住宅小区智能化系统设计与实现.docx
《住宅小区智能化系统设计与实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《住宅小区智能化系统设计与实现.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
住宅小区智能化系统设计与实现
电子科技大学工程硕士学位论文开题报告
学位论文题目：
住宅小区智能化系统综述
工程领域名称：
软件工程
学号：
201191231213
姓名：
黄燕
校内导师姓名:
佘堃
企业方导师姓名：
胡火清
硕士生所在单位名称：
九江职业大学
填表日期：
2012年9月20日
填表说明
1、研究生须认真填写本表相关内容。
2、开题报告内容见《电子科技大学在职攻读工程硕士专业学位研究生管理暂行规定》
3、所列栏目填写不下的，可以另加附页。
4、本表采取双面印制，且保持原格式不变，纸张限用A4（页边距为上、下：
2.5cm,左为2.6cm,右为2.1cm；字体为宋体小四，行间距为18磅），整齐装订。
5、开题报告完成，此表经相关人员签字后，须交学院研究生教务秘书保存。
课题的目的，国内外研究现状和发展趋势：
为了适应飞速发展的信息时代要求,在住宅小区家居方面,世界上一些科研机构已经将智能大厦的概念和模式引进住宅小区,使人们居住条件和环境得到质的提高,由此产生了智能化住宅小区这一全新的概念,它是新兴的高科技产物。
信息时代的智能小区是一个舒适、安全、快捷、高效的生活环境和良好的信息交流服务空间，它将以住宅小区的智能控制中心为枢纽，从居家安全防范系统、车辆管理系统、公共广播系统、紧急电话求助系统、保安员巡更和无线对讲系统、周界防越系统、闭路监控系统等形成一个有线与无线相结合，固定目标与移动目标相结合，多功能、全方位、智能化的神经网络系统，想小区各住户提供全方位优质可靠的安全服务。
同时，在小区内建立高速宽带、安全、可靠的传输网络，提供信息和资源共享，完成小区内部的各种信息发布服务、物业综合管理、设备集中监事和控制，实现家居生活的信息化和智能化。
本课题研究的主要目的有两个。
一是通过对本课题的研究和学习，加深我对所学习的理论知识的理解和掌握，同时锻炼自己把所学的理论知识运用到实际问题的能力。
二是要在充分研究国内外关于智能小区系统设计的基础上，结合我国的实际国情，研究和开发一套更加适宜我国住宅小区的智能化系统。
我国智能化住宅小区研究才有近十年的历史，而国外发达国家在这方面的研究远远早于我国，以日本为例，在上世纪八十年代，日本就已经开始进行住宅小区智能化研究。
1993年，日本进行多媒体住宅试验，当时一共选择了6个住宅小区作为试点,为每户安装了电脑和电视电话,进行多煤体信息网络试验。
多媒体信息网络试验主要由以下六个方面组成:
①志愿服务人员通过先进的多媒体信息网络对行动不便的高龄老人进行照顾和护理;②建立在家上班制度,实现专业技术人员不出家门就能圆满完成自己的工作设想;③建立假定家庭,使远在外地的双亲及其他亲友通过多媒体网络能够“欢聚一堂、④沟通各住户之间的防灾信息系统;⑤加强不同地区人员之间的交流;⑥通过电脑接受指导,在家完成职业培训工作。
许多日本计算机公司参与了试验。
日本建设省将根据试验结果制定智能小区（多媒体住宅）的开发政策。
进入新世纪以来，随着我国经济的迅速发展和人们物质财富的极大丰富，人们对住宅的质量和生活的质量越来越高。
中国主要城市开发建设“智能化住宅小区”已是大势所趋中国江苏无锡兹湖泰德新城建设电脑网络住宅小区,泰德新城在实现住宅园林化的同时,还将实现住宅智能化。
泰德新城是我国最先兴建的由电脑网络夜盖的住宅小区。
它着眼于21世纪的社区功能和居民工作、生活方式与性质的改革,提出并实施了社区多媒体公益网。
通过多媒体公益网,可以使小区内各机构之间资讯互通,资源共享,并可连接国内外大型网络。
我国从1997年开始制定“小康住宅电气设计（标准）导则”（讨论稿），规定了小康住宅小区电气设计的总体要求，即：
高度的安全性；舒适的生活环境；便利的通讯方式；综合的信息服务；家庭智能化系统。
同时也对小康住宅与小区建设在安防、家庭设备自动化和通讯网络的配置等提出了三级设计标准，即三星级（超前型），二星级（提高型）和一星级（普及型）。
