CN1339745A

CN1339745A - 社区信息网络智能控制系统

Info

Publication number: CN1339745A
Application number: CN 00119687
Authority: CN
Inventors: 王斌; 徐福兴; 柴文亮; 徐颖源; 唐奕军; 林明泉
Original assignee: MINGYUAN SCINECE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd SHANGHAI
Current assignee: MINGYUAN SCINECE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd SHANGHAI
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-03-13

Abstract

本发明社区信息网络智能控制系统,其特点是,由一个管理控制中心和分布于住户家中或公用地带的若干网络控制单元以及住户家中的家庭网络智能控制部件组成;网络控制单元包括网络接口单元和智能控制单元,网络接口单元与智能控制单元之间由标准RS－232接口连接。通过实施对每个NCU的监控和管理,保存有住户的相关数据库,可在一个网络系统上实现安防、报警、抄表、上网等多种功能,节约投资,管理简便。

Description

社区信息网络智能控制系统

本发明涉及一种社区信息网络智能控制系统。

随着现代高科技和信息技术的发展和应用，我们已经进入了21世纪的信息时代，信息时代正以前所未有的速度影响和改变着我们的生活习惯、方式、节奏和生活质量。我们的多种需求正在发生响应的变化。在住房方面，人们已不再满足于落后的一般传统居住方式和居住功能。而正以追求住宅信息化、安全化、舒适以及便利的生活环境作为一个理想的目标，即信息时代的智能住宅。国家科委和建设部也在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中，提出将现代高科技和信息技术应用到城乡居民的住宅建设上，将建设智能化小区列入国家重点发展方向，并以此形成一种新兴的产业。

所谓智能化小区，我们认为智能小区是在现代化的城乡住宅小区内综合采用目前国际上最先进的4C技术(即：计算机、自动控制、通讯网络和智能卡)，建立一个由小区综合信息服务和物业管理中心，通讯接入网和家庭智能化系统组成的“三为一体”智能小区服务与管理系统(Intelligent Home Services&Management System)。而小区智能化最终体现在小区内独立家庭运用多元信息技术(MIT)，并达到监控与信息交互的程度，为此智能小区必须提供相关的在物理和逻辑层面上的设备、技术与多元信息源的支持。

根据国家科委住宅科技产业化的有关精神，我们结合国外在智能住宅上的发展以及目前我国住宅和社区规划上的特点，利用当前成熟技术，制定本项目的设计思想：即将现代住宅中人们最为普遍关心的，也最为根本的解调需求作为主要功能目标，在此基础上将网络通讯、家电控制、小区物业管理和远程自动抄表等多种功能集成在一个产品上，通过小区计算机以太网络或有线电视网和ADSL宽带数据网等网络来形成现代信息化的智能社区服务管理系统，并最终形成一个涵盖全市的专业提供智能化社区服务的网站。

目前，应用在智能小区中，可以为小区管理提供物管信息系统、保安监控系统、可视对讲系统、停车场管理系统、巡跟系统、电子公告系统等的通讯手段，在家庭通讯服务方面，可以提供INTERNET上网、家庭安防系统、水电气表远程抄收、火灾和燃气泄漏报警及家电控制系统的通讯手段。对于一个智能小区通讯系统，系统的稳定性、实时性和价格是需要重点考虑的因素，一般采用专用网络作为传输网络。该网络虽具有技术成熟、可靠性高、安装方便、维护简便的优点，但它也存在着如下缺点：一、技术性极强；二、用途单一；三、费用较大。

本发明的目的是为了克服现有作为智能小区控制系统的缺点，而提供的一种采用通讯网络作为传输的社区信息网络智能控制系统，该系统将网络通讯、家电控制、小区物业管理和远程自动抄表、报警等多种功能集成在一个产品上，通过以太网络或有线电视网和ADSL宽带数据网等通讯网络来形成现代信息化的智能社区服务和管理系统，并最终形成一个涵盖全市的专业提供智能化社区服务的网站。该系统具有技术先进，实时性强，应用广泛，性能稳定，价格低廉等优点。

