基于物联网的智能小区系统设计

汪 涛

（天津市第一轻工业学校，天津 300162）

一、智能小区和物联网的基本概念

（一）智能小区

智能社区最早是在20世纪80年代提出的，提出的时间较早。然而，因为技术与资金成本等环节的制约，它的发展速度比较缓慢，受到的重视与关注程度就比较少。最近几年，智能住宅社区的建设发展才获得了很大的改进。现在，世界上对智能住宅社区有两种代表性的定义[1]。一个是美国智能化建筑学会的概念，该概念认为智能化建筑是优化建筑里面的结构、体系、服务与控制四个基础要求及其内部联系，为建筑提供合理投资、高效、便捷与舒适的环境。第二个是日本智能化建筑研究协会的理念，该理念认为智能化建筑指的是同步拥有网络通信、办公自动化和楼宇自动化等多种功能，方便智能化活动的建筑。这两个概念，第一个从智能化建筑的作用描述上较为抽象，而第二个从结构方面上较为具体、清晰。

（二）物联网

智能住宅小区近年来取得相对较快发展和进步的主要原因是物联网工艺正在不断健全与成熟。物联网的定义是全面和综合性的，它是以移动网络技术作为核心的许多领域开发成果的集合。现在，关于物联网的概念有很多种理论。比如由射频识别工作组界定的物联网是，由在标准信息协议的具有唯一地址的互联对象组成的多媒体。除了射频识别工作组的界定以外，欧洲项目团队还在自己的探讨领域中界定了物联网，他们以为，物联网是社会活动(信息、商业活动等)的参加者，它们可以动态地互相交换各自的信息，在无人力影响的条件下，生成与供给有关服务，并影响真实的客观物质世界，造成事件的发生[2]。

物联网的系统组成分为三层，即感知层、网络层和应用层。在物联网的组成中，感知层位于最底部，它的重点功能是感知有关的运作与信息，并收集数据信息，由于它们可能确定物体的最后反馈，所以收集到的数据信息十分重要。传感层能够包含许多特定设备，比如视频设施、射频识别设施、传感设施等。从技术方面而言，感知层的重点技术包含控制器工艺和信息传送工艺。网络层在感知层上面，依赖于现在的整体移动信息网络。可以说它是物联网结构中最核心、最主要的一个环节。若是离开网络层，物联网就无法真正构成网络，也不能实现对它的控制。感知层的重点技术包含各种已有的多样信息和通信技术。它的重点功能原理是把感知层收集的数据信息传送到服务器中，或者传递到应用服务指令中。它的重点任务是连接物联网中每种大小元素点。应用层是物联网中的最高层。它的重点功能是采集、研究数据信息，并给出有关对策，进行分配、控制和调整可控能源，给出相应回应，并供给实质性服务。在物联网开展响应与服务提供的综合过程中，能够不需要人力参与，完全依赖事先制定的响应计划与采集的数据信息。

二、智能小区应具备的物联网功能

（一）安防系统

居民住宅自动管理过程中的一个主要工作程序即是收集和防止外部人员的进入。这一工作程序最重要的功能是运用互联网系统开展检查居民住宅小区现场的各种仿真数据信息，在检查过程中，一旦发现安全隐患，将及时开展预防、控制，有利于保护公民住宅。通常来说，在开展采集仿真信号与控制小区现场环境的过程中，还应该开展测量电流、功率等方面的因素。测量中把测量到的数据信息直接进行采取屏幕显示，屏幕上面重点显示居民住宅小区工程的全部仿真数据量、有关计算数据量、断路器数据、开关及其他有关数据，一些处于维护状态的电气部件也会在屏幕上显示出来。

（二）车辆智能识别

自动化体系里的检测和报警作用，可以让工作人员知道居民小区住宅中所有设施的工作信息的实际情况，例如，在开展数据监控时，系统的信息可以与屏幕的作用结合显示。在居民小区住宅中，采取智能化车辆的尺寸、型号与品牌识别，监控作用管理体系将自动显示各种主要数据信息，如已越过边界的物体的名称、数量、时间和有关参数信息，并同时开展打印与传送这些数据，它还可以计算出进、出的次数，并且按照计算数据信息的积累，开展自动化的识别。

