高新技術對傳統(tǒng)樓宇對講系統(tǒng)的提升

     我國的智能化小區(qū)始于80年代末，在90年代知識經濟中迅速崛起，目前處于騰飛階段。它是人類步入信息社會后出現(xiàn)的產物，是傳統(tǒng)建筑業(yè)與迅速發(fā)展的高科技結合產生的結果。有智能化配置，也就是人們常說的“e生活模式”，成為房地產業(yè)的新亮點，也成為當前消費者趨之若鶩的潮流。一、智能小區(qū)及系統(tǒng)概述
    
    在信息技術智能化，信息網(wǎng)絡全球化和國民經濟信息化的今天，智能建筑作為信息高速公路的節(jié)點和信息港的碼頭，已充分體現(xiàn)了它在經濟、文化、科技領域中的重要作用。
    
    智能小區(qū)是在智能化大樓的基本含義中擴展和延伸出來的。它通過對小區(qū)建筑群四個基本要素(結構、系統(tǒng)、服務、管理以及它們之間的內在關聯(lián))的優(yōu)化考慮，提供一個投資合理，又擁有{gx}率、舒適、溫馨、便利、安全的居住環(huán)境。
    
    在先進的計算機技術、通信技術、控制技術及IC卡技術基礎上，采用系統(tǒng)集成方法，逐步建立一個溝通小區(qū)內部住戶與住戶、住戶與小區(qū)綜合服務中心，住戶與外部社會的多媒體綜合xj互系統(tǒng)，為住戶提供一個安全、舒適、便捷、節(jié)能、{gx}的生活環(huán)境。根據(jù)建設部《全國住宅小區(qū)智能化技術示范工程建設大綱》規(guī)定，將智能建筑分為三個層次：即普及型住宅小區(qū)，先進型住宅小區(qū)與{lx1}型住宅小區(qū)。
    
    其中應實現(xiàn)六項智能化要求：(1)住宅小區(qū)設立計算機自動化管理中心；(2)水、電、氣等自動計量、收費，住宅小區(qū)封閉；(3)實行安全防范系統(tǒng)自動化監(jiān)控管理；(4)住宅的火災、有害氣體泄漏實行自動報警；(5)住宅設置緊急呼叫系統(tǒng)；(6)對住宅小區(qū)的關鍵設備、設施實行集中管理，對其運行狀態(tài)實施遠程監(jiān)控。
    
    同時根據(jù)建設部住宅產業(yè)化促進中心規(guī)定，示范小區(qū)在安全防范和信息管理方面應具備有以下功能：(1)出入口管理及周界防犯報警；（2）閉路電視監(jiān)控；（3）對講與防盜門控；（4）住戶報警；（5）巡更管理；（6）對安全防范系統(tǒng)實行監(jiān)控；（7）遠程抄收或IC卡管理；（8）車輛出入與停車管理；（9）供電設備、公共照明、電梯、供水等主要設備監(jiān)控管理；（10）緊急廣播與背景音樂系統(tǒng)；（11）物業(yè)管理計算機系統(tǒng)
    
    二、在智能領域發(fā)展的高新技術
    
    1、寬帶網(wǎng)絡技術
    
    基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)由局側設備和用戶側設備組成，局側設備一般位于小區(qū)內，用戶側設備一般位于居民樓內；或者局側設備位于商業(yè)大樓內，而用戶側設備位于樓層內。局側設備提供與IP骨干網(wǎng)的接口，用戶側設備提供與用戶終端計算機相接的10／100BASE-T接口。局側設備具有匯聚用戶側設備網(wǎng)管信息的功能。
    
    在基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)中，用戶側設備只有鏈路層功能，工作在MUX（復用器）方式下，各用戶之間在物理層和鏈路層相互隔離，從而保證用戶數(shù)據(jù)的安全性。另外，用戶側設備可以在局側設備的控制下動態(tài)改變其端口速率，從而保證用戶{zd1}接入速率、限制用戶{zg}接入速率，支持對業(yè)務的ＱｏＳ保證。對于組播業(yè)務，由局側設備控制各多播組狀態(tài)和組內成員的情況，用戶側設備只執(zhí)行受控的多播復制，不需要多播組管理功能。局側設備還支持對用戶的認證、授權和計費以及用戶IP地址的動態(tài)分配。為了保證設備的安全性，局側設備與用戶側設備之間采用邏輯上獨立的內部管理通道。
    
