 隨著人們物質(zhì)生活水平的提供，人們開始追求個性化的、時尚的生活方式。個性化服務(wù)是一種有針對性的服務(wù)方式，根據(jù)用戶的設(shè)定來實現(xiàn)，依據(jù)各種渠道對資源進行收集、整理和分類，向用戶提供和推薦相關(guān)信息，以滿足用戶的需求。從整體上說，個性