我國的智能化小區(qū)始于80年代末，在90年代知識經(jīng)濟(jì)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(chǎn)物，是傳統(tǒng)建筑業(yè)與迅速發(fā)展的高科技結(jié)合產(chǎn)生的結(jié)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(chǎn)業(yè)的新亮點(diǎn)，也成為當(dāng)前消費(fèi)者趨之若鶩的潮流。
一、智能小區(qū)及樓宇對講系統(tǒng)概述
在信息技術(shù)智能化，信息網(wǎng)絡(luò)全球化和國民經(jīng)濟(jì)信息化的今天，智能建筑作為信息高速公路的節(jié)點(diǎn)和信息港的碼頭，已充分體現(xiàn)了它在經(jīng)濟(jì)、文化、科技領(lǐng)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(kuò)展和延伸出來的。它通過對小區(qū)建筑群四個(gè)基本要素(結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián))的優(yōu)化考慮，提供一個(gè)投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利、安全的居住環(huán)境。
在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)及IC卡技術(shù)基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)集成方法，逐步建立一個(gè)溝通小區(qū)內(nèi)部住戶與住戶、住戶與小區(qū)綜合服務(wù)中心，住戶與外部社會的多媒體綜合性交互系統(tǒng)，為住戶提供一個(gè)安全、舒適、便捷、節(jié)能、高效的生活環(huán)境。根據(jù)建設(shè)部《全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程建設(shè)大綱》規(guī)定，將智能建筑分為三個(gè)層次：即普及型住宅小區(qū)，先進(jìn)型住宅小區(qū)與領(lǐng)先型住宅小區(qū)。
其中應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求：(1)住宅小區(qū)設(shè)立計(jì)算機(jī)自動化管理中心；(2)水、電、氣等自動計(jì)量、收費(fèi)，住宅小區(qū)封閉；(3)實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動化監(jiān)控管理；(4)住宅的火災(zāi)、有害氣體泄漏實(shí)行自動報(bào)警；(5)住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；(6)對住宅小區(qū)的關(guān)鍵設(shè)備、設(shè)施實(shí)行集中管理，對其運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。
同時(shí)根據(jù)建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心規(guī)定，示范小區(qū)在安全防范和信息管理方面應(yīng)具備有以下功能：(1)出入口管理及周界防犯報(bào)警；（2）閉路電視監(jiān)控；（3）對講與防盜門控；（4）住戶報(bào)警；（5）巡更管理；（6）對安全防范系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控；（7）遠(yuǎn)程抄收或IC卡管理；（8）車輛出入與停車管理；（9）供電設(shè)備、公共照明、電梯、供水等主要設(shè)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)
二、在智能領(lǐng)域發(fā)展的高新技術(shù)
1、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)由局側(cè)設(shè)備和用戶側(cè)設(shè)備組成，局側(cè)設(shè)備一般位于小區(qū)內(nèi)，用戶側(cè)設(shè)備一般位于居民樓內(nèi)；或者局側(cè)設(shè)備位于商業(yè)大樓內(nèi)，而用戶側(cè)設(shè)備位于樓層內(nèi)。局側(cè)設(shè)備提供與ＩＰ骨干網(wǎng)的接口，用戶側(cè)設(shè)備提供與用戶終端計(jì)算機(jī)相接的１０／１００ＢＡＳＥ－Ｔ接口。局側(cè)設(shè)備具有匯聚用戶側(cè)設(shè)備網(wǎng)管信息的功能。
在基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)中，用戶側(cè)設(shè)備只有鏈路層功能，工作在ＭＵＸ（復(fù)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(cè)設(shè)備可以在局側(cè)設(shè)備的控制下動態(tài)改變其端口速率，從而保證用戶最低接入速率、限制用戶最高接入速率，支持對業(yè)務(wù)的ＱｏＳ保證。對于組播業(yè)務(wù)，由局側(cè)設(shè)備控制各多播組狀態(tài)和組內(nèi)成員的情況，用戶側(cè)設(shè)備只執(zhí)行受控的多播復(fù)制，不需要多播組管理功能。局側(cè)設(shè)備還支持對用戶的認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)以及用戶ＩＰ地址的動態(tài)分配。為了保證設(shè)備的安全性，局側(cè)設(shè)備與用戶側(cè)設(shè)備之間采用邏輯上獨(dú)立的內(nèi)部管理通道。
在基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)中，局側(cè)設(shè)備不同于路由器，路由器維護(hù)的是端口網(wǎng)絡(luò)地址映射表，而局側(cè)設(shè)備維護(hù)的是端口主機(jī)地址映射表；用戶側(cè)設(shè)備不同于以太網(wǎng)交換機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)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(cè)設(shè)備完成的功能僅僅是以太網(wǎng)幀的復(fù)用和解復(fù)用。
2、通信技術(shù)
現(xiàn)在無線通信已經(jīng)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(wù)的應(yīng)用成為新的通信熱點(diǎn)。目前，各運(yùn)營商、制造商和內(nèi)容提供商都非常積極地工作，先后推出了藍(lán)牙技術(shù)、無線局域技術(shù)、485等通信技術(shù)，這些技術(shù)為無線業(yè)務(wù)的迅速開展發(fā)揮了重要的作用。
