基于tcp/ip实现的智能小区解决方案

　　毫无疑问，TCP/IP是发展至今最成功的通信协议，它被用于当今所构筑的最大的开放式网络系统Internet之上就是其成功的证明。Internet最初的设计是为了满足美国国防的需要，具体来讲就是使美国政府即使在遭受核打击时也能保证通信不间断，TCP/IP就是用于这个目的而诞生。
　　
　　TCP/IP构筑的Internet网络系统已经是世界上规模最大、发展最快的计算机互联网。从1991年起Internet联网的计算机数量每年番一番，目前每天有4000台计算机入网。现在Internet已有约100多万个网络，超过1亿台计算机，网上用户已达10亿，并且每年还以一千多万新用户的速度递增。
　　
　　在现代生活中，大到企业信息系统、银行提款机、电子图书馆，小到人们QQ聊天、网上购物，浏览网页，无一不渗透到人们的日常生活中。给人们提供快捷高效的服务；海量即得的信息；丰富多彩的娱乐。TCP/IP已经为我们展示了它强大的生命力，尽管如此，它的应用远不止这些。近年来提出的智能家居的概念就是TCP/IP的一个发展方向，它将整合室内所有电器，通过Internet实现远程实时控制，您可以通过手机遥控家里的热水器为您在下班前提供热水，雷雨天关闭窗户；您也可以通过网络软件监控家里的一举一动，设置布防、报警等，为您提供便利高效的生活。
　　
　　我们可以回顾一下楼宇对讲的技术发展史，最早的楼宇对讲功能单一，只有单元对讲功能，时间在80年代末，系统仅采用的发码、解码电路或RS－485进行小区域单个建筑物内的通讯，无法实现整个小区内大面积组网。90年代初，出现了采用单片机技术的现场总线技术，如CAN以及用RS－485技术实现的总线等。采用这种技术可以把小区内各种分散的系统互联组网、统一管理、协调运行，从而构成一个相对较大的区域系统，但也存在着抗干扰能力差、占线、功能单一、升级困难等弱点。随着复杂、大规模及超大规模小区组网需求的出现，以往的技术已捉襟见肘，而用于复杂、大规模网络的TCP/IP技术正中楼宇对讲的下怀，它的优点很明显：
　　
　　其一，安装简单，海量传输。基于以太网的组网，采用8芯双绞线连接，由于音视频信号采用数字化压缩，所有信号均由网线传输，连线更加简单；而它的传输量是其它协议所不能比拟的，现在的的以太网传输已经达到了100MB/s，完全胜任大数据量的多媒体传输。
　　
　　其二，tcp/ip网络的健壮性。ip技术起源于军事应用，可见其健壮性不可小觑，在tcp/ip网络中，如果其中某个节点无法正常通信，网络会自动建立一条通路以保畅通。如果一个小区组网中节点越多，其健壮性就越好，当然成本也会相应提高。只要做出合适的取舍，就可组建一个高可靠性的网络。难怪当今的tcp/ip研究者提出tcp/ip具有自组织现象，亦即生物体在受到损伤的状况下会自动恢复。
　　
　　其三，tcp/ip应用的丰富性，基于互联的应用不可胜数，尤其我国提出的互联网、电视、电话三网合一构想，还有智能家电的构想，一旦安防产品采用tcp/ip通信，所有这些产品和服务就会整合在一起，这种概念的提升势必扩张了安防产品的界限，使企业的业务领域得以拓展，例如把安防产品和家电整合到一起，实现远程监控和远程控制家电的功能，提出智能家居的概念。把安防整合到ERP系统中，提供整套企业信息化解决方案…
　　
　　振威公司的E－1500智能数字社区就是在这样的技术潮流下推出的一款数字家居型产品。
　　
　　它由以下几项技术实现：
　　
　　1．数字化压缩
　　
　　长期以来，视频信号与控制信号分离，传输视频信号要采用复杂的切换技术，并且局限性很大，不可能户户之间通视频。如果采用视频数字化压缩，基于tcp/ip传输，视频信号就可以四通八达，ip电话正是基于此类应用。它采用国际电信联盟(ITU-T)提出的h.263算法，压缩编码算法的基本思想是利用预测编码减少时间冗余度，利用变换编码减少空间冗余度。该算法主要由运动估计、运动补偿、DCT变换、量化和霍夫曼编码构成。每帧图像分成图像层、宏块组(GOB)层、宏块(MB)层、块(Block)层共4个层次来处理，分为I帧和P帧。编码后的低码率数据流更适于网络传输。门铃呼叫可认为是一次ip通话。从管理者的角度，我们可以监视到任一门口机和摄像机的图像，并可实现硬盘存贮，使管理更加方便。
　　
　　软件架构：
　　
　　软件体系采微软的.net架构，该平台专长于web应用程序开发。服务器端可以向住户提供视频点播服务，发布公共消息以及三表采集。在任何地方通过浏览器，住户可以监控家里的一举一动，实现远程实时控制。
　　
　　集中控制：
　　
　　由于现在没有任何可实施的智能家电的标准，现在的室内机还不能直接控制家电，但家居控制系统实现了红外信号学习、红外发射的控制功能，这样就能够控制采用红外信号进行遥控的家电，比如彩电和空调，如果您正在会客，需要合适的灯光，您只需用遥控轻松设定。
　　
　　JAVA技术：
　　
　　如果家里出现异常情况，系统会通过短信通知住户，这样即方便又廉价。现在手机已经深入到每一个人的生活中，如果能用手机来监控家居的状况，将给人们的生活带来极大的方便。Java技术正是为远程控制应用而生，大名鼎鼎的美国火星登陆车的控制就是基于java实现的。采用java语言开发控制应用程序，只要您的手机支持java下载，就可以通过手机来控制家里的电器（在未来电器联网的情况下），如果遇到打雷刮风，就以通过手机直接控制门窗关闭。
　　
　　对应具体的载体，该系统由以下几部分组成：
　　
　　单元门口机：
　　
　　＊ 门铃对讲：呼叫住户机，与住户通话；呼叫管理机，与管理员通话。
　　＊ 信息服务：接收来自服务器的公告、广告；提供访客留言留像功能（包括文字和录音），并把它传给室内机。
　　＊ 监控：为室内机、管理机、服务器提供监控视频；门禁刷卡功能。