    在基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)中，局側設備不同于路由器，路由器維護的是端口網(wǎng)絡地址映射表，而局側設備維護的是端口主機地址映射表；用戶側設備不同于以太網(wǎng)交換機，以太網(wǎng)交換機隔離單播數(shù)據(jù)幀，不隔離廣播地址的數(shù)據(jù)幀，而用戶側設備完成的功能僅僅是以太網(wǎng)幀的復用和解復用。
    
    2、通信技術
    
    現(xiàn)在無線通信已經在全球范圍得到了迅猛發(fā)展，采用無線手段提供數(shù)據(jù)業(yè)務的應用成為新的通信熱點。目前，各運營商、制造商和內容提供商都非常積極地工作，先后推出了藍牙技術、無線局域技術、485等通信技術，這些技術為無線業(yè)務的迅速開展發(fā)揮了重要的作用。
    
    （1）藍牙技術
    
    藍牙技術是一種短距離無線通信技術，作為電纜的替代，它能夠方便地實現(xiàn)個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)。藍牙ADSL接入點主要由以下幾個部分組成：線路驅動、模數(shù)/數(shù)模轉換及編解碼器、語音及數(shù)字信號處理器、微處理器以及藍牙模塊。該接入點的空中無線接口為藍牙，有線接口有：RJ11、RJ45、USB數(shù)據(jù)接口。
    
    藍牙模塊接入點的信號流程：A. 發(fā)送過程：藍牙模塊首先接收藍牙手機或各種藍牙適配器的語音或數(shù)據(jù)信號，經過微處理器后，分別由語音或數(shù)據(jù)處理器進行信號處理，在分別編碼后，再合成為一個信號, 之后，經過數(shù)模轉換器轉換為模擬信號，然后執(zhí)行功率控制, 接著送至線路驅動器，{zh1}經由電話線傳送到局端。B. 接收操作：從電話線上接收的信號經過線路側處理和自動增益控制后,由模數(shù)轉換器將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，該信號解碼后分離為語音/數(shù)據(jù)信號。分別送至語音處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，進行信號處理，之后由微處理器傳送到藍牙模塊，通過藍牙的空中接口傳輸?shù)剿{牙收集或各種藍牙適配器中。
    
    （2）無線局域網(wǎng)技術
    
    無線局域網(wǎng)確實就像它的名字一樣——具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(如以太網(wǎng)和令牌環(huán))的所有特性和優(yōu)點，卻沒有電線或電纜的限制；無線局域網(wǎng)用紅外線或者射頻取代雙絞線或光纖作為傳輸媒介。在紅外線和射頻兩者中，無線電信號因為覆蓋范圍廣且?guī)捀?，因而應用更加廣泛。目前無線局域網(wǎng)大多使用2.4GHz頻段，這是RF頻譜中{wy}在全球保留的非管制應用部分。無線網(wǎng)絡的自由度和機動性使其既可以應用于樓宇內，也可以用于建筑物之間。
    
    其網(wǎng)絡構造模塊與有線網(wǎng)絡對應部分非常相似，樓宇內無線局域網(wǎng)設備也包括PC插卡、PCI或ISA用戶適配器以及功能類似于有線網(wǎng)絡集線器的接入點；無線局域網(wǎng)收發(fā)器充當網(wǎng)絡集線器，為無線和有線網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通信提供連接。同小型或臨時安裝的有線局域網(wǎng)一樣，無線局域網(wǎng)可以只需用戶適配器就配置成為對等或其它特定拓撲結構。如果希望再有額外的功能和范圍，接入點還可以結為一體充當星型拓撲的中心，實現(xiàn)相當于以太網(wǎng)絡中網(wǎng)橋的功能。
    
    （3）485串口通信技術
    
    RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標準，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制訂并發(fā)布的。RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。
    
    由于RS-485是從RS-422基礎上發(fā)展而來的，所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信，而采用四線連接時，與RS-422一樣只能實現(xiàn)點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其余為從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。
    
    RS-485{zd0}傳輸距離約為1219米，{zd0}傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得{zg}速率傳輸。一般100米長雙絞線{zd0}傳輸速率僅為1Mb/s。
    