实现本发明目的的技术方案是，社区信息网络智能控制系统，其特点是，由一个管理控制中心和分布于社区住户家中或公用地带的若干网络控制单元以及分布在用户家中的家庭网络智能控制部件组成；所述的管理控制中心由报警监视部分、管理控制部分组成，用于对每个网络控制单元进行监控，通过通讯网络进行数据交换，同时对社区各个住户的三表的数据采集、各报警传感器的状态检测、进行必要的声光指示和联动控制；所述的网络控制单元包括网络接口单元和智能控制单元，网络接口单元负责网络通讯，智能控制单元负责信息采集、显示及控制输出；网络接口单元与智能控制单元之间由标准网络接口连接；所述的管理控制中心和若干网络控制单元采用通讯网络进行双向数据传输。

上述社区信息网络智能控制系统，其中，所述的分布在用户家中的家庭网络智能控制部件包括：各类传感器、家用电脑、家用电器、外接报警器、求助按钮。

上述社区信息网络智能控制系统，其中，所述的每个网络控制单元包括：单片机控制器、数据采集接口、控制输出部分以及液晶显示接口，通过通讯接口向网络传输数据；所述的数据采集接口的输入端连接分布在用户家中的家庭网络智能控制部件的信息，其输出到单片机控制器；经单片机数据处理后的数据一路输出到控制输出部件，再从控制输出部件输出控制声光报警和联动控制器件，另一路输出到液晶显示接口，连接液晶显示器，并通过通讯接口与网络双向传输数据。

由于本发明采用了以上的技术方案，可实现对小区住宅的本地和远程的智能化管理，其主要功能有：

1.自动抄表：根据水、电、气表的脉冲数及量程确定其读数并存入数据库中；

2.报警：防盗报警和应急报警，户内出现煤气泄露等事件时，及时报警通知住户和住宅保安人员；房间门、窗遭到非法进入时，及时通知住宅保安人员；以广播的方式向用户报警(当出现重大事故如火灾等)；

3.求助：住户遇到意外时，利用系统发出求助信号，系统及时通知有关人员；

4.通知：以广播或指定的方式向住户发出一些信息如费用催交、天气预报等。

5.计算：根据三表的读数计算住户水、电、气的费用；

6.查询：住户信息等各类查询。

7.打印：各类查询并打印。

本发明的具体特征性能由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明网络控制单元NCU的结构示意图；

图3是本发明网络控制单元NCU的实施例的电原理方框图。

请参阅附图1，本发明社区信息网络智能控制系统，由一个管理控制中心和分布于公用地带的若干网络控制单元NCU(以下简称NCU)以及分布在用户家中的家庭网络智能控制部件组成；所述的网络控制单元包括网络接口单元和智能控制单元，网络接口单元与智能控制单元之间由标准网络接口连接。其中，所述的分布在用户家中的家庭网络智能控制部件包括：各类传感器、家用电脑、家用电器、外接报警器、求助按钮。所述的管理控制中心由报警监视部分、管理控制部分组成。

本发明所述的管理控制中心和若干网络控制单元采用以太网进行双向数据传输，在一个基于5类双绞线传输介质的布线系统上，小区计算机网络与NCU网络可以并存于一个网络，但属于不同的逻辑子网。在这种方式下，计算机网络可以通过路由与广域网连接(如Internet)，而NCU网络不可以也不需要接入广域网。由于两个网络属于不同的子网，相互之间没有影响，安全性可以得到保证。

在NCU网络上，每个NCU终端分配一个内部子网的IP地址，管理控制中心通过IP地址访问各个NCU终端，后者也可以通过主控机的IP访问主控机。在每个NCU终端上具有一个中继芯片，可以提供对计算机网口的连接。在管理控制中心计算机上可以对每个住户的NCU终端进行监控，从而实现利用LAN网络与中心控制端进行数据交换，对各个住户的三表的数据采集、各报警传感器的状态检测、进行必要的声光指示和联动控制输出的小区智能化管理和控制。

