基于tcp/ip實(shí)現(xiàn)的智能小區(qū)解決方案

毫無疑問，TCP/IP是發(fā)展至今最成功的通信協(xié)議，它被用于當(dāng)今所構(gòu)筑的最大的開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Internet之上就是其成功的證明。Internet最初的設(shè)計(jì)是為了滿足美國(guó)國(guó)防的需要，具體來講就是使美國(guó)政府即使在遭受核打擊時(shí)也能保證通信不間斷，TCP/IP就是用于這個(gè)目的而誕生。
　　TCP/IP構(gòu)筑的Internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)是世界上規(guī)模最大、發(fā)展最快的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)。從1991年起Internet聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)數(shù)量每年番一番，目前每天有4000臺(tái)計(jì)算機(jī)入網(wǎng)?，F(xiàn)在Internet已有約100多萬個(gè)網(wǎng)絡(luò)，超過1億臺(tái)計(jì)算機(jī)，網(wǎng)上用戶已達(dá)10億，并且每年還以一千多萬新用戶的速度遞增。
　　在現(xiàn)代生活中，大到企業(yè)信息系統(tǒng)、銀行提款機(jī)、電子圖書館，小到人們QQ聊天、網(wǎng)上購(gòu)物，瀏覽網(wǎng)頁，無一不滲透到人們的日常生活中。給人們提供快捷高效的服務(wù)；海量即得的信息；豐富多彩的娛樂。TCP/IP已經(jīng)為我們展示了它強(qiáng)大的生命力，盡管如此，它的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些。近年來提出的智能家居的概念就是TCP/IP的一個(gè)發(fā)展方向，它將整合室內(nèi)所有電器，通過Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，您可以通過手機(jī)遙控家里的熱水器為您在下班前提供熱水，雷雨天關(guān)閉窗戶；您也可以通過網(wǎng)絡(luò)軟件監(jiān)控家里的一舉一動(dòng)，設(shè)置布防、報(bào)警等，為您提供便利高效的生活。
　　我們可以回顧一下樓宇對(duì)講的技術(shù)發(fā)展史，最早的樓宇對(duì)講功能單一，只有單元對(duì)講功能，時(shí)間在80年代末，系統(tǒng)僅采用的發(fā)碼、解碼電路或RS－485進(jìn)行小區(qū)域單個(gè)建筑物內(nèi)的通訊，無法實(shí)現(xiàn)整個(gè)小區(qū)內(nèi)大面積組網(wǎng)。90年代初，出現(xiàn)了采用單片機(jī)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，如CAN以及用RS－485技術(shù)實(shí)現(xiàn)的總線等。采用這種技術(shù)可以把小區(qū)內(nèi)各種分散的系統(tǒng)互聯(lián)組網(wǎng)、統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而構(gòu)成一個(gè)相對(duì)較大的區(qū)域系統(tǒng)，但也存在著抗干擾能力差、占線、功能單一、升級(jí)困難等弱點(diǎn)。隨著復(fù)雜、大規(guī)模及超大規(guī)模小區(qū)組網(wǎng)需求的出現(xiàn)，以往的技術(shù)已捉襟見肘，而用于復(fù)雜、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP技術(shù)正中樓宇對(duì)講的下懷，它的優(yōu)點(diǎn)很明顯：
　　其一，安裝簡(jiǎn)單，海量傳輸?；谝蕴W(wǎng)的組網(wǎng)，采用8芯雙絞線連接，由于音視頻信號(hào)采用數(shù)字化壓縮，所有信號(hào)均由網(wǎng)線傳輸，連線更加簡(jiǎn)單；而它的傳輸量是其它協(xié)議所不能比擬的，現(xiàn)在的的以太網(wǎng)傳輸已經(jīng)達(dá)到了100MB/s，完全勝任大數(shù)據(jù)量的多媒體傳輸。
