智能小區總線制可視對講系統方案

摘 要：
智能住宅小區一卡通系統設計的特點是以當代先進的非接觸智能卡技術，結合計算機通訊技術、數據庫應用技術等的一個先進的應用系統。作為住戶的一卡通管理系統，可實現住宅小區物業管理、樓宇出入、登記、查詢、電梯控制、停車管理、區內購物、娛樂消費、記帳、結帳、統計等的一體化和自動化。
住宅小區智能化是社會發展的需要，是經濟、科技發展的產物。改革開放以來，我國在經濟高速發展的前提下，住宅建設取得了歷史性的重大突破。經濟發展了，國民生活日益富裕起來，大部分人都有房住了，并相當一部分人已開始追求住房環境的舒適與安全。住宅的建設也從追求“數量”，逐漸過渡到 “數量”與“質量”并重，這也是整個國際社會發展的趨勢。住房環境必須依靠高科技來實現，目前，智能化住宅建設已被提上建設日程。
從實際的使用和對用戶的便利來講，一卡通系統是智能小區的重要組成部分，而且不管從智能小區的現狀或是未來的發展方向看，智能小區一卡通系統在小區智能化建設中都是最關鍵的集安防與信息處理的系統。這也是由于人類對住宅智能化的具體要求以及一卡通系統在智能住宅中的作用所決定的。
智能住宅小區一卡通系統設計的特點是以當代先進的非接觸智能卡技術，結合計算機通訊技術、數據庫應用技術等的一個先進的應用系統。作為住戶的一卡通管理系統，可實現住宅小區物業管理、樓宇出入、登記、查詢、電梯控制、停車管理、區內購物、娛樂消費、記帳、結帳、統計等的一體化和自動化。
一卡通系統組成
從一卡通系統的用途來看，一般可把小區一卡通系統分為兩部分，一部分是小區安防一卡通，一部分則是作為電子錢包應用。目前大中小城市的住宅小區中幾乎都配置了小區安防一卡通系統，其子系統包括門禁、電梯智能控制、電子巡更、停車管理等。而作為電子錢包應用的消費系統，也慢慢的在智能小區中普及起來。而電梯智能控制系統，作為一個新興的IC卡智能控制系統，正在高檔住宅小區及辦公樓等場所中“流行”起來。一方面，它是集非接觸式IC卡技術，自動控制技術，計算機應用于一體的智能化應用系統，它完全符合了高檔住宅小區或辦公樓的高安全性要求，它可以拒絕外來人員隨意進入樓內，也可以約束持卡人只能到達自己所在的樓層，比以往任何手段都更有效地防止了樓內住宅或辦公區受外界閑雜人員的騷擾；而另一方面，由于其自身的控制原理，它是一套完全獨立于電梯本身控制系統的智能系統，它的設計與施工都無需對原來的電梯系統進行復雜的改動，只需在電梯轎箱內的按鈕面板處進行簡單的接線，便可以實現使用IC卡對電梯進行控制。所以，它可以應用于任何樓棟的電梯，不管電梯是否已經投入使用之中，都可以進行方便的改造和開通使用。而且，當該IC卡控制系統發生故障時，只需停掉IC卡控制器電源，電梯便可恢復到自身的正常運行狀態。
IC卡電梯控制系統簡述
現在許多高檔樓宇中都配置上了IC卡電梯控制系統，業主手持IC卡，刷卡進入大堂門的同時，召喚電梯至首層，進入電梯后在轎廂中刷卡，IC卡電梯控制系統會激活電梯轎廂控制鍵盤的相應按鈕，便會把你運送到你所在的樓層。
IC卡智能電梯控制系統是由電梯智能控制器、IC卡刷卡器、通訊轉換器、管理PC、管理軟件、發卡器等設備組成，系統結構簡單，布線方便，施工周期短，維護便捷。智能控制器有自檢電路，如出現故障會報警后自動切斷電源，使電梯正常運行。
該系統的通訊網絡為RS485總線，通訊距離可達1200米，控制器安裝在電梯轎廂上頂上，聯網線沿著電梯隨行電纜帶進行布線，該聯網線必須使用超五類型，可有效防止電梯運行中的信號干擾，且每隔1至2米扎一綁帶固定在隨行電纜帶上，防止電梯升降過程中把線扯斷。控制器還預留了TCP/IP接口，可直接接入小區的局域網中，以與上位PC機進行聯網。
控制器可外接兩個IC卡刷卡器，分別安裝在轎廂中和電梯廳首層或單元樓大堂外（與單元門門禁共用一個讀卡器），首層電梯廳讀卡器和單元門外讀卡器可以并聯接入智能電梯控制器中。業主在單元門外或首層電梯廳進行刷卡召喚電梯至首層，業主進入電橋轎廂，再在轎廂內讀卡器進行刷卡，IC卡控制器便會判斷持卡業主所在層面，以便激活該樓層按鈕，這時便能按動相應按鈕，電梯就能把你運至該層面。