住宅小区智能化的目的、目标，是结合国情，切合实际，在保持、保障已有住宅小区技术性能、使用功能、工程质量和综合效益充分发挥和改进完善的基础上，进一步拓展和增添新的智能化功能需求；同时，智能化还要有助于实现建筑智能化发展的新趋势、新要求。
根据实际需求和可能，最大限度、最有效的满足使用功能，是划分和评定智能化水平的前提。
针对住宅小区的使用功能，以安全、舒适、方便和效益等四个方面来具体归类，按照智能化程度不同具体划分等级。
为了使不同类型、不同居住对象、不同建设标准的住宅小区，合理配置智能化系统建设，示范工程按其功能要求、技术含量、经济合理性等因素综合考虑，划分为：
一星级（普及型）、二星级（提高型）、三星级（超前型）三种类型。
研究设计方案、预期结果：
一、住宅小区智能化系统设计概述
近年来，智能建筑技术有了新的发展，人们把智能建筑技术扩展到一个区域内多座智能建筑进行综合管理，这样的区域被称为智能小区。
智能小区已成为建筑行业中，继智能建筑之后的又一个热点，也是房地产的一个亮点。
所谓智能小区，就是将在一定地域范围内，多个具有相同或不同功能的建筑物（主要指住宅小区）按照统筹方法，利用计算机技术、通信技术、多媒体技术等高科技手段，分别对其功能进行智能化，使资源充分共享，统一管理。
在提供安全、舒适、方便、节能、可持续发展的生活环境的同时，便于统一管理和控制，并尽可能地提高性能价格比。
根据建设部有关智能化示范小区的文件规定，按建设单位提出的二星级建设标准三个子系统的具体要求，在方案设计中我们考虑如下
小区家庭防盗报警系统组成：
小区家庭防盗报警系统，它包括住宅设置楼宇对讲和居室报警及紧急呼叫系统；
系统功能与特点：
互联组网
系统采用标准总线结构，不同类型的分机和不同楼栋的主机都可以通过总线互联组网。
使系统组合灵活，便于扩充，能满足用户的各种需求。
统一编址
系统内所有设备采用统一编址；设备连接容量至少满足：
同一小区内可接4台管理机。
一台管理机可方便地管理16栋楼，而同一栋楼可并联8台门口机，一台门口机可连32台分机。
密码设置
系统中非可视或可视互通分机可以通过键盘随意设置或修改用户密码，做到一户一个密码。
分机用户可用密码实施密码开锁或给自己家各报警防区实施撤防。
可视对讲
系统能实现住户与管理处、住户与住户、以及不同楼栋住户之间互相呼叫与通话。
亦可实现楼门口或家门口与住户分机之间的可视对讲功能。
管理模式
系统具有方便灵活的白天或夜间管理模式，管理员能够通过管理机对任何一栋楼的门口机进行管理，即对各门口来访者的呼叫进行干预。
干预时这栋楼的来访者对楼内用户的呼叫，自动转到管理机。
经管理员许可后由管理员转接，才能使来访者与用户通话。
这种管理模式确保小区的严格管理，满足不同层次物业管理者的要求。
二、技术方案设计
传统的Web信息系统开发主要依靠编码技术实现。
随着Web信息系统规模不断扩大和Web技术的发展，传统Web信息系统的软件开发方法面临着巨大的压力：
一方面如何让Web信息系统既能够全面、迅速的实现管理者的业务需求，又能够在系统开发过程中根据需求改动实现快速调整；另一方面Web技术的不断发展，不同的工业标准和技术平台层出不穷，如何建立一个长远的Web应用系统的架构来集成企业的内部商业系统，使他们的关键业务系统能不断地适应新的硬件和软件平台标准，与客户、供应商以及业务伙伴一起集成已建立的、正在建立的和将建立的系统。
为此我们需要寻找一种新的软件开发方法，以解决上述问题。
首先创建一个角色，和必要的许可分配给角色，而不是分配给个人用户，然后角色分配到一个特定的用户。
当新员工的作用，增加用户提供所有必要的权限。
强制访问控制模型的基础上与每个数据项和与每个用户的安全标识符（安全标签）。
安全身份分为几个层次：
最高机密（绝密）（秘密），机密，秘密（保密），一般（公共）。
数据标识符称为分类（安全分类），用户标识符称为许可证（安全清除）。
在计算机系统中运行的程序，每个继承的用户许可证的水平，可以说，用户的许可证水平不仅作为人类用户，并应用到用户运行的所有程序。
当一个用户使用的分类系统，确定之后，用户可以访问数据的系统应遵守以下规则：
当且仅当用户许可级别小于或等于数据安全，用户的能力，数据写操作。
二规则表明，用户可写数据对象上面给出自己的许可证等级分类，这些数据被写入后用户无法读取数据对象。
2规则的共同点是，他们禁止拥有先进的授权级别主题更新低保对象的数据，从而防止泄漏敏感数据。
