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从智能家居和智能社区看智慧城市建设

发布于:2015-08-03 11:01:03 来自:电气工程/智能家居 [复制转发]
1 智能家居

智能家居指的是住宅实现了智能化功能。智能化住宅是人们理想生活的目标,也是社会关注的热点。一个真正实用的智能家居需要解决的问题较多,主要涉及安全保护、环境调节、照明管理、健康监测、家电控制、应急服务等项。

(1)传统智能家居系统的核心是智能家居控制系统和家庭网关。

1)智能家居系统包括中央控制主系统、防盗安全子系统、家电控制子系统、 帘控制子系统、照明触控子系统、环境监测子系统、健康监护子系统、能源管理子系统、影音娱乐子系统、远程控制子系统等。有了它,即使远在天涯,也可让你和你的家依然近在咫尺。

2)家庭网关(HomeGateway)是家庭智能的标志,也是家庭内控制和网络协议转换的中心,利用家庭网关能使有不同网络协定的设备互相沟通,设备信息的互通将使所用可能的设备整合为一个系统,成为实现环境就地集中控制以及通过WAP/WEB或电话进行网络远程控制的基础。家庭网关应具备两个主要功能:一是作为外部接入网连接到家庭内部、同时将家庭内部网络连接到外部的一种物理接口;二是使住宅内用户可以获得各种家庭服务的平台。

目前,家庭网络使用最多的操作系统是LonWorks,而且LonWorks协议现已嵌入被称为“神经元”的相应芯片中,可以安装在家庭联网模块中,实现控制、数据采集、检测、监视等功能,当然也有采用Zigbee、CAN、RS485等其它总线的。家庭网关可应用的传输网络包括ADSL、Cable等,实现高速网络的主要方式是电话线网络和无线通信网络,而 电源线联网则会用在低速网络中。目前在美国用的最多的还是电力线载波。采用无线通信网络时,不仅是空间与空间之间的通信,更要实现“落地”,即有效地接入到智能家居装置中。

(2)但当前物联网的触角已伸入到 家居智能化领域,极大地提升了智能家居的水平,出现了新型的物联网型智能家居(如图1所示)。智能家居已成为所有物联网应用中的基础应用之一。智能家居是物联网在家庭生活中最典型也是最现实的应用,它迟早会像电视、冰箱、空调、手机、电脑一样进入千家万户的,成为老百姓生活的必需品,物联网型智能家居产品要求安装非常简单,使用非常方便,维护不用操心,扩展随心所欲,能够自己组装。

例如新一代的Zigbee无线智能家居网络,它使家居设备之间无需布线连接而是通过Zigbee协议连接成一个物联网络进行通讯。使得在家居空间内,人们在任意地方可以随意地控制家居环境中的设备,享受智能家居带来的惬意和轻松,建立起人们对无线家居设备的全新体验和享受。

2 智能社区

小区是城市中聚众居住最基本的单元,也是要实现智能化的基本单元。智能小区的建筑物除满足基本生活功能外,还要考虑安全、健康、节能、便利、舒适五大要素,小区的基本智能定义为“居家生活信息化、小区物业管理智能化、IC卡通用化”,以创造出各种环境(绿色环境、回归自然的环境、多媒体信息共享环境、优秀的人文环境等),从而标志小区智能化有着不同的等级。当然,小区智能化有一个过程,它将伴随着智能化技术的发展及人们需求的不断增长而增长和完善,这表明了可持续发展性应是小区智能化的重要特性。

(1)小区实体防护的封闭性和有周界安全技术防护设施是小区安全的保障(见图2)

(2)视频安保监控系统一定要由“看得见”全面转向“看得清楚”才行

高清监控是发展的必然趋势,与此同时,物联网将在此过程中不断发挥出越来越重要及跨行业的作用。

实现高清监控当前最热门的是采用和IPC网络摄像机和HD-SDI高清摄像机二种方案,其对比如下表所示。但Intersil公司横空出世的SLOC(Security Link Over Coax)混合视频监控方案是一种创新,它通过一条 同轴电缆能同时传输模拟CVBS视频和高清数字IP视频,这就使得百万象素IP摄像机能在现有的CCTV同轴基础设施上运行,最大监控距离可达300米。Sony公司将于2012年3月份正式推出基于SLOC的产品。网络摄像机的普及率在欧美等发达国家已有50%的规模,而中国的IP监控还不到10%左右,增长空间巨大。

3 智慧城市的雏形正在逐步显现

(1)智慧城市是一种高于数字化城市,让市民依托信息化基础建设的完善,能充分享受到城市信息化带来的智慧化城市生活。城市的智慧化概括而言可划分为智慧政府、智慧民生、智慧产业三大领域。

全面物联、实时传送、智能处理、协同运作是智慧城市应有的的特征。智慧城市的建设过程,我个人以为从建设阶段上可以划分为平安城市、数字城市、智慧城市三步曲,它们各自的应用功能不仅是一层层拓宽的,在出现的时间上也会显示出前因后果的关系。

