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智能小区:从系统集成到集成系统发展史

发布时间:2012-09-06 12:50:58 信息来源:

从简单的对讲系统,到如今的智能化小区,经过了十几年的波折发展,我国的智能小区应用与产业都走到了新的阶段。虽然当前席卷全球的金融危机对我国房地产行业的影响明显,一些楼盘出现销售滞缓情况,但我们相信中国城市化进程的大趋势不会变,智能小区建设也必将经历破茧化蝶的历练与腾飞发展过程,因此,在当前金融危机形势下回顾与探讨智能小区的技术与发展,同时加强技术更新与系统完善,对行业的持久发展具有现实意义。
智能小区系统集成状况及问题分析住宅小区智能化系统一般包含安全防范、管理与监控、信息网络三个子系统,其中安全防范子系统又包含住宅报警装置、访客对讲装置、周界防越报警装置、闭路电视监控装置与电子巡更装置,管理与监控子系统包括自动抄表系统、车辆出入与停车管理、紧急广播与背景音乐、物业管理计算机系统以及设备监控装置。以上十个分子系统与电话、电脑、电视网络相结合,形成了通常意义上的智能化小区的主要组成部分。
从1998年建设部发布《住宅小区智能化示范工程建设要点与技术导则(讨论稿)》开始,形成了我国小区智能化与家庭智能化发展的高潮,由于我国小区实际情况,国际上没有可以拿来的完整的系统,于是出现了多个系统的借鉴与拼凑,形成了具有中国特色的小区系统集成模式。   在上述系统中,安全防范子系统与管理监控子系统的功能,一般都是由独立的分子系统实现,并在小区管理中心层面通过物理连接实现联动功能和通过信息平台实现数据共享。这就是我们通常所说的系统集成。
这种系统集成的特点是:
  (1)功能子系统与物理子系统一一对应;
  (2)系统是由下而上建设,先将每个子系统建设完成,再在中心实现有限的集成;
  (3)各子系统使用不同厂家产品、不同协议标准;(4)每个系统的管线、设备、运行、维护都是独立的。
在之前的十余年中,这种我们称之为传统的“系统集成”为广大工程公司所耳熟能详,成为智能小区系统建设的主流模式。当习惯成自然时,人们往往不会去深究其内在的不合理因素。其实,小区智能化传统的系统集成有其明显的弊端:
  (1)结构复杂这包括设计复杂、管线复杂、配合复杂、维护难、扩展难等现象。比如说一套智能小区的方案,涉及到十几个分立系统,数百种不同品牌型号产品,系统建设过程中的配合、建设后的使用与维护都有较大难处,往往是建设方最头痛的。这显然不利于系统的普及与推广。   (2)经济性不佳*功能由于智能化小区相对来说发展时间不长,各子系统多是从其他商业建筑中移植而来,比如说家庭防盗、周界防范与电视监控系统是从金融、文博、军工领域引入,设备监控、停车管理与网络布线是从商业大楼引入,这些系统功能强大,结构复杂,造价也高昂。其实,小区的系统往往要求比较全,但单一系统功能要求并不高,同时使用者并不是专业人员,要求界面直接,操作简单,那些专用产品在功能浪费的同时并不能取得良好的应用效果。
成本由于复杂的系统和冗余的功能,导致系统从设计、管线、安装、使用、维护等环节都形成了一些浪费,使得在很长一段时间里房产商认为“智能”是高深莫测而又价格昂贵的东西,再加上应用中一般会出现一些问题,于是出现对之排斥现象,造成不利影响。
  (3)可靠性不强由于系统采用的是拼合形式而且比较复杂,加上国内厂家产品研制与发展尚处于初期阶段,导致智能化小区系统在建设和使用过程中经常会出现这样或那样的问题,可靠性已经成为系统至关重要的问题所在,也制约了系统的发展。
  (4)不能互通互换由于不同的子系统采用的是不同厂家的产品,再加上行业标准的不完善,现有标准往往注重的是功能,对互联互通的接口部分没有统一要求,或者说对整个大系统没有明确清晰的网络架构思路,于是造成子系统之间彼此没有互联性,不同厂家的产品也不能互换,如果某一个产品坏了,只能到该厂家更换,如果该厂家倒闭,则整个系统就要全部更换。   早几年业内媒体对智能小区的满意度进行了调查,结果仅为40%,也就是大部分用户对小区与家庭智能化系统是不满意的,许多人感到疑惑,但笔者认为,考虑到行业与产业仅仅十余年的历史以及上述结构性问题,出现大量的不满意情况也就不难理解。
那么,出路在哪里呢?从系统集成到集成系统的转变虽然各个厂家都在进一步改良产品提升质量,但是,仅靠这一点是不够的,因为结构性的问题不解决,上述问题就不能得以根本性解决。于是,我们提出了从系统集成到集成系统的转变。
那么什么是“集成系统”呢?集成系统是建立在统一网络平台上、实现多功能融合的简单化系统,其特点是在一个具有标准接口的网络上挂接不同的多功能终端,实现以往需要多个独立系统才能完成的多种功能要求。
集成系统的概念在近来的文献中也有所体现。在2007年实施的国家标准GB/T50314-2006《智能建筑设计标准》第一次提出了“智能化集成系统”(IIS)IntelligentedIntegrationSystem的概念,即“将不同功能的建筑智能化系统,通过统一的信息平台实现集成,以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统”,为集成系统的发展提供了政策指导和理论依据,值得从业人员高度关注。