网络控制单元NCU包括网络接口单元NIU(Network Interface Unit)和智能控制单元SCU(Smart Control Unit)二部分。NIU负责网络通讯，SCU负责信息采集、显示及控制输出。NIU与SCU之间由标准RS-232接口连接。

网络接口单元NIU提供两个RJ45端子，一个用于连接网络墙座，一个用于计算机与网络连接的接口。NIU还有一个RS232接口，用于与智能控制单元SCU的连接。

网络接口单元采用以太网IEEE802.3作为介质访问控制协议，传输协议采用TCP/IP协议或IPX协议，管理计算机直接应用Windows 95的协议组实现通信。介质访问控制芯片采用目前通用的10M以太网接口芯片。

图2是本发明网络控制单元NCU的结构示意图；本发明社区信息网络智能控制系统，其中，所述的每个网络控制单元包括：单片机控制器、数据采集接口、控制输出部分以及液晶显示接口，通过通讯接口向网络传输数据；所述的数据采集接口的输入端连接分布在用户家中的家庭网络智能控制部件的信息，其输出到单片机控制器；经单片机数据处理后的数据一路输出到控制输出部件，再从控制输出部件输出控制声光报警和联动控制器件，另一路输出到液晶显示接口，连接液晶显示器，并通过通讯接口与网络双向传输数据。

图3是本发明NCU的实施例的电原理方框图。

网络接口单元NIU包括一10M以太网驱动芯片、一8口10M以太网电源/数据集线路(HUB)、以及网络接口。其提供两个RJ45端子，一个用于连接网络墙座，一个用于计算机与网络连接的接口。NIU还有一个RS232接口，用于与智能控制单元SCU的连接。采用以太网IEEE802.3作为介质访问控制协议，传输协议采用TCP/IP协议或IPX协议，管理计算机直接应用Windows 95的协议组实现通信。

智能控制单元SCU包括：单片机控制器、接口电路、键盘控制模块、脉冲表输入模块、报警输入模块、以及家电控制模块。

单片机控制器主要有四部分组成：单片机CPU、EEROM、SRAM和辅助电路。为了尽可能降低成本，可以采用单CPU方案。

CPU有多种选择如AT89C52和W78E58等，前者的程序存储器为8K，后者为32K，主要是根据最终的程序大小来决定，当然芯片的价格与程序存储器的大小成正比。

EEROM也是要依据需要的存储量来选择，目前阶段可以先采用2864。

SRAM可以采用WINBOND公司生产的W24257，32KRAM。

辅助电路主要有：复位电路和WATCHDOG组成，其中WATCHDOG市场上有现成的芯片可供选择。

脉冲表输入模块其中三表的脉冲信号有四路，对于这些信号利用一片四路光偶隔离芯片进行光电隔离，提高整个系统的抗干扰能力。

数据采集接口：数据采集的主要内容是对三表的脉冲信号进行记数、对各种传感器的输入信号进行检测以及对布防/撤防机械开关的位置进行判别等。

报警输入模块其输入信号共有12路，对于传感器信号的检测，按照国家标准具有断路和短路的检测能力。通过电路的设计，使传感器的正常信号在DC3V左右，断路时信号为DCOV，短路时为DC5V。这12路信号分别接入两片8-1多路模拟开关(4051)，然后再通过两组比较器(LM339)对输入信号进行判别，如果处于正常范围，比较器输出0，若发生短路或断路，则比较器输出1。这样单片机就可以通过对4051的控制，实现对各个传感器的状态进行巡回式检测。

家电控制模块的输出控制主要由三部分组成：4路指示灯、1路蜂鸣器和4路家控制信号。

所有的输入输出端口可以用8155、8255接口芯片进行控制和数据采集，也可以通过74HC244、74HC245等芯片组成。对4051的控制由单片机的P1口进行控制。

通讯接口由两部分组成：8口10MHUB和10M ETHERNET网卡。这部分的芯片采用原来NCU-2000的接口芯片：DM9081(8可HUB控制芯片)和DM9008(EARTHENT控制芯片)，与LAN的连接是通过RJ45接口来实现。