    RS-485需要2個終接電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。
    
    3、圖像處理
    
    數(shù)字技術的蓬勃發(fā)展和廣泛應用使人類社會邁入了“數(shù)字時代”。今天，數(shù)字技術產品已走進普通百姓的日常生活之中。
    
    數(shù)字技術就是用數(shù)字編碼來描述和表達圖像、聲音等各種媒體信息。其信息處理的流程是：模擬信息→數(shù)字化→壓縮編碼→存儲或傳輸→解碼再現(xiàn)。其中，壓縮編碼是一個關鍵環(huán)節(jié)。數(shù)字化的圖像和聲音信號數(shù)據(jù)是非常龐大的，例如一幅640×480像素中等分辨率的彩色圖像（24bit/像素）的數(shù)據(jù)量約為7.37Mbit/幀，如果是運動圖像，以每秒30幀或者25幀的速度播放時，則視頻信號傳輸速率為220Mbit/s；如果把這種信號存放在650MB的光盤中，一張光盤只能播放20多秒鐘。所以，必須對數(shù)字化信息進行壓縮，用盡可能少的數(shù)據(jù)來表達信息,節(jié)省傳輸和存儲的開銷。
    
    MPEG2于1995年成為國際標準，其目標是達到高級工業(yè)標準的圖像質量以及更高的傳輸率。MPEG2所能提供的傳輸率在3～10Mbit/s之間，在NTSC制式下的分辨率可達720×486，可提供廣播級的圖像質量和CD級的音質，適用于數(shù)字電視廣播(DVB)、HDTV和DVD的運動圖像及其伴音的壓縮編碼。目前，MPEG2已得到廣泛應用，如美國、歐洲、日本在DVD和數(shù)字電視廣播方面都采用MPEG2壓縮技術。
    
    MPEG4于1999年初正式成為國際標準。MPEG4是一個適用于低傳輸速率應用的方案。與MPEG1和MPEG2相比，MPEG4更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。
    
    MPEG4的主要特點：MPEG1、MPEG2標準均為高層媒體表示與結構標準，其交互性及靈活性較低。而MPEG4標準是對運動圖像中的內容進行編碼，其具體的編碼對象就是圖像中的音頻和視頻，稱為AV對象。AV對象可以組成AV場景。因此，MPEG4標準就是圍繞著AV對象的編碼、存儲、傳輸和組合而制定的，{gx}率地編碼、組織、存儲、傳輸AV對象是MPEG4標準的基本內容。
    
    MPEG4的重要特點包括：（1）基于內容的普遍性。MPEG4能夠直接選取音頻、視頻內容進行編碼，并對其靈活地進行控制和顯示，用戶可以自行選擇場景中的物體的解碼質量，進行家庭影視節(jié)目制作和編輯。（2）以AV為對象，增強了交互性和擴展性，從而提高了交互應用的靈活性。（3）將各種功能應用在自然的和合成的AV對象上，增強了節(jié)目編輯制作能力。（4）MPEG4在誤碼環(huán)境中，尤其是在惡劣誤碼條件下的低比特率應用中的抗誤碼性，有利于節(jié)目制作、分配和顯示。
    
    4、IC卡技術
    
    非接觸IC卡，又名感應卡，誕生于90年代初，由于存在著磁卡和接觸式IC卡不可比擬的優(yōu)點，使之一經問世，便立即引起廣泛的關注，并以驚人的速度得到推廣應用。
    
    非接觸式IC卡由IC芯片，感應天線組成，并wq密封在一個標準PVC卡片中，無外露部分。非接觸式IC卡的讀寫過程，通常由非接觸型IC卡與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫操作,二者之間的通訊頻為13.56MHZ。
    
    非接觸型IC卡本身是無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的L/C產生諧振，產生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲等，并返回給讀寫器。由非接觸式IC卡所形成的讀寫系統(tǒng)，無論是硬件結構，還是操作過程都得到了很大的簡化，同時借助于先進的管理軟件，可脫機的操作方式，都使數(shù)據(jù)讀寫過程更為簡單。
    
    5、模數(shù)混合技術
    
    數(shù)字電子計算機所處理的傳送的都是不連續(xù)的數(shù)字信號，而實際中遇到的大都是連續(xù)變化的模擬量，模擬量經傳感器轉換成電信號的模擬量后，需經模/數(shù)轉換變成數(shù)字信號才可輸入到數(shù)字系統(tǒng)中進行處理的控制。
    
