1 引言
自美国UTBS公司于1984年在康涅狄格州建成了世界上第一座智能建筑--城市广场大厦(City Plaza)开始，智能小区的概念和思骼随之产生。在我国，从20世纪90年代初提出智能化住宅小区的概念以来，伴随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高，住宅小区建设正向高档、新颖、绿色以及现代化方向发展，智能化住宅小区已成为楼市的最大亮点，因为他是现代生活理念、建筑艺术，以及计算机技术、传感技术、安防技术、自动控制技术、网络与信息技术等高科技的完美结合。
目前，智能住宅小区还没有一个权威和明确的界定。北京有一家专门从事房地产智能化设计的公司为智能住宅小区下了这样的定义：智能社区是利用现代4C(即计算机、通讯与网络、自控、IC卡)技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境。
智能化住宅小区的功能也随着时代的进步而不断发展。从智能化住宅小区的系统结构和功能来看，住宅小区智能系统主要包括小区宽带数据网络系统、小区智能安全系统、小区物业管理与信息服务系统3个部分。
小区宽带数据网络系统 这是实现住宅小区智能化的基础，主要包括小区综合布线及内部局域网、Internet接人、小区网络中心三部分。
小区智能安全系统 从安全防范的范围上划分，他可分为园区安全防范系统和住宅安全防范系统两部分。园区安全防范系统主要包括小区周界红外报警系统、闭路电视监控系统、保安巡更管理系统等；住宅安全防范系统主要包括可视楼宇对讲系统以及安装在住户室内的防盗、防灾综合报警系统等。
小区物业管理与信息服务系统 包括三表的自动抄表计费、小区机电设备监控、小区信息发布与服务平台、小区电子商务系统、小区综合信息管理等功能。
2 基于以太网的小区智能安全系统解决方案
小区智能安全系统是新一代小区智能系统中最重要的组成部分。他除了具备传统的安全防范技术之外，还安装了自动报警系统，完全解决了人力监控的弊端，并能有效地防止生活中一些突发事件的发生，如入室抢劫、偷盗、煤气泄漏、火灾等事故都可以迅速消灭在萌芽状态。
这里所介绍的基于以太网小区智能安全系统解决方案，是以我们为常州市某住宅小区设计并实施的智能安全系统为蓝本的，其系统功能结构如图1所示。
2.1 园区安全防范系统
出入口、围墙四周以及主要通道和设施是住宅小区安全的首道防线，对整个园区的安全至关重要。园区安全防范系统主要由周界红外报警系统、闭路电视监控系统和保安巡更管理系统等组成。
2.1.1 周界红外报警系统
我们在小区围墙安置了8台红外对射探头，并在围墙的每条边放置了一个球型摄像机，共同组成一个没有死角的红外报警系统，以防范非法翻越围墙和栅栏。一旦有非法入侵，系统对其传感器信号进行全数字、高智能地分析比较(以避免误报和漏报)后，系统就会现场报警，并立即向管理中心报告，管理中心即可同步显示并监听现场情况。
为了提高红外报警和摄像信号的有效性，所有的红外报警器和摄像机实行互锁控制，非法入侵时如果毁坏该防区的红外报警器或摄像机，则其他周边的红外报警器和摄像机就会自动补充告警或补充影像录制。另外，我们对围墙上常年暴露在外的摄像机装上了防护罩，一方面使其能在天气恶劣的情况下正常工作，另一方面也起到了隐蔽作用。
2.1.2 闭路电视监控系统
我们在正门口放置了4台可以对入侵目标进行自动跟踪和锁定的高性能摄像机，在侧门和停车场各放置了4台带万象云台摄像机。采用数字视频采集和数字信号中远程网络传输技术，使数字化视频和音频信号的采集、传输不易受到外部信号的干扰，确保了视频和音频信号的质量，并实现了实时性、同步性和分布性。信号传输至闭路电视监控中心后，视频数据采用循环叠加技术，以磁盘阵列方式进行存储，大大节省了存储空间。
在住宅小区中，夜晚有许多地方往往是长时间没有人员活动的，所以我们所安装的这些摄像机均可设置为自动锁定状态，即只有当收到红外报警信号或监控图像发生变化时，摄像机才进行摄像并传输至监控中心，以进一步节约存储空间和提高系统效率。
另外，所有红外传感信号传输线和闭路电视传输线都具有防剪功能，一旦传输线被非法剪断，系统会立即报警。
2.1.3 保安巡更管理系统
保安巡更也是确保住宅小区安全的重要环节，通过物业中心保安人员对园区内可疑人员和事件进行监控。保安巡更管理系统，是现场监控器、监控中心、巡更点匙控开关、信息采集器等部分组成。保安人员定点定时前往巡视时，把"巡视到位"的信号送回保安中心，以示巡更沿途平安无事；若"巡视到位"信号未按时、按点返回，则巡视途中即有可能有突发事件发生，保安中心可以据此采取措施。本系统可以为保安人员制定多种巡更时制，操作人员只需简单操作即可自由选定。另外，安装在指定巡更点上的巡更开关是通过设置门禁机，以满足巡更要求的方法实现的。
2.2 住宅安全防范系统
居民住宅安全防范系统主要指安装在住户室内的防盗、防灾综合报警系统及楼宇对讲系统。住户家中的任何意外情况都可以通过网络系统迅速通知网管中心，从而采取应对措施。
2.2.1 可视楼宇对讲系统
楼宇对讲系统主要实现对来访者的身份识别及对单元门的控制，可以将闲杂人员拒之于楼梯口外。我们在住宅楼的每个单元入口处安装BND-10C编码式可视门铃主机，对应每户安装一个可视门铃分机，能和单元门口进行可视对讲。该系统能控制单元大门开锁和设置密码开锁，并能向管理中心主机报警，管理中心可以显示报警位置，而且可以进行保安、住户和来客的三方通话。