另外，針對物業管理部門，可設置管理卡和清潔員工卡等，各種卡有不同的權限，可到達樓層也各不相同，比如管理卡一刷卡，便可激活所有樓層電梯按鈕，管理員可按動按鈕到達任何一層。又如某位清潔工阿姨負責十至十五層的清潔工作，該阿姨在電梯轎廂內刷卡，便可自動激活十至十五層的電梯按鈕，按下所要到達的樓層按鈕便可到達相應的樓層，但除了這六個層面的按鈕，其它層面的按鈕都未被激活，所以按下無效。
智能電梯控制系統軟件平臺采用模塊化設計，其界面基本為圖標按鈕顯示，操作簡單，只需使用鼠標在界面上輕擊按鈕，便可完成大部分的系統設置、數據采集等操作。其管理功能強大，可對電梯運行狀態實現實時監控。
前言
隨著人民生活水平的提高，人們對智能小區的要求也提高了。從城市、小區環境規劃來看，為了提供小區住戶一個開放、自然的空間，創造一個整體“安全、方便、文明”小區，建立一套行之有效的樓宇數碼可視對講系統更是十分必要；目前房地產市場竟爭日益激烈，如何提高房屋的附加值，增加房屋的賣點亦是房產商關注的重點；在提高物業管理水平和維護社會安定起到重大的作用。
樓宇對講系統是當今小區普遍應用的管理手段之一。它能夠在第一時間以圖像、聲音形式，業主與訪客之間進行溝通，從而有效地做出快速反應。對于社區的安全與管理提供了極大方便。
在考慮小區安全與物業管理中引進樓宇對講系統，用完備的現代化管理手段和設備，可實現綜合管理的目標。我們根據要求在系統的設計中，力求系統的先進性，可靠性，實用性和擴展性。同時體現了如下原則：
1、可行性和適應性
系統要保證技術上的可行性和適應性。
2、實用性和經濟性
系統建設應始終貫徹面向應用，注重實效方針，堅持實用、經濟的原則。
3、先進性和成熟性
系統設計既要采用先進的技術的概念、技術和方法，又要注意結構、設備、工具相對成熟。能反映當今的技術先進水平，而且具有發展潛力。
4、開放性和標準性
系統功能不斷擴展的需求，必須追求系統的開放性和標準性。
5、可靠性和穩定性
考慮技術先進的同時，還應從設備性能技術支持及維修能力等方面著手，確保系統運行的可靠性和穩定性。
6、可擴展性和易維護性
為了適應系統變化的要求，必須充分考慮以最簡單的方法，最低的投入，實現系統的維護和擴展。
系統設計依據
● 小區樓宇對講系統的主要設計性能要求；
● 樓宇對講系統用戶和控制中心要求；
● 公共安全行業標準及公安部對安全防范工程管理要求；
● GA28-92,1992-01-01有關場所風險等級和安全防護級別的規定；
● GA/T269-2001中華人民共和國公共安全行業標準——可視對講系統標準。
系統總體設計
花園為一高檔居住小區，2個單元住宅，小區住戶總共為114戶。要求可視數碼對講系統。小區整體使用黑白可視系統進行配置，器材使用QK-003A系統產品進行設計。系統門口機使用歐式數碼主機，智能化編程設計，室內分機采用可視分機。
單 元 方 案
每個單元門口使用一臺單元可視對講門口機。門口機全數字化編程，并安裝低照度黑白攝像頭。來訪者通過門口機呼叫住戶，住戶室內分機上可顯示來訪者圖象。根據住戶的意愿決定接聽或者不接聽。當與來訪者進行雙向通話并確認來訪者身份之后，可遙控開啟樓下防盜門的電控鎖，來訪者進入。
系統性能簡介
本系統為全數字化編程樓宇對講系統?？煽刂贫噙_500套樓寓對講門口機，安裝方式全部采用總線制（含視頻線，可視與不可視兼容）。視頻和音頻電路上完全隔離互不干擾，用戶線短路，不影響整個系統工作,用戶分機短路開路可由主機檢測到并有提示音提示。 易于排查及檢修。主機到用戶分機均為三總線結構，分別為電源線，視頻線，公共線。視頻和音頻電路完全隔離， 振鈴聲不會干擾視頻產生圖像條紋，視頻也不會干擾音頻產生交流聲。可視系統和非可視系統兼容普通分機和可視分機，可以混合安裝，如果整個系統為非可視的，去掉相應的可視部分即可。直按系統和編碼系統，其樓層譯碼器，普通分機\可視分機可以通用。對于工程商來說可以減少庫存品種，提高效益。門口主機：主機模塊、直按、編碼、可視通用，加上不同的鍵盤和數碼管顯示，可構成直按系統主機和編碼系統主機。