　　其二，tcp/ip網(wǎng)絡(luò)的健壯性。ip技術(shù)起源于軍事應(yīng)用，可見其健壯性不可小覷，在tcp/ip網(wǎng)絡(luò)中，如果其中某個(gè)節(jié)點(diǎn)無法正常通信，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)建立一條通路以保暢通。如果一個(gè)小區(qū)組網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)越多，其健壯性就越好，當(dāng)然成本也會(huì)相應(yīng)提高。只要做出合適的取舍，就可組建一個(gè)高可靠性的網(wǎng)絡(luò)。難怪當(dāng)今的tcp/ip研究者提出tcp/ip具有自組織現(xiàn)象，亦即生物體在受到損傷的狀況下會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。
　　其二，tcp/ip應(yīng)用的豐富性，基于互聯(lián)的應(yīng)用不可勝數(shù)，尤其我國(guó)提出的互聯(lián)網(wǎng)、電視、電話三網(wǎng)合一構(gòu)想，還有智能家電的構(gòu)想，一旦安防產(chǎn)品采用tcp/ip通信，所有這些產(chǎn)品和服務(wù)就會(huì)整合在一起，這種概念的提升勢(shì)必?cái)U(kuò)張了安防產(chǎn)品的界限，使企業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域得以拓展，例如把安防產(chǎn)品和家電整合到一起，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制家電的功能，提出智能家居的概念。把安防整合到ERP系統(tǒng)中，提供整套企業(yè)信息化解決方案…
　　振威公司的E－1500智能數(shù)字社區(qū)就是在這樣的技術(shù)潮流下推出的一款數(shù)字家居型產(chǎn)品。
　　它由以下幾項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)：
　　1．?dāng)?shù)字化壓縮
　　長(zhǎng)期以來，視頻信號(hào)與控制信號(hào)分離，傳輸視頻信號(hào)要采用復(fù)雜的切換技術(shù)，并且局限性很大，不可能戶戶之間通視頻。如果采用視頻數(shù)字化壓縮，基于tcp/ip傳輸，視頻信號(hào)就可以四通八達(dá)，ip電話正是基于此類應(yīng)用。它采用國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)提出的h.263算法，壓縮編碼算法的基本思想是利用預(yù)測(cè)編碼減少時(shí)間冗余度，利用變換編碼減少空間冗余度。該算法主要由運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、DCT變換、量化和霍夫曼編碼構(gòu)成。每幀圖像分成圖像層、宏塊組(GOB)層、宏塊(MB)層、塊(Block)層共4個(gè)層次來處理，分為I幀和P幀。編碼后的低碼率數(shù)據(jù)流更適于網(wǎng)絡(luò)傳輸。門鈴呼叫可認(rèn)為是一次ip通話。從管理者的角度，我們可以監(jiān)視到任一門口機(jī)和攝像機(jī)的圖像，并可實(shí)現(xiàn)硬盤存貯，使管理更加方便。
　　軟件架構(gòu)：
　　軟件體系采微軟的.net架構(gòu)，該平臺(tái)專長(zhǎng)于web應(yīng)用程序開發(fā)。服務(wù)器端可以向住戶提供視頻點(diǎn)播服務(wù)，發(fā)布公共消息以及三表采集。在任何地方通過瀏覽器，住戶可以監(jiān)控家里的一舉一動(dòng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制。
　　集中控制：
　　由于現(xiàn)在沒有任何可實(shí)施的智能家電的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的室內(nèi)機(jī)還不能直接控制家電，但家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了紅外信號(hào)學(xué)習(xí)、紅外發(fā)射的控制功能，這樣就能夠控制采用紅外信號(hào)進(jìn)行遙控的家電，比如彩電和空調(diào)，如果您正在會(huì)客，需要合適的燈光，您只需用遙控輕松設(shè)定。