管理中心主机能对住宅的所有单元入口进行监控和监听，可视管理主机输出的视频信号通过网络传输到监控中心后，对其进行分析和处理，能有效防止非法人员进入住宅内。如果单元内有火警报警时，可以自动开启单元门锁，并向所有住户发出报警。
2.2.2 住户室内综合报警系统
住户综合报警系统主要由门磁、被动红外线探测器、红外幕帘探测器、吸顶探测器、燃气探测器、烟感探测器、终端数据采集、数据传输控制、后端数据处理、报警显示及报警数据打印等几部分组成。通过楼道内住户与住户之间联网、楼道与楼道之间联网、楼与楼之间联网的方式，最终将采集到的各种信息传送至安全控制中心，经过处理、分析和判断后提示小区管理员采取有效的安全保卫措施或向公安部门报警。
本系统中每个住户安装的是一套XZD-2003智能防盗报警系统，其LCD显示、PVC按键以及极具人性化的中文界面，使得用户操作简单方便，由红外线对射探头收到入侵信号时向小区报警中心报警。接警中心连动控制器打开相关区域的摄像机，并启动监控中心的监控器对非法入侵者进行监控。只有在有入侵信号时摄像机才会打开，以减轻整个系统的负担，提高球型摄像机的使用效率。还可以利用遥控器和键盘对系统进行编程，整套系统有线和无线兼容，这样用户增加探头时不会影响到住宅的装修。
3 网络与安全控制中心
3.1 小区宽带数据网络系统
宽带数据网络是小区智能安全系统乃至整个小区智能化系统实现的基础平台。小区的网络系统采用星型拓扑结构的以太网络，从结构上划分为系统中心、区域中心、住宅楼和用户四级。系统中心有核心交换机、路由器和各类网络服务器等设备。整个小区根据地理位置划分多个区域，每个区域设置一个区域中心，区域中心采用光纤连接到系统中心的核心交换机，与各个住宅楼宇采用5类双绞线实现连接，住宅楼再通过5类双绞线连接到每个住户。小区局域网通过路由器接入Internet。
小区网络直接面向个人用户，应充分考虑高带宽、高可靠性和安全性、低建设和维护成本的要求，并以该网络为支撑平台，开展诸如安全管理、物业管理、用户互联、网上购物、视频点播等多种社区智能服务。因此，我们在该网络建设中着重解决了用户管理、用户信息隔离、集中管理和维护3个方面的技术问题。
用户管理 主要针对用户连接到网络中心需要进行开户登记，并且在用户进行通信时对用户进行认证、授权和计费管理，杜绝非法用户接入到网络，占用网络资源，影响到合法用户的使用，并根据用户的属性让用户享有相应的权利。
用户信息隔离 主要解决用户数据的安全保障。采用"VLAN+子网"的隔离方式，一方面可以减少用户之间的相互干扰和影响；另一方面有效隔离了携带用户个人信息的广播消息，如ARP、DHCP消息等，防止了广播风暴的形成，避免关键设备受到攻击。网络还应避免MAC/IP地址仿冒，并防止某些恶意消息影响用户的正常通信。
集中管理和维护 小区网络应具有集中管理功能，网络中心能够监视网络运行和用户对网络的使用状况，特别是要避免用户因出现误操作或恶意攻击影响网络的正常运行。管理员可通过多种方式进行远程网络设备的管理和维护，如Web登陆、SNMP协议以及成熟的网管系统，还能通过网络远程开关用户端口，防止用户端口发出的恶意信息影响整个网络。
3.2 闭路电视监控中心
闭路电视监控中心如图2所示，其显示和记录设备主要由一台或多台显示器(监视器)、数字视频监控主机等组成。
监控主机通过软件实现画面分割、切换存储、放大、回放、检索等功能。几台摄像机采集的图像信号可以在同一台显示器上显示单路画面、四画面、九画面、十六画面，每个小画面显示一个摄像机的图像。整个系统采用模糊控制技术，有效地避免了由于树叶、杂物、小鸟、暴风雨等原因对红外线对射的影响，同时也保证任何较大物体和人的非法翻越围墙或栅栏行为时能立即报警。监控主机把所有的录像资料存储在硬盘上，并能够根据不同时间、不同日期、不同位置的摄像机编号进行回放。
为了解决白天和晚上防区设置的差异所造成的影响，我们还特别开发了一项新功能，即可以对各个防区进行编程，各防区可设置警戒、提醒、报警三种状态，这样可根据时间、季节等防范环境不同进行不同的设置。
3.3 接警网络管理中心
接警网络管理中心的核心设备是报警主机，如图3所示。
住宅各个区域的红外探头以及煤气探头、烟感探头等信号传人报警主机，经过处理、分析、判断后提示小区管理员采取有效的安全保卫措施或向公安部门报警。
4 结语
在科学技术迅猛发展，大力倡导和谐社会的今天，方便、舒适、高效、节能和安全的住宅小区已成为楼市的最大亮点。尤其是随着居民安全意识的不断增强，住宅小区的安全性已成为居民考虑选购住房的主要因素之一。本文所介绍的基于以太网的小区智能安全系统已在常州市某小区正式投入使用。从用户多年使用情况来看，该系统性能稳定、可靠性高、操作简便，大大加强了小区全天候、全方位的安全保卫及管理工作，不仅使小区安全事故的发生率明显降低，还为小区保安值班室及公安部门分析事故提供了快速有效的证据。
另外，在项目研究过程中，我们还白行开发、研制了NSF-15系列无线视频监控系统和BRG-10小区物业管理中心软件，产品已通过质量检验，并已在国内和海外市场销售，取得了较好的经济效益和社会效益。