    模/數(shù)轉換的三個步驟：抽樣、量化和編碼。抽樣過程將模擬信號在時間上離散化，使之成為抽樣信號；量化將抽樣信號的幅度離散化使之成為數(shù)字信號；編碼則將數(shù)字信號表示成數(shù)字系統(tǒng)所能接受的形式。
    
    三、高新技術應用系統(tǒng)示例（如圖）
    
    SD-2003系統(tǒng)是一個基于當前最前沿的小區(qū)以太網(wǎng)為主干網(wǎng)的智能接入平臺,包括多媒體計算機技術、通信技術、現(xiàn)場總線技術、圖像顯示技術、語音技術及網(wǎng)絡遠程控制等眾多前沿技術。管理中心電腦與各終端機采用客戶機/服務器模式，主干網(wǎng)采用小區(qū)寬帶網(wǎng)絡，利用國際互聯(lián)網(wǎng)上通用的TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，把音視頻及所有編碼信號通過智能終端（一臺裝有智能軟件的接入服務器）可方便快捷地將樓宇對講、門禁、物業(yè)信息管理、巡更及周界防范、用戶報警終端、一卡通、遠程抄表、智能停車場管理等子功能中的模擬信號轉換成數(shù)字信號后以終端接入的方式掛接在本系統(tǒng)上。系統(tǒng)本身簡單到幾乎只需修改計算機軟件系統(tǒng)就可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的擴充和升級。
    
    在SD-2003中已運用了前面所介紹過的寬帶網(wǎng)絡技術、通信技術、圖像處理、IC卡及模數(shù)轉換技術，目前它采用視頻、音頻、控制信號共走小區(qū)寬帶網(wǎng)絡，音視頻信號經壓縮后變成數(shù)字信號，同時可以傳輸4路視頻信號，10路以上音頻信號；它所采用的音、視頻壓縮技術，是使用MPEG4格式進行音視頻數(shù)據(jù)的壓縮，相對于以前的MPEG2等格式壓縮率更高可以有效的緩解對網(wǎng)絡帶寬的壓力，同時在保存數(shù)據(jù)時也可以有效的節(jié)省存儲空間。
    
    支持單元內、網(wǎng)內分機間的三方通話及戶戶通。它所采用的語音技術可實現(xiàn)多路同時通話而互不干擾。各個單元系統(tǒng)間通過以太網(wǎng)互相連接，不需要專門布線就可將所有單元組成一張大網(wǎng)統(tǒng)一進行管理。
    
    四、傳統(tǒng)小區(qū)與智能小區(qū)對比
    
    智能小區(qū)建設中，所有的系統(tǒng)都需要一個集中的小區(qū)監(jiān)控管理中心，傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)是采用電話線來傳送報警信號，信號傳輸速度慢，運行費用高，而且功能單一，要實現(xiàn)其他如周界防范、電子巡更、三表抄送等功能就必須另外布線，重新安裝新系統(tǒng)，并且各系統(tǒng)各自獨立運行，互不相關，各系統(tǒng)協(xié)調能力差，系統(tǒng)運行、維護復雜，系統(tǒng)升級擴容困難，從而造成物業(yè)管理部門工作難度加大，系統(tǒng)的智能化程度降低。因此，在智能小區(qū)系統(tǒng)中，必須要采用集成能力高的系統(tǒng)，通過單一的總線方式布線，集成家庭安防、周界防范、電子巡更、三表抄送、聯(lián)動控制、CCTV、停車場管理、家居自動化等需要集中監(jiān)控的系統(tǒng)。
    
    五、智能小區(qū)系統(tǒng)的發(fā)展前景
    
    隨著信息時代的到來和科學技術的迅猛發(fā)展，在家辦公、在家上學、電子商務等新事物應運而生。家庭中各種與信息相關的通信設備、家用電器和保安裝置，可以通過總線技術連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務性管理。隨著信息技術的發(fā)展，智能住宅和智能小區(qū)的內涵也不斷的變化、發(fā)展。因此，我們有理由相信智能住宅和智能小區(qū)將有非常廣闊的發(fā)展前景。