嵌入式系统在智能小区信息终端的应用
2005-11-9

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摘要：FIT300家庭信息终端管理系统采用领先的嵌入式技术综合实现了安全防范、物业管理及社区服务、网络通信等各种功能。


一、智能小区概述
随着住房商品化程度的不断深入，智能化住宅具有更为广泛的市场需求，住宅的智能化功能变得愈加迫切。自从九十年代中期智能化住宅小区的概念在我国提出以来，各地智能小区得建设和发展渐成气候，智能住宅已成为楼市亮点。智能住宅小区系统注重于满足住户安全性、居住环境舒适性、社区服务便利性以及社区管理、网络通信等方面的实现和个性化需求。
当代高速发展的信息技术已经渗透进入建筑行业，从八十年代开始出现的智能大厦，到现在正在向规模化的智能住宅小区快速渗透。这是综合了现代建筑技术、通讯与控制技术、计算机网络与电视技术为一体的新兴产业，正在迅速崛起。目前，房地产业对于住宅智能化功能的开发投入，在全国各地呈迅速增长的趋势。我国城市居民住宅市场的发展以及住房商品化的强力推进，对于各种智能住宅应用系统的发展起到了极大的促进作用。与此同时，各地政府建设主管部门对于住宅智能化的政策法规和技术标准的陆续出台，为智能住宅的发展提供了良好的环境。更为重要的是，智能住宅小区这一概念已为购房者广为接受、地产发展商的售楼亮点，各地的建设行业行政主管部门纷纷制订各地区的智能小区建设规划和相关行业标准、规范。各地的房地产开发商，面对日趋激烈的市场竞争，已清醒的意识到，必须依靠科技进步，大胆采用高新技术手段来改善居住环境、加强楼盘的竞争优势。
智能住宅小区的自动化系统构成的重点在于安全防范、物业管理及社区服务、网络通信等方面。其系统构成有这样的特点：采用先进的、符合标准的技术和设备；同时所有的系统均采用集散式的构造方式，既具有分散于各个住户的终端或设备，又通过网络集中到一个管理或控制中心，中心提供公共信息资源，或者对各个住户提供集中安全监控；最后，所有的智能系统既可独立，又可在计算机网络的基础上实现集中管理。
据分析比较，采用小区中心控制家庭数据终端系统的方式是实现小区智能化最有效的模式之一。这种方式的基本思想是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，减少传输的线路，节约投资，方便管理。目前，国外由于住宅分散，还没有大规模应用的先例，个别外国公司现有的产品也并不完全适合我国国情，且由于价格因素难以在国内广泛推广使用。而国内现有的同类产品大多数功能单一（如仅从安全防范或物业管理方面考虑），且各自都有一套布线系统，造成投资大、布线杂乱，必然难以推广使用。
而深圳汉光电子技术有限公司研发的家庭信息终端管理系统在功能上将目前市场上的终端产品功能（如抄表、可视对讲、安防等）综合在一起；在技术上采用了目前世界上先进的ARM7内核的32位微处理器，同时移植了成熟的嵌入式操作系统。