操作界面：SCU的用户界面包括状态指示灯、LCD液晶显示屏、一个小操作键盘和声音提示。显示屏可显示物业管理信息、当前的本地三表数据、日历时钟以及操作提示等等信息；小键盘提供布防、撤防、报警及报警确认等操作按键；指示灯显示当前状态；扬声器用于按键声音提示。LCDD采用点阵式，便于显示汉字。

本发明家庭网络智能控制部件包括；远传式脉冲表(水、电、煤气等，住户自定)；红外、门磁、煤气探测、烟感等(住户自定)；照明、空调等控制；住户电脑接入，ADSL型：在标配型上加入ADSL MODEM，HFC型：在标配型上加入CABLE MODEM。

其中：网络接口数量：2个，一个用来连接网络系统，一个可接家用电脑；网络通讯介质：UTP5类；网络通讯速率：10MBPS；网络介质访问协议：以太协议IEEE802.3；可接32个RIU(远程接口单元)；输入端口数量：16个；每个端口可任意设置端口须性为计量表、报警输入等类型；计量表输入可设置读表参数，报警输入可设置信号类型为常开、常闭；报警方式、布防状态可灵活设置；直流输出端口：2路，12V；继电器输出端口：2路，5A/220V AC或10A/28V DC；输出状态可由预先设定的控制策略来控制；LCD显示点阵：图形122×32点，用来汉字显示操作菜单和信息。

探测传感器是指现在流行的一些传感器，如红外双鉴、门磁、烟感、应急煤气泄漏。三表是指可以发送脉冲的水、电、气表。

本发明NCU均通过网络和综合布线与管理控制中心联络。管理控制中心由报警监视部分、管理控制部分组成，由专门的处理软件控制。NCU的状态信息、报警信息和水电气表读数信息均发往管理控制中心，此外，中心系统还轮询各个NCU，以确保系统不被破坏或在发生故障时进行及时检修。

管理控制中心最少需配置两台电脑，即数据库服务器(可与其它应用的服务器共用)和中心控制处理机(也可按功能划分配置多台)。其中；

数据库服务器用于存贮各个系统的运行数据和原始资料。运行在WINDOWS NT或UNIX操作系统平台上，数据库操作采用SQL SERVER或SYBASE。一般来说，整个小区的数据库系统可共用一个功能较强的数据库服务器，如果只针对本章所设计的三个系统，则数据库服务器只需采用586或更高档次的微机即可。服务器需接入小区的计算机网络系统中。

中心控制处理机(简称CCC)是专门用于管理NCU系统的中心监控计算机，它可以对NCU进行实时的跟踪，从而达到及时准确地处理各类NCU信息和对NCU进行实时控制的目的。CCC运行平行平台为WINDOWS 95/98/NT，工作时，运行CCC监控软件。一台普通的586电脑即可满足系统的运行要求。CCC需连入小区的计算机网络中。对于功能划分较细的单位，CCC软件可分为多个子系统分别运行在不同的电脑中，使操作更方便。

另外，管理控制中心应配备至少一台打印机。服务器和中心控制处理机应采用UPS电源保证停电时亦能正常工作。

本发明的控制软件由信息服务软件(infomonitor)、管理控制系统软件(Ncumain)和报警监控系统软件(Monitor)三个模块组成：

1)信息服务模块(Infomonitor)用于NCU启动时IP地址的申请，用户费用、消息等信息查询响应，NCU的时间下传。

2)管理控制系统(Ncumain)实现NCU-2000系统的数据管理、计量表自动抄表和计费、电子公告、设备控制、广播告警等功能。

3)报警监控系统(Monitor)显示电子地图，接收NCU-2000的报警，多媒体声响声告警，显示报警位置、报警类型、房屋套型图及住户相关信息，定时巡检NCU的状态，发现异常或断连及时报警。