（三）住户家庭控制

为了在住宅区建筑内部实现智能化，使用Zig Bee模块与传感器来收集数据信息，实时监控屋内空间中的可燃性气体、有害性气体、温度和湿度，并收集非法进入等数据信息。一氧化碳传感器使用到家用热水器里面一氧化碳成分的测量，可燃性气体传感器使用到厨房里面可燃性气体的测量。如果高于预设数值，警报将会启动。人体感应器需要用到门口、窗户。如果有人非法侵入，它们就会报警。光敏性传感器使用到阳台窗帘的管理、室内采光控制、空调开关结合温度传感器控制。火焰传感器使用到屋内火情报警，一旦房间里发生火灾，启动报警器并将打开自动喷水器设施。手机客户可以接受紫蜂传感器数据信息，并对继电器开关进行控制，使用WIFI模块数据流程把数据信息传递到服务器数据库里，并将在小区物业管理体系上显示报警的具体信息[3]。居民在接到物业管理人员的通知以后，还能够对家电开展远程控制。为了较好地根除居住空间里的安全隐患因素，营造舒适的家庭环境，需要基于环境感知建立智能化闭环控制体系，并按照监控标准是不是高于安全标准，来识别有关设备是不是可以自动启动。在室内空间环境调整到舒适安全的状态之前，若是运用有线通信来达到传感设施的联网通信，有线通信既困难又昂贵，所以需要运用无线通信模式。因为普通居民家里使用面积有限，每个设施之间的通信距离最大限制不超过五十米，并且因为居民室内空间更加复杂，信号性能衰减，需要通信方式来达到多节点自组织通信。小区住宅智能化终端设施是网关设备，是可以把无线传输信息传递到住宅物业管理平台，是实现人们之间进行信息沟通的有效方式，方便人们运用互联网了解住宅的情况、控制家中的智能家电。

三、基于物联网的智能小区系统设计

（一）系统功能模块

智能社区体系包括两个板块，即监控体系与控制体系。监控体系重点是运用电脑端和手机端进行监控社区内部环境，控制体系又分成绿化控制与灯光控制。

（1）社区环境监测：在开发板上安装了许多传感器节点，包含光强传感器节点、温度传感器节点以及烟雾检测传感器节点，用来对社区环境进行监测。

（2）检查检测到的数据信息：居民能够运用计算机终端和手机终端检查传感器检测到的数据信息，并在界面上把传感器检测到的数据信息数字化显示在居民面前，使居民能够很方便地了解到家中的实时环境。

（3）电器远程开展访问控制：居民能够使用电脑或手机终端，控制适当范围里查看的数据信息，开展控制连接电器的运行模式，如更换路灯、喷泉等。在住宅区达到智能控制。安装仿真智能化住宅小区模型的体系板块图，预期实现的功能有下面几点:实时进行采集社区环境的温度、光强和烟雾状况，并在电脑和手机终端开展实时监控。采取终端检查实验设备连接路灯的情况，控制路灯的开/关和红、绿指示灯的工作情况，采取终端检查与实验设备相连的水泵的情况，控制水泵的运行情况[4]。

（二）系统实现

1.电脑服务器端

智能住宅小区的PC机服务器端口，是整套设备的关键设备，拥有服务器打开或关闭、传感器接收数据信息显示以及远程安卓数据信息传送的作用，能够按照不同传感器监测到的数据信息形成每个数据信息的折线图，并在计算机接口上显示出来。

2.手机端

居民可以运用安装在平板计算机平台上的“智能社区”手机软件APP，检查传感器节点监测到的数据信息与电器的运行状态，并且能够按照电器的运行情况作调整。它还能够开展控制连接到节点的电器，比如控制路灯、控制红绿指示灯和控制喷泉。当居民启动“打开灯”按钮时，会提示“您启动了灯开关，灯已开启了”！这时，开关上的文本会改变为“关闭灯”。当居民启动“关闭灯”按钮时，连接到节点的灯将被关闭。并且屏幕底部会出现“您启动了灯开关，灯已关闭！”另外的电器运用也是同样的原理。

四、结语

总而言之，物联网项目在居民小区住宅中的运用，会让无处不有的终端设备与设施结合起来，使内部智能传感器与终端移动设施、安全控制体系、住宅智能识别体系以及智能监控设施相互连接，具有一整套有关的外部作用。居民能够不离开家就达到对事物的控制与监督，远程做到原来完不成的任务，给大家的生活带来了很多便利。