（1）藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無線通信技術(shù)，作為電纜的替代，它能夠方便地實(shí)現(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)。藍(lán)牙ADSL接入點(diǎn)主要由以下幾個(gè)部分組成：線路驅(qū)動、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換及編解碼器、語音及數(shù)字信號處理器、微處理器以及藍(lán)牙模塊。該接入點(diǎn)的空中無線接口為藍(lán)牙，有線接口有：RJ11、RJ45、USB數(shù)據(jù)接口。
藍(lán)牙模塊接入點(diǎn)的信號流程：A.發(fā)送過程：藍(lán)牙模塊首先接收藍(lán)牙手機(jī)或各種藍(lán)牙適配器的語音或數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過微處理器后，分別由語音或數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行信號處理，在分別編碼后，再合成為一個(gè)信號,之后，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號，然后執(zhí)行功率控制,接著送至線路驅(qū)動器，最后經(jīng)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(jīng)過線路側(cè)處理和自動增益控制后,由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)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(jìn)行信號處理，之后由微處理器傳送到藍(lán)牙模塊，通過藍(lán)牙的空中接口傳輸?shù)剿{(lán)牙收集或各種藍(lán)牙適配器中。
（2）無線局域網(wǎng)技術(shù)
無線局域網(wǎng)確實(shí)就像它的名字一樣——具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)(如以太網(wǎng)和令牌環(huán))的所有特性和優(yōu)點(diǎn)，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?yàn)楦采w范圍廣且?guī)捀撸蚨鴳?yīng)用更加廣泛。目前無線局域網(wǎng)大多使用2.4GHz頻段，這是RF頻譜中唯一在全球保留的非管制應(yīng)用部分。無線網(wǎng)絡(luò)的自由度和機(jī)動性使其既可以應(yīng)用于樓宇內(nèi)，也可以用于建筑物之間。
其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造模塊與有線網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)部分非常相似，樓宇內(nèi)無線局域網(wǎng)設(shè)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(luò)集線器的接入點(diǎn)；無線局域網(wǎng)收發(fā)器充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)集線器，為無線和有線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信提供連接。同小型或臨時(shí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果希望再有額外的功能和范圍，接入點(diǎn)還可以結(jié)為一體充當(dāng)星型拓?fù)涞闹行模瑢?shí)現(xiàn)相當(dāng)于以太網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)橋的功能。
（3）485串口通信技術(shù)
RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信，而采用四線連接時(shí)，與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多的通信，即只能有一個(gè)主（Master）設(shè)備，其余為從設(shè)備，但它比RS-422有改進(jìn)，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個(gè)設(shè)備。
RS-485最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為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最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。
RS-485需要2個(gè)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(shí)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(shù)的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用使人類社會邁入了“數(shù)字時(shí)代”。今天，數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品已走進(jìn)普通百姓的日常生活之中。
數(shù)字技術(shù)就是用數(shù)字編碼來描述和表達(dá)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(gè)關(guān)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(yùn)動圖像，以每秒30幀或者25幀的速度播放時(shí)，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(jìn)行壓縮，用盡可能少的數(shù)據(jù)來表達(dá)信息,節(jié)省傳輸和存儲的開銷。
MPEG2于1995年成為國際標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是達(dá)到高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖像質(zhì)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(dá)720×486，可提供廣播級的圖像質(zhì)量和CD級的音質(zhì)，適用于數(shù)字電視廣播(DVB)、HDTV和DVD的運(yùn)動圖像及其伴音的壓縮編碼。目前，MPEG2已得到廣泛應(yīng)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(shù)。
MPEG4于1999年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG4是一個(gè)適用于低傳輸速率應(yīng)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(diǎn)：MPEG1、MPEG2標(biāo)準(zhǔn)均為高層媒體表示與結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，其交互性及靈活性較低。而MPEG4標(biāo)準(zhǔn)是對運(yùn)動圖像中的內(nèi)容進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)就是圍繞著AV對象的編碼、存儲、傳輸和組合而制定的，高效率地編碼、組織、存儲、傳輸AV對象是MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容。