NIU提供两个RJ45端子，一个用于连接网络墙座，一个用于计算机与网络连接的pass-through。NIU还有一个RS232接口，用于与SCU的连接。

本发明具有以下的功能：

1、计量功能：

NCU对计量表的记数；用户在NCU端查询数据库中最近一次计量表的读数及费用；用户查询NCU计量表当前的读数；NCU应答CCC读表操作。

2、安防功能：

探测传感器的信号采集；检测到报警信息，系统按不同的延时规则处理报警信息，并自动控制峰鸣器蜂鸣、警灯或相应的继电器；门磁触发后延时属性时间后，蜂鸣器蜂鸣，警灯闪烁；烟感、求助应、煤气泄露、红外触发后，蜂鸣器蜂鸣，警灯闪烁；防盗应急触发后蜂鸣器和警灯不响应。

3、提供多种布防选择(无人状态布防，有人状态白天布防，有人状态晚上布防，自定义布防)：

提供由一种布防状态向另一种布防状态的转换；接受CCC布防撤防，NCU密码安全检验；接受CCC取消报警，NCU密码安全检验；NCU用户取消报警，并检验用户撤防的密码；多次(CCC系统提供允许撤防次数设置：默认三次)撤防不成功报警；伪撤防，实报警功能(伪密码区别)；信号触发自动撤布防功能(电子锁或按钮)；NCU用户布防撤防，并检验用户撤防的密码；火警烟感、防盗应急、求助应急、燃气泄漏不能撤防。

4、控制设备功能：

CCC通过发送控制报文来控制NCU的各输出端口；CCC通过控制NCU来控制各个继电器；CCC通过控制NCU来控制蜂鸣器；CCCC通过控制NCU来控制警灯。

5、网络消息通讯：

NCU接收CCC汉字消息；NCU用户查询，显示消息；NCU接受CCC状态检测并应答，应答包括RIU的状态；轮询RIU的状态；RIU的布防撤防通讯；RIU的取消报警通讯；RIU计量表数据通讯；RIU远程键盘数据通讯。

6、用户密码：

提供6位或4位密码选择；NCU用户密码修改；NCU密码与CCC密码的统一保证；NCU接受CCC设置的用户密码(安全保证)。

本发明可一个用户使用一个NCU，也可多个住户共用一个NCU，通过布线网络连接到物业管理的管理控制中心；管理控制中心实施对每个NCU的监控和管理，并保存有住户的相关数据库。它可在一个网络系统上实现安防、报警、抄表、上网等多种功能，不需多套布线系统。

本发明集成了网络和安防领域的先进技术，利用住户原有电视、电话线(ADSL)、或局域网布线，将有关功能纳为一体，采用集中分散的多级控制管理，尽可能利用已有的通讯介质，减少传输线路，节约投资，管理简便。同时由于于采用标准化的通信和传输系统，可适用于各种住宅小区的管理。

Claims

1、社区信息网络智能控制系统，其特征在于，由一个管理控制中心和分布于社区住户家中或公用地带的若干网络控制单元以及分布在用户家中的家庭网络智能控制部件组成；所述的管理控制中心由报警监视部分、管理控制部分组成，用于对每个网络控制单元进行监控，通过通讯网络进行数据交换，同时对社区各个住户的三表的数据采集、各报警传感器的状态检测、进行必要的声光指示和联动控制；所述的网络控制单元包括网络接口单元和智能控制单元，网络接口单元负责网络通讯，智能控制单元负责信息采集、显示及控制输出；网络接口单元与智能控制单元之间由标准网络接口连接；所述的管理控制中心和若干网络控制单元采用通讯网络进行双向数据传输。

2、根据权利要求1所述的社区信息网络智能控制系统，其特征在于，所述的分布在用户家中的家庭网络智能控制部件包括：各类传感器、家用电脑、家用电器、外接报警器、求助按钮。

3、根据权利要求1所述的社区信息网络智能控制系统，其特征在于，所述的每个网络控制单元包括：单片机控制器、数据采集接口、控制输出部分以及液晶显示接口，通过通讯接口向网络传输数据；所述的数据采集接口的输入端连接分布在用户家中的家庭网络智能控制部件的信息，其输出到单片机控制器；经单片机数据处理后的数据一路输出到控制输出部件，再从控制输出部件输出控制声光报警和联动控制器件，另一路输出到液晶显示接口，连接液晶显示器，并通过通讯接口与网络双向传输数据。