学位论文工作计划表
论文题目：
住宅小区智能化系统综述
论文工作起止日期：
工作项目
工作内容
计划完成日期
文献阅读和科学调研
调研课题主要内容、阅读主要文献资料
方案论证
课题的应用价值与可行性
设计或研究阶段
研究方法、技术路线、实验方案
论文撰写
撰写论文
课题研制条件落实情况：
课题来源（下达部门）：
课题名称：
课题负责人：
论文类型：
1）工程设计2）产品研制报告3）研究论文（请打√）
导师对开题报告和论文计划的可行性提出意见：
校内导师：
企业方导师：
学院审批意见：
学院主管领导（签字、盖章）：
日期：
年月日
电子科技大学工程硕士学位论文文献综述
姓名：
黄燕
学号：
201191231213
工程领域：
软件工程
综述题目：
住宅小区智能化系统综述
导师意见：
校内导师：
企业方导师：
注：
1、文献综述加页附后，整齐装订。
2、纸张限用A4（页边距为上、下：
2.5cm,左为2.6cm,右为2.1cm；字体为宋体小四，行间距为18磅）。
3、文献综述应对选题所涉及的工程技术问题或研究课题的国内外状况有清晰的描述与分析，一般不少于3000字。
4、至少应阅读20篇中外文献，其中英文文献不少于5篇。
1选题背景
与传统住宅小区安防监控系统相比，现代安防监控系统多应用传感器识别技术及先进的网络通信技术。
这种系统将更合理、更高效、更快捷的为人们提供舒适的工作和生活环境，为人们人身财产安全提供更好的保障。
推广智能住宅小区技术，对于改善人居环境，促进可持续发展具有重要意义。
随着经济的发展，人们对生活环境的安全、高效、舒适提出了要求，应运而生的住宅小区智能化技术目前在我国各类住宅小区中得到了广泛应用，它是集住宅小区技术、计算机技术、自动化技术、通信技术以及系统集成技术为一体的一个新兴但发展又十分迅猛的技术领域。
网络技术发展更是突飞猛进，计算机网络技术已广泛应用于工业、商业、金融、科研、教育、农业及日常生活等方面，已经在影响并逐步改变人们的工作生活方式。
智能住宅小区在国际上又称为3A住宅小区，它包括以下几个部分：
BAS（BuildingAutomationSystem）为住宅小区自动化系统、CAS（CommunicationAutomationSystem）为通信自动化系统、OAS（OfficeAutomationSystem）为办公自动化系统，通过SCS（StructuredCablingSystem）结构化综合布线系统把上述三个系统有机结合起来。
中国国家标准《智能住宅小区设计标准》（GB/T50314-2000）中智能住宅小区（IB）的定义是：
它是以住宅小区为平台，兼备住宅小区设备、办公自动化及通讯网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，给人们提供一个安全、高效、舒适、便利的住宅小区环境。
住宅小区自动化系统是智能住宅小区中最基本和最重要的组成部分，它利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制，这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。
它确保住宅小区物内的舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求。
2智能住宅小区安防监控技术的发展趋势
目前，在我国房地产业不断发展的背景下，智能住宅小区已迅速成长。
智能住宅小区安防监控也被人们所了解。
智能住宅小区安防监控在北京、上海、广州、深圳等一线城市高档住宅中也得到了应用，它已经成为高档物业的新标志。
经过多年来的探索、推进，我国智能住宅小区安防监控方面也取得了较大的发展。
据美国一家权威机构的调查资料显示，在美国、英国、日本等发达国家，60%以上的商务住宅小区已经与一些全球知名的住宅小区接入服务商达成了协议，针对住宅小区内企业的需求设定了一套统一的服务标准。
在社会主义迅速发展的今天，我国的智能住宅小区的系统构成更注重于满足住户在安全性、舒适的环境、便利的社区服务和社区管理，具有增值效应的网络通信等方面的实现和个性化要求。
现在智能住宅小区系统集成的发展主要分为两种趋势：
