智慧小区的信息网络基础设施也是智慧城市工程中的基础性项目,按照其区域和功能划分为3大类:小区有线局域网络、小区无线网络和家庭信息网络。信息网络基础设施包括计算资源、网络资源、存储资源、安全设施等。[39]信息网络基础设施需要综合各类基础承载网络、相应的接入与组网技术,将感知和采集到的各类数据进行准确传递、处理、资源分配和资源管理。[24]
信息网络基础设施主要负责小区或家居信息和业主控制信息的传输,常用的控制网络传输技术包括现场总线技术、电力载波技术等。[23]信息网络支撑的系统包括电话网、有线电视网、宽带接入网、控制网、家庭网等。[23]与网络运营商合作,为小区用户提供高速的光纤宽带网络,并在小区公共场所建设免费无线网络,为智慧小区建设提供网络基础。[40]
7.5.2.1 有线局域网络
有线局域网络主要采用光纤局域网,用于小区安防系统(包括门禁设施、视频监控、电子围栏、电子巡更、火警系统和楼宇对讲的网络硬件设施)、小区设备状态监控系统(包括停车系统、电梯监控系统、气水电照明等公用设备状态监控系统和远程抄表系统的网络硬件设施)、小区环境检测系统的网络硬件设施和家庭上网个人服务。
光纤局域网为小区内智能化应用系统和信息系统提供基础支撑。网络应能支持语音、数据、图像和多媒体等各种业务信息的传输,同时进行合理的系统布局和综合管线设计。[12]光纤到户可支持百兆上网带宽。目前新建小区的网络建设主流采用FTTH全光网。[28]
目前很多小区的通信网络有两种方式:电讯网络和有线电视网络。电讯网络由电讯提供商负责建设,承担通信和上网宽带;有线电视网络为住户提供几十套电视节目服务及宽带上网。[41]未来,宽带网络应满足多个通信运营商共建共享的要求,统一接入技术和分光方式,住户用户宽带接入能力不低于20M。[12],住宅内提供下一代广播电视网(NGB)接入覆盖,可以提供高清晰度电视、数字视音频节目、高速数据接入和话音等服务。[12]
7.5.2.2 小区无线网络
小区无线通信网络包含了泛在网络在内的各类网络,通过应用小区Wi-Fi、3G、4G、WLAN、RFID、ZigBee、NFC(近距离无线通信技术)、蓝牙、无线传感网络和以太网等各种通信技术,实现小区各种信息的传输和信息互联互通:环境、设施、设备、个人信息等各种数据和信息传输。[12]相应采用的技术无线通信技术包括无线局域网技术(WLAN)、蓝牙技术、红外技术等,数据网络则主要使用以太网技术或无线通信手段中的一些具有高带宽的传输技术。[23]
Wi-Fi是一种基于接入点的无线网络结构。[23]小区公共区域设置无线覆盖网络(如Wi-Fi、RFID等),提供实时定位服务和无线上网服务,完成WLAN无线接入点无盲点。当老人在小区公共区域发生异常情况时,设备可通过无线网络发送信息到社区监控中心,中心获取老人位置信息后,前往实施救助。为小区保安巡查提供在线式管理,监控中心管理人员可以通过无线定位系统,查询保安的巡查路线及当时位置,方便对保安工作进行管理。[12](www.xing528.com)
无线传感器网络是指大规模、高密度、随机布置、自组织多跳的监测网络,实现网络节点之间的无线通信、数据交换以及与各种传感器连接。物联网由很多环节组成,其重点是无线传感器网络(WSN)。[42]WSN是将一系列空间上分散的传感器节点通过自组织的无线网络连接起来,从而把各自采集的数据通过无线传感网络进行传输汇总,以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控,并根据这些信息进行相应的分析和处理。WSN技术贯穿物联网的三个层面,结合了计算、通信、传感器三项技术,对物联网产业的发展具有显著的带动作用。[23]
与一般网络比,无线传感器网络有以下几个特点:一是低功耗。无线传感器网络的应用都需要组成网络的节点设备具有低的功耗,如对转动设备的监测、大规模部署造成换电池困难的场合。二是低成本。设备的数量比较大时,节点的成本是一个必须要考虑的问题。三是通信距离近。通常从几十米到几百米,局域内需要大密度地布置。四是自组织。不依赖基础设施,通过多跳路由形成自组织网络。五是容错能力强。传感器网络的软、硬件必须具有很强的容错性,保证系统具有高强壮性,以适应各种恶劣环境。六是数据吞吐率低。相对于蓝牙(IEEE 802.15.1)和其他的WPAN(无线个人局域网通信技术)、WLAN,无线传感器网络对于数据吞吐量的要求是有限的。因此,利用无线传感器网络的技术特点以及容易与各种传感器和其他网络形式融合的优势,可以很好地实现智能识别、智能检测和精确定位等功能。美国《商业周刊》将无线传感器网络评为21世纪最有影响的21项技术之一;《MIT技术评论》则将之评为改变世界的10大技术之首。[42]
无线传感网络是提升小区智能化服务水平的重要基础,超前整体规划设计,科学布线施工。小区传感网络的应用包括安防传感网络、视频监控网络、周界传感网络、门禁传感网络、环境传感网络、小区路灯、噪音、垃圾、空气的传感网络、小区供水、排水管网和煤气、天然气管道设施传感网络、基于RFID的机动车传感监控网络(以支撑泊车引导和小区出入)、智能家居传感网络和住宅与服务中心连接的传感网络等。[43]
7.5.2.3 家庭信息网络
家装布线网络按照弱电布线标准,主要用于家庭设备控制和家庭安防。数字家装布线通过数字、语音和视频综合布线,为业主精心设计家庭网络布线方案,可有效解决家庭语音通信、数据通信、网络互动影视等网络连接问题,为家庭信息化提供网络基础。[28]
住宅内部无线网络(如Wi-Fi、RFID、ZigBee等)为智能家居和信息服务提供无线控制和数据传输网络。如为老年人提供安全监测服务,当老人在家中发生异常情况(跌倒、感觉不适等),相关设备可通过无线覆盖网络,立即发送信息到社区监控中心,通知专业救助人员前往救助。[12]
总之,智慧小区信息网络基础实施是要能支持信息、设备和人三位一体的信息传输,让小区内现有的和未来可能应用的设施、系统能够互联互通,以达到各种资源实现集中、统一、安全和人性化的管理。[28]
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