集成系统与系统集成有着明显的区别:
  (1)系统集成是一种自下而上的结构,是先建各个功能子系统,再建集成网络;而集成系统是一种自上而下的结构,是先建立控制网络,再延伸出各个功能子系统;
  (2)系统集成的前端设备是单一功能的、封闭的、不可扩展的设备;而集成系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备;显然,针对于上节所述的系统集成,集成系统具有结构优化、经济节约、维护方便、效益提高等优点。同时,有效实现了系统的综合监控管理、实现相关子系统的协同与联动、优化简化了系统结构、减轻设计施工与验收工作、缩短周期并方便系统运行维护,并且能够构成一个高效能的综合管理平台,实现系统的远程维护与诊断修复。
  3实现集成系统的网络基础当然,要实现这种转换是有条件的,一要对智能小区的功能要求有比较明确的分析和定位;二要在小区内建立高度可靠的控制网络;三要具有通用接口的多功能智能终端。上述三点条件,在智能小区发展初期是有困难的。然而,时至今日,智能小区已经进入到第二个十年时期,人们已经积累了大量的项目经验与教训,各种网络控制技术已经从了解走向了应用,设备生产厂家也日益丰满与强大,我们具备了从传统的系统集成向集成系统转变的基础和能力。
首先,从以前简单的子系统罗列发展到了采用融合与集成技术,尽可能使系统结构优化与简化;其次,采用数字化、网络化的产品和系统越来越多,体会到了减少线缆与共享资源的好处;再者,人们对电话、电视、宽带的结构化标准化模式非常习惯与认同,进而要求智能系统网络化标准化的呼声也日益强烈。
小区智能控制网络是集成系统的基础和关键,住宅小区一般楼幢多,住户多,距离长,室外环境复杂,在控制网中传输的信号种类也多,要求比较复杂,是相当于PDS中的“建筑群子系统”,也就是实施难度最大的系统。系统追求的是安全性、可靠性与实时性,报警系统的信号要万无一失地传递到报警中心,抄表数据也要保证可靠上行,还要求系统能够有效处理信号冲突,如多户同时报警也要保证不丢数据。同时要采用网络分块与隔离技术,使单户故障不会影响整体功能。因此,一定要选择被广泛接受并被证明有效可靠的通讯协议。
以太网和现场(总线)控制网络是当前应用于智能小区集成系统的主要网络形式。其中基于TCP/IP协议的以太网呼声较高,应该是今后多网合一的方向,但用于大型智能小区控制网络的成功案例尚不多见,在防盗报警网络中的应用还存在争议,因此不做详细论述。对于常年亲身经历的现场总线控制网络,我们可以负责任地说,可以成为智能小区集成系统可选的可靠网络基础。
基于LonTalk协议的LonWorks控制网络是一种通用的,开放式的互动测控网络,可与多家厂商的现有产品及不同网络通讯协议设备组网。在小区内建立LonWorks现场总线,可以将现有智能设备组网,同时,面向未来,可以接驳各种接受LonTalk协议的智能设备并能与IP局域网融合。中国标准化管理局(SAC)已将LonWorks技术转化为下列控制网络技术标准(国家标准):GB/Z20177-2006控制网络LonWorks技术规范;GB/T20299.4-2006《建筑及居住区数字化技术应用》第4部分:控制网络通信协议应用要求。
无论是何种控制网络形式,只要能够可靠传输信号,并且具有标准化接口,都能成为智能小区集成系统的基础与载体。
集成系统的架构内容当建立了小区控制网络之后,在小区的不同位置设置不同或相同的多功能智能终端,就可实现整个住宅小区的集成系统。   系统架构与配置如下:
  (1)小区管理中心:采用集成电脑主机的控制主机,实现对讲、防盗接警、电视监控、信息发布、远程抄表、智能控制、集中管理等功能;
  (2)小区或单元门口:采用多功能对讲主机,实现门禁刷卡、可视对讲、行车控制、电梯控制、电子巡查等功能;
  (3)家庭住户:采用多功能智能终端,实现对讲、防盗报警、信息接收、远程抄表、家电控制、自动呼梯等功能;
  (4)小区设备处:采用多功能控制模块,实现模数或数模转换、远程控制、状态显示、定时与模式控制等功能。
由上可见,本来非常庞大复杂的多功能系统变得很简单。其实智能小区本身就是一个功能直接而又简单的系统,只是我们由于初期没有经验而把系统搞得复杂化,把系统集成转变为集成系统,就是一个化繁为简的过程。而且上述单元主机、智能终端与控制模块采用标准化接口设计,不同厂家产品可以互换;其功能可以扩展,当需要增加功能时,不必再开挖管网,简单可靠、方便节约,不难看出其今后的发展潜力。
结束语在本文中,我们讨论了智能化从系统集成到集成系统转变的趋势与实现方式,这是一个很大的进步。然而,并不是实现了这种转变之后就一劳永逸了,后面的路还有很长。因为我们知道,当一个行业实现网络与终端可分离时,可以说这个行业的标准化进程已经成熟,也是行业迅猛发展的基础,相信智能小区与智能家庭也一定会走到这一步,从系统集成到集成系统的转变是实现上述标准化的必由之路,也是行业发展的当务之急。

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