MPEG4的重要特點(diǎn)包括：（1）基于內(nèi)容的普遍性。MPEG4能夠直接選取音頻、視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼，并對其靈活地進(jìn)行控制和顯示，用戶可以自行選擇場景中的物體的解碼質(zhì)量，進(jìn)行家庭影視節(jié)目制作和編輯。（2）以AV為對象，增強(qiáng)了交互性和擴(kuò)展性，從而提高了交互應(yīng)用的靈活性。 （3）將各種功能應(yīng)用在自然的和合成的AV對象上，增強(qiáng)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(yīng)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(shù)
非接觸IC卡，又名感應(yīng)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(diǎn)，使之一經(jīng)問世，便立即引起廣泛的關(guān)注，并以驚人的速度得到推廣應(yīng)用。
非接觸式IC卡由IC芯片，感應(yīng)天線組成，并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)讀寫器對卡進(jìn)行讀寫操作時(shí)，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(chǎn)生諧振，產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結(jié)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(jié)構(gòu)，還是操作過程都得到了很大的簡化，同時(shí)借助于先進(jìn)的管理軟件，可脫機(jī)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(shù)
數(shù)字電子計(jì)算機(jī)所處理的傳送的都是不連續(xù)的數(shù)字信號，而實(shí)際中遇到的大都是連續(xù)變化的模擬量，模擬量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號的模擬量后，需經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號才可輸入到數(shù)字系統(tǒng)中進(jìn)行處理的控制。
模/數(shù)轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟：抽樣、量化和編碼。抽樣過程將模擬信號在時(shí)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(shù)應(yīng)用系統(tǒng)示例
SD-2003系統(tǒng)是一個(gè)基于當(dāng)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(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、圖像顯示技術(shù)、語音技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制等眾多前沿技術(shù)。管理中心電腦與各終端機(jī)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，主干網(wǎng)采用小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)，利用國際互聯(lián)網(wǎng)上通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(bào)警終端、一卡通、遠(yuǎn)程抄表、智能停車場管理等子功能中的模擬信號轉(zhuǎn)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(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級。
在SD-2003中已運(yùn)用了前面所介紹過的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、圖像處理、IC卡及模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，目前它采用視頻、音頻、控制信號共走小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)，音視頻信號經(jīng)壓縮后變成數(shù)字信號，同時(shí)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(shù)，是使用MPEG4格式進(jìn)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(luò)帶寬的壓力，同時(shí)在保存數(shù)據(jù)時(shí)也可以有效的節(jié)省存儲空間。
支持單元內(nèi)、網(wǎng)內(nèi)分機(jī)間的三方通話及戶戶通。它所采用的語音技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多路同時(shí)通話而互不干擾。各個(gè)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(jìn)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(shè)中，所有的系統(tǒng)都需要一個(gè)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(bào)警信號，信號傳輸速度慢，運(yùn)行費(fèi)用高，而且功能單一，要實(shí)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(dú)立運(yùn)行，互不相關(guān)，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力差，系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)復(fù)雜，系統(tǒng)升級擴(kuò)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)。
隨著信息時(shí)代的到來和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在家辦公、在家上學(xué)、電子商務(wù)等新事物應(yīng)運(yùn)而生。家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和保安裝置，可以通過總線技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能住宅和智能小區(qū)的內(nèi)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。