二、家庭信息终端管理系统功能介绍
家庭信息终端管理系统是一个基于计算机网络系统的智能住宅控制系统，它是集住宅安全防范系统、小区物业管理系统于一体，通过计算机网络线路构成整个住宅小区的集中管理控制系统，主要综合了普通家庭的安全防范、可视对讲、三表抄送等功能，同时即有强大的联网功能，具体如下：
1）集中抄表功能：
家庭信息终端对家庭内各种计量表（如水、电、气表等）进行数据集中采集和计算，各种表的读数通过网络系统自动传送到管理控制中心，从而达到足不出户实现抄收、统计和计费等功能，既减少了烦琐的管理工作，又避免了对住户的干扰。
2）可视门铃功能
每幢楼的楼道口均设有门口机，当有客人来访时，业主可以从大屏幕彩色LCD屏上看到来访者的图象，并可以实现对讲，实现家庭可视门铃功能，加强了业主的安全防范功能。
3）安全防盗及各种意外报警：
安全防盗报警包括红外探测报警，门磁报警等，当有小偷从窗户爬进或强行撬门，家庭信息终端及时检测意外情况后，首先高分贝喇叭报警，对不法分子起到威慑作用，同时通过小区内部网络将报警信息上报给物业管理中心，便于保安及时赶到现场处理。
当发生火灾、煤气泄露等意外情况时。家庭信息终端也能通过传感器检测到，且及时切断煤气阀们，同时上报物业管理中心。
4）紧急求助功能
当家庭发生紧急情况需要求助时（如紧急病人需要求助、不法分子非法闯入等），业主可以立即按下紧急求助按纽，家庭信息终端将紧急求助信息通过小区内部网络上报给物业管理中心，物业管理中心能够派保安能赶赴现场处理，保障了住户的安全。
5）电子公告：
小区管理中心可以向住户发布各种电子公告（如小区通知、天气预报等信息）、家庭信息终端终端收到信息后能够在大屏幕真彩屏上显示出来并提醒住户阅读。
6）触摸屏操作
户所有的操作采用触摸屏的方式，由于内部集中了先进的GUI图形界面技术，实现了傻瓜化的界面操作，使得业主操作非常简单。
7）IC卡门禁功能：
可视对讲门口机集成在一起，采用射频IC卡的电子钥匙，便于对小区每栋楼封闭性管理。
8）灵活的网络配置：
整个智能小区够成一个强大的网络，且网络配置灵活，具有多种网络连接方式，如RS485总线、小区宽带网、电话线等，便于小区物业进行统一的管理。

三、家庭信息终端管理系统结构
智能小区数据综合管理系统由智能小区计算机管理中心、可视对讲门口机、楼层控制器、家庭信息终端、以及传感设备等5部分组成。
智能小区计算机管理中心包括有住户数据库系统，系统操作软件。
家庭信息终端：安装于家庭内部，正常工作是扫描各种防盗防灾传感设备，如有任何信息及时上报管理中心，同时接受管理中心下传的各种指令完成相应的功能。同时还具有具有真彩色TFT LCD彩色液晶显示触摸屏，除用于可视对讲图象的显示，还可以作为图文界面显示，触摸屏操作。
可视对讲门口机：安装于每栋楼门口，具有门牌呼叫、摄像头、IC卡门禁功能。
传感设备：指的是各种防盗防灾传感设备，安装于住户家庭相应的位置，能及时将检测到的信号反馈给网络智能终端。
楼层控制器：楼层控制器位于每层楼的上。主要实现住户的室内机和门口机总线的连接。起到总线的保护及分配作用。 可以实现视频信号的分配及放大，音频信号的分配，485总线的故障保护，电源分配及短路保护。

四、家庭信息终端的硬件结构
限于篇幅，这里仅仅简单介绍一下家庭信息终端的硬件结构。
家庭信息终端改变了我们传统的采用8为单片机设计的方案，而是利用技术先进、功能强大的ARM微处理器，在软件结构上，我们内移植了成熟的嵌入式操作系统uc/os-II。

五、系统特点：
本系统综合了市场上同类产品的各种功能外，还具有如下特点：
1） 采用大屏幕真彩TFT显示屏，图象清晰，界面美观
2）触摸屏操作，采用先进的图形用户界面（GUI）技术，使操作非常简单直观。
3）整个系统采用世界上先进的ARM 32位微处理器，系统资源非常丰富，系统更加稳定。
4）内置嵌入式操作系统，整个终端犹如一台非常稳定的嵌入式计算机。
5）功能强大，将安全防范系统、可视对讲系统、三表抄送系统集于一身，在一个数据网络中实现所有的功能。
6）多种组网方式，可以是RS485、以太网、LONWORKS等。

六、小结：
嵌入式内核微处理起相对传统8位单片机有无可比拟的优势，在硬件上各大半导体公司纷纷开发出各种微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。而且低层系统和硬件平也已经相对比较成熟，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向，在软件上也有相当多的成熟软件系统。而传统8位单片机由于受到自身性能的限制，无法在一个数据终端实现将安全防范、物业管理及社区服务、网络通信等所有的功能。