将安防系统、住宅小区自控、消防系统的数据整合，交由统一平台进行管理；还有一种将住宅小区自控、安防、消防、信息设备系统、信息化应用系统集成起来，形成IBMS系统，一个平台控制5个系统。
后者集成的系统较多，一般适用于银行、企业等特殊要求的建筑物中。
由于系统集成具有节能、高效的特点，逐渐成为大型公共建筑中不可或缺的一部分。
目前，全国70%大型公共建筑内部的系统实现了不同程度的集成，而且这个数字还在不断增加。
同时，随着我国城市化进程的逐步深入，越来越多的现代化生活住宅小区在城市和乡镇中出现。
并且随着我国经济的进一步发展和人们生活水平的提高，住宅小区的规模和档次也会进一步提高。
3住宅小区智能化技术中网络技术的概况
智能住宅小区系统是将大楼内的若干个既相对独立又相互关联的系统组成具有一定规模的大系统。
这其中计算机通信网络是智能住宅小区系统的神经系统，它把现有的分离设备、功能、信息组合到一个相互关联的、统一的、协调的系统之中，实现语音、数据、图像的综合传输、交换、处理和应用。
由于局域网具有全开放、成本低、带宽高、稳定性和可靠性高、应用广泛、共享资源丰富等优点，将其应用到工业网络己经成为国内外工业控制领域研究的热点。
工业局域网可以利用互联网技术，给工业自动化领域中的每台设备赋予一个IP地址，将现场设备通过各种途径连接在互联网上。
这些设备可以通过网络互相传递信息和数据，因而具有了远程维护功能并能从Internet获取信息。
近年，企业、科研机构都在研究开发各种带局域网络接口的现场设备，并且这些网络接口已应用于生产现场。
很自然，局域网络技术也同样进入了住宅小区自动化系统的研究领域。
目前，局域网多用于基于现场总线的住宅小区自控网络集成到智能住宅小区信息管理网络这一环节，即Ethernet总线技术。
在一些新开发的住宅小区自控系统中，局域网直接进入了控制层，如北京住宅小区自动化中心开发的基于局域网的ENC-20011P智能住宅小区测控系统。
4研究目标
为了实现我们的研究目标，在此将采用理论和实际相结合的原则。
系统在理论方面，掌握和分析局域网的核心技术VLAN技术，系统采用该项技术，它存在哪些优缺点，以及整个智能住宅小区通信系统在实际当中是如何规划和实现的；在实际应用中，需要将技术理论同实际情况相结合，根据具体的实际需求合理的分配有限的资源，力争达到最优的住宅小区智能化组网效果。
最后，还要运用现已掌握的技术手段，对硬件系统进行合理的优化配置，尽最大努力使之实际运行效果接近理论值，也就是利用华为公司所提供的数据通信设备实现最佳的系统性能。
除此之外，还需要在研究过程中不断的发现问题，解决问题，在具体的实践当中寻找“捷径”，提高我们的工作效率，寻找更有效的研究方法。
在此将采用华为技术有限公司提供的数据通信设备，如二层、三层交换机，路由器，进行智能住宅小区的住宅小区智能化组网设计，通过对数据通信技术原理和设备硬件知识的研究，根据实际的用户需求，合理的对硬件系统进行配置，提供最优的方案来解决实际的住宅小区智能化组网设计问题。
最终通过UML软件设计方法对系统进行总体设计，运用J2EE技术实现系统模块。
参考文献
[1]李林﹒智能化系统工程顾问指南﹒第一版﹒南京﹒东南大学出版社，2008﹒6
[2]郑宏﹒弱电系统集成﹒第一版﹒北京﹒科学出版社，2005
[3]刘晓胜﹒智能小区与通信技术﹒北京﹒电子工业出版社﹒2004﹒5
[4]成龙﹒智能小区及智能大楼的系统设计﹒北京﹒中国建筑工业出版社﹒2001
[5]陈一才﹒智能建筑电气设计手册﹒北京﹒中国建材工业出版社﹒1999
刘丽丽．2004．基于IP组播技术的数字化网络视频监控系统的研究与实现[Ｄ]：
[硕士]．广州：
广东工业大学，2-4．
[6]毕厚杰．2005．新一代视频压缩编码标准--H.264/AVC[M]．北京：
人民邮电出版社．
[7]吕潇超，侯增选．2007．基于C/S结构的数字视频监控软件系统[J]．科学技术与工程：
7（9）：
1894～1897．
[8]苏民生．2006．基于DirectShow的通用型网络视频监控系统的研究与实现[D]：
[硕士]．广州：
广东工业大学，28～32．
[9]吴东南．2002．数据压缩的原理与应用[M]．北京：
电子工业出版社．
[10]宋坤，刘锐宁，马文强．2008．VisualC++视频技术方案宝典[M]．北京：
人民邮电出版社．
[11]邹纯宏．2007．基于DirectShow和RTP的网络视频监控系统设计与实现[D]：