       室内机：

　　＊ 门铃对讲：被单元门口机呼叫时，可与访客通可视电话，遥控单元门口机开门；呼叫管理机，与管理员通可视电话；可视对讲免打扰；住户机与住户机可打可视电话；32位和弦音，40种铃声可选。
　　＊ 信息服务：接收来自服务器的公告、广告；向服务器查询天气情况以及航班列车时刻表；收集三表信息，并向服务器输出三表信息；向服务器进行VOD点播；定时闹钟功能。
　　＊ 监控：向服务器提供视频；监　控单片门口机的视频；监控网络摄像机的视频；控制所有家电，显示家电状态；采集所有传感器的状态并显示之，如有报警则显示并送服务器；情景控制灯光（包括：全开、全关、会客、起夜、休息等模式）。

　　管理机：

　　＊ 被单元门口机呼叫时，可与访客通可视电话，遥控单元门口机开门；呼叫住户分机，与住户通可视电话。与任意住户通可视电话；监视网络摄像机和单元门口摄像机
　　
　　服务器：
　　
　　＊ 提供天气预报、航班列车时刻表；发布公告、警示；统计三表信息；多画面监控小区情况并录像；接收室内机发来的报警，报告管理员；为远程监控提供平台，Vod点播。
　　
　　网络摄像机：
　　
　　＊　监控小区，为服务器、管理机、室内机提供视频。
　　
　　全能遥控器：
　　
　　＊ 集中控制所有家电；情景控制灯光（包括：全开、全关、会客、起夜、休息等模式）。
　　
　　手机：
　　
　　＊　通过java程序监控家电、布防状况；也可通过短信显示家电状态，布防状态。
　　
　　客户终端：
　　
　　＊ 在任意一台与互联网联接的计算机，打开浏览器软件，远程遥控家电和实现远程监控。
　　
　　结语:
　　
　　基于tcp/ip和数视频压缩技术的产品，业内各个公司都在积极研发，可谓是群雄逐鹿，有的公司甚至已经做出样机。本文所提出的观点，不是最新，只求其完整，使其成为可行的方案。