主機芯片采用控制功能強大的BPC09XX系列，主機控制芯片共有16種不同組合的工作方式，以現場可選擇的方式提供給用戶，可以滿足不同用戶的喜好和使用習慣。其中有鈴聲二種：可選譯碼器編碼方式，二種可選響鈴方式，自動控制和按鈕二種可選，譯碼器每層一個或八戶二個。編碼主機控制芯片具有現場可編程功能，即很多參數在現場可通過鍵盤進行修改，以滿足不同用戶的需求，具有三十多個設置命令，十多個錯誤代碼提示。這么多的設置命令并不意味安裝或使用上繁瑣，實際上不需要任何設置即可使用，只是當你有個性化的要求時，則這些設置命令給你提供了極大的方便，編碼主機可設置的項目有管理員密碼譯碼器編碼方式：振鈴時間\鈴聲種類\對話時間\振鈴停止后等待時間\開鎖時間\開鎖后等待時間\待機時數碼管顯示方式\密碼開鎖錯誤時鍵盤鎖定時間\用戶開鎖密碼\公用開鎖密碼\撥號位數選擇\字母顯示位數\萬能編碼表\編輯禁止呼叫設定等。
1. 來訪者通過室外主機和室內分機可以雙向通話，并可以看到來訪者的圖像。
2. 來訪者進入小區單元門口前，可在門口主機撥通住戶分機，住戶室內分機振鈴，且住戶可在室內分機屏幕看到來訪者，以此判斷是否接見來訪者，若想接見可與來訪者通話，按開鎖鍵即可實現遙控開鎖。來訪者進入單元樓門后，防盜門可在閉門器的作用下自動關閉，若不接見來訪者可不提話機與來訪者通話，避免不必要的打擾，確保小區內部的安寧。
3. 通過按室內可視分機的“監視”鍵,可隨時觀察室外的情況。
4. 門口機有提示，操作更人性化。
5. 系統可視對講與非可視對講兼容，可根據業主要求進行可視系統的加裝。
6. 門口機內置紅外攝像頭，白天和黑夜均可攝取清晰圖像。鍵盤具夜光裝置，方便夜間操作。
系統關鍵器件和關鍵技術
1.PIC16C57 單片機
本機芯片選用美國Microchip公司生產的PIC16C57單片機，這種芯片CMOS工藝制造功耗低，I/O端口有較大的帶載能力，拉出電流可達25mA可簡化外圍電路。采用精簡指令集RISC，僅33條指令易于編程，執行速度高，具有看門狗WDT防止程序跑飛，另具有程序加密性好、價位低廉等優點。PIC16C57在本系統中經軟件開發完成以下功能鍵：
（1）盤掃描數碼管驅動顯示。
（2）編碼信號合成。
（3）分機狀態識別。
（4）振鈴信號生成。
（5）系統設置。
（6）開關信號處理。
（7）密碼開鎖等。
2.比較器分機狀態檢測
本系統的許多分機狀態檢測，如分機是否存在、是否短路、摘機或掛機等都是通過比較器進行的。通過編程，設置成輸入方式，軟件在適當的時候檢測比較器的輸入狀態，便可判斷出分機的工作狀態。
3.譯碼器件及原理
本系統樓層譯碼器選用臺灣HOLTEK公司生產的譯碼，芯片共有256種不同狀態的組合，DIN為串行編碼信號。
4.外存儲器EEPROM及其作用
本系統外存儲器采用美國MICROCHIP公司生產的可擦寫串行總線低功耗型存儲器，其總線結構為IC總線，容量為512個字節，掉電可保存數據200年，壽命為擦寫次數100萬次。
本系統利用24LC04B來存儲用戶密碼及系統運行參數，如編碼方式序號、振鈴時間、對話時間、這就是本系統為可編程系統的關鍵。
在本系統中，把24LC04B每2個字節分配給一個地址號，即作為16位的存儲器使用，每個地址可存儲四個十進制數，因此本系統使用四位的開鎖密碼。

5.開鎖密碼及系統參數處理方法
系統存于外存儲器中的密碼和系統參數，應該可以讓用戶通過鍵盤進行修改或讀取，才能體現系統為可編程系統。軟件處理上，應規定各種操作格式。本系統規定鍵盤輸入的第一位若為“*” ，則表示要修改密碼或參數，軟件轉到相應的模塊處理，為防止系統參數被住戶誤改，軟件上僅允許管理員才能修改系統參數。本系統的管理員密碼為最高權限密碼。
系統可靠性對策
樓宇對講系統是一種公共安防產品,使用環境惡劣，使用人員多，其可靠性直接影響到產品的成敗。本系統的核心器件PIC的選用應考慮工作溫度，一般應選用工業級產品,其工作溫度范圍-40 度至+85 度。在PCB布線時應注意單片機及其外圍電路和音頻部分的地線合理安排，避免單片機工作時干擾，音頻電路系統地線應采用大面積鋪地，我們已設計好的PCB板采用雙面鍍金板，除了MIC和喇叭不在板上，其他所有的器件包括鍵盤開關、接線端子等均在同一塊PCB上，因此在防震、耐蝕、維護的方便性等方面具有很好的性能，使本系統的適用性好、可靠性高。