[硕士]． 哈尔滨：
哈尔滨理工大学，12～13．
[12]李金伴，王善斌．2008．电视频监控系统及其原理[M]．北京：
化学工业出版社．
[13]邱春城．2008．大华股份：
国内视频监控安防市场的主流供应商[EB/OL]．[2008-4-19]．
Ｈttp:
//
[14]罗世伟，左涛，皱开耀．2007．视频监控系统原理及维护[M]．北京：
电子工业出版社．
[15]易志刚，2007．基于RTP/RTCP的视频监控系统的设计及实现[D]：
[硕士]．南京：
南京航空航天大学，19～24．
[16]范金刚，陈雷霆．2005．基于嵌入式WEB的网络视频监控系统的设计与实现[EB/OL]．[2008-4-28]．
[17]周承芳，汪志奇，唐昆，等．2004．基于IP组播的分布式数字音视频监控系统的设计和实现[J]．计算机系统应用：
（11）：
50．
[18]欧建平，娄生强．2002．网络与多媒体通信技术[M]．北京：
人民邮电出版社．
[19]钟玉琢，向哲，沈洪，2003．流媒体和视频服务器[M]．北京：
清华大学出版社，66～72．
[20]姚昊．2006．碧云智能别墅小区数字视频监控系统的设计与应用[D]：
[硕士]．武汉：
华中科技大学，36～39．
[21]俞新东．2003．数字视频监控系统视频播放器研究与开发[D]：
[硕士]．杭州：
浙江大学，61～70．
[22]彭小桢，郝福珍，鄢楚平．2007．基于B/S的视频监控系统客户端的设计与实现[J]．计算机工程与应用：
43（24）：
209．
[23]鲁宏伟，汪厚祥．2008．多媒体计算机技术[M]．第3版．北京：
电子工业出版社．
[24]彭海云，徐建敏．2007．基于VC++与DirectShow的视频监控及其实验平台[J]．农业网络信息：
（10）：
189～190．
[25]雷刚勇，解梅．2005．基于DirectShow的MPEG-4远程视频监控系统[J]．视频技术应用与工程：
（5）：
91～92．
[26]颜菲菲，2005．基于web的远程数字视频监控系统的设计与研究[D]：
[硕士]．济南：
山东大学，33～38．
[27]ForouzanBA，FegamSC．2004．TCP/IP协议簇[M]．第２版影印．北京：
清华大学出版社．
InternationalOrganizationforStandardization/InternationalElectrotechnicalCommission．
1998．14496-2．InformationTechnology-CodingofAudio-VisualObjects-Part2：
Visual[S]．
[28]LiesenborgsJ．2007．JRTPLIB3.7.1[EB/OL]．[2008-6-25]．Http:
//research.edm.uhasselt.be
/jori/jrtplib/documentation/index.html．
[29]TanenbaumAS．2004．计算机网络[M]．第4版．北京：
清华大学出版社．
TheInternetEngineeringTaskForce．1989．RFC1112．HostExtensionfor1PMulticasting[S]．
[30]TheInternetEngineeringTaskForce．1996．RFC1889．RTP：
ATransportProtocolforReal-TimeApplications[S]．
[31]TheInternetEngineeringTaskForce．2000．RFC3016．RTPPayloadFormatforMPEG-4Audio/VisualStreams[S]．
[32]Wikipedia．2008．数字音视频编解码技术标准[EB/OL]．[2008-10-3]．Http:
//zh.wikipedia.or
g/w/index.php?
title=AVS&variant=zh-cn．
[33]Wikipedia．2008．RAID[EB/OL]．[2008-7-10]．Http:
//zh.wikipedia.org/w/index.php?
title=RAID&variant=zh-cn#RAID_0．
升级会员 