　　JAVA技術(shù)：
　　如果家里出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)會(huì)通過短信通知住戶，這樣即方便又廉價(jià)。現(xiàn)在手機(jī)已經(jīng)深入到每一個(gè)人的生活中，如果能用手機(jī)來監(jiān)控家居的狀況，將給人們的生活帶來極大的方便。Java技術(shù)正是為遠(yuǎn)程控制應(yīng)用而生，大名鼎鼎的美國(guó)火星登陸車的控制就是基于java實(shí)現(xiàn)的。采用java語言開發(fā)控制應(yīng)用程序，只要您的手機(jī)支持java下載，就可以通過手機(jī)來控制家里的電器（在未來電器聯(lián)網(wǎng)的情況下），如果遇到打雷刮風(fēng)，就以通過手機(jī)直接控制門窗關(guān)閉。
　　對(duì)應(yīng)具體的載體，該系統(tǒng)由以下幾部分組成：
　　單元門口機(jī)：
　?。?門鈴對(duì)講：呼叫住戶機(jī)，與住戶通話；呼叫管理機(jī)，與管理員通話。
　?。?信息服務(wù)：接收來自服務(wù)器的公告、廣告；提供訪客留言留像功能（包括文字和錄音），并把它傳給室內(nèi)機(jī)。
　?。?監(jiān)控：為室內(nèi)機(jī)、管理機(jī)、服務(wù)器提供監(jiān)控視頻；門禁刷卡功能。
室內(nèi)機(jī)：
　?。?門鈴對(duì)講：被單元門口機(jī)呼叫時(shí)，可與訪客通可視電話，遙控單元門口機(jī)開門；呼叫管理機(jī)，與管理員通可視電話；可視對(duì)講免打擾；住戶機(jī)與住戶機(jī)可打可視電話；32位和弦音，40種鈴聲可選。
　?。?信息服務(wù)：接收來自服務(wù)器的公告、廣告；向服務(wù)器查詢天氣情況以及航班列車時(shí)刻表；收集三表信息，并向服務(wù)器輸出三表信息；向服務(wù)器進(jìn)行VOD點(diǎn)播；定時(shí)鬧鐘功能。
　?。?監(jiān)控：向服務(wù)器提供視頻；監(jiān)　控單片門口機(jī)的視頻；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻；控制所有家電，顯示家電狀態(tài)；采集所有傳感器的狀態(tài)并顯示之，如有報(bào)警則顯示并送服務(wù)器；情景控制燈光（包括：全開、全關(guān)、會(huì)客、起夜、休息等模式）。
管理機(jī)：
　?。?被單元門口機(jī)呼叫時(shí)，可與訪客通可視電話，遙控單元門口機(jī)開門；呼叫住戶分機(jī)，與住戶通可視電話。與任意住戶通可視電話；監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和單元門口攝像機(jī)
　　服務(wù)器：
　?。?提供天氣預(yù)報(bào)、航班列車時(shí)刻表；發(fā)布公告、警示；統(tǒng)計(jì)三表信息；多畫面監(jiān)控小區(qū)情況并錄像；接收室內(nèi)機(jī)發(fā)來的報(bào)警，報(bào)告管理員；為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供平臺(tái)，Vod點(diǎn)播。
　　網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)：
　?。”O(jiān)控小區(qū)，為服務(wù)器、管理機(jī)、室內(nèi)機(jī)提供視頻。
　　全能遙控器：
　?。?集中控制所有家電；情景控制燈光（包括：全開、全關(guān)、會(huì)客、起夜、休息等模式）。
　　手機(jī)：
　?。⊥ㄟ^java程序監(jiān)控家電、布防狀況；也可通過短信顯示家電狀態(tài)，布防狀態(tài)。
　　客戶終端：
　?。?在任意一臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的計(jì)算機(jī)，打開瀏覽器軟件，遠(yuǎn)程遙控家電和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　結(jié)語:
　　基于tcp/ip和數(shù)視頻壓縮技術(shù)的產(chǎn)品，業(yè)內(nèi)各個(gè)公司都在積極研發(fā)，可謂是群雄逐鹿，有的公司甚至已經(jīng)做出樣機(jī)。本文所提出的觀點(diǎn)，不是最新，只求其完整，使其成為可行的方案。