智能交通、应急指挥、智能电网、智慧园区、智能物流、数字校园、数字城管、数字环保、食品安全、平安家居、安全监管……等等方面的实现以及建立智慧型的政府办公系统是智慧城市的标志性体现。

(2)这其中,视频监控领域至关重要的核心业务是未来将会变得越来越成熟的智能分析技术。传统的视频监控中存在很多不足,如多数视频与显示装置不够对称的矛盾、值班人员注意力难以集中、只能事后追溯而无法进行事前预警、海量视频信息难以有效利用等等,而智能视频分析系统则能在效率、成本、安全性、个性化需求等各方面对传统视频监控加以改进。使之能帮助实现视频监控由被动防御向主动防御的变革,逐步改变只能是“事后诸葛”而缺乏预防特征的现状。它也能让监控人员从繁琐的操作和海量的信息中解脱出来,以帮助他们更高效、更精确的管理监控目标。

智能分析(见图3)的意义主要体现在三个方面:一是智能分析将被动监控变为主动监控,从而将会提升安防产品的附加值;二是智能分析提高了行业门槛,只有拥有充足技术和规模优势的龙头企业才有资格参与这场竞争;三是智能分析带来运营模式的改变,从传统的设备制造转向运营服务,智能分析系统由于在“云计算”的模式运行下更有效率、效果更好,因此也将加速设备厂商向运营服务商的转型。

个性化的智能数字监控解决方案包含三个重要概念:一是如何从瀚如烟海的数据中挖掘出对各行业有用的新知,二是保证基础架构及设备与设备间的数据流动,三是降低数据对于来自于不同用户或者不同系统的访问障碍。智能分析技术对视频监控的对视频监控将会有着非常深远的影响。

4 建设智慧城市最主要的技术支撑是物联网和云计算

(1)物联网

物联网是实现物与物之间互联的网络,使得它们能通过云计算中心而进行交换和运行,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等诸多功能。

物联网的内涵包括二个方面:第一,物联网的基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,使其进行信息交换和通信。物联网具有综合感知、可靠传输和计算处理等技术特征,是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网将人与人之间的信息交互沟通向人与物、物与物扩展延伸,它的应用为优化资源配置、加强科学管理、缓解资源能源约束提供了可能,拓宽了道路。

物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,我国《物联网“十二五”发展规划》已于2012年2月14日正式出台,作为战略性新兴产业的重要组成部分,物联网对加快转变我国经济发展方式将起到重要的作用,对于促进经济发展和社会进步也具有重要的现实意义。《规划》圈定了重点发展的九大应用,包括智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗和智能家居。其结构如图4所示。

(2)云计算技术

云计算是构建智慧城市的资源池和综合平台基础。云计算将驱动智慧城市发展,让城市飘起智慧云。

云计算作为一种基于互联网的计算新方式,通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算,云计算基地可能是云集上百万台服务器的数据开发和处理中心。以云计算和物联网为代表的通信技术不仅将深刻影响和改变整个城市的经济模式,也将给城市的发展注入全新的活力和动力,并深远地影响每个人的生活。

云计算整个产业分成基础构架式服务IaaS(Infrastructure as a Service)、平台式服务PaaS(Platform as a Service)、软件式服务SaaS(Software as a Service)三个领域。云计算是技术、运营和商业模式的协同。关键技术是基础,商业模式是要点、运营能力是核心。

云是一种服务,它无时不在,无处不有。随着生活品质的进一步提高,人们的健康监测、食品安全、安保防护等等信息将成为家庭生活中重要并且是不可丢失的数据,这些数据不仅要求及时响应,而且还要求可被随时随地溯源,离开了云这些都将变得非常困难。随着智能家居的不断普及,云将成为不可或缺的基础服务,也将成为每个人最重要最关注的信息云。

(3)节能减排和绿色低碳技术

智慧城市的特征和追求的目标是实现人与建筑和环境的共生共荣,构筑“资源节约型、环境友好型”人与自然和谐相处的城市。

数据显示,城市面积仅占地球面积的2%,但积蓄了70%的人口,产生了80%的温室气体。在全球气候变化的大背景下,城市节能减排、走低碳发展之路成为协调经济社会平稳发展与环境保护之间的必然选择。建筑节能是绿色建筑中的主要成份,“以人为本”的节能才真正是绿色建筑的本意。

智慧城市要求实现城市是绿色的和低碳的。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,所谓“低碳”不仅是要减少二氧化碳的排放量,更重要的是如何把握地球资源的消耗总量和利用效率,保证子孙后代的可持续发展。低碳经济的实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题,核心是能源技术和减排技术的创新、产业结构和制度的创新以及人类生存发展观念的根本性转变,“低碳”将是一个长期实用的生活形态,任何节能和低碳措施都必须考虑实际的效益。

据住建部的最新统计数据表明,中国的城镇化率,已由2010年的不到47%增加到2011年底的51.27%,增长势头非常迅猛。同时根据联合国发布的报告,全球超过50万人口的城市中有1/4是在中国,故对中国而言,节能减排和生态环保更是中国的当务之急。
这个家伙什么也没有留下。。。

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