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[关键词]智能小区,安防监控软件,设计实现
[中图分类号]X924.3 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0025-01
一、背景介绍
现代信息技术和网络技术的快速发展使得我们国家人民的生活水平不断提高,在这样一种良好的现状下,人们必然会对居住环境提出更高的要求,在基础的便利、舒适以及快捷等前提下,希望能够更好的保证居住环境的安全,而现代小区的安全性问题就需要通过门禁和安防系统这样两个部分来予以保证。在本文当中所探讨的智能小区安防监控软件的设计与实现也正是针对于小区门禁和安防系统的信息管理所展开的。
智能小区安防监控软件安装在中央监控主机上,该软件之所以能够完善而良好的实现整个小区范围内所有终端机的报警状态,主要就是因为它通过巡检和抄表这样两种形式将小区内的报警系统和抄表系统进行了良好的结合,通过这样一种方式来保证能够对各种报警信号做出及时有效的响应和处理。除此之外,智能小区安防监控软件还能够通过业主向监控中心人员所提供的地址以及电话等详细信息来对用户在小区范围内的准确位置进行定位,这同样能够保证在问题出现与发生后安保人员能够及时的知晓并良好的处理。最后一点,智能小区安防监控系统还能够实现对三费的自动计费和统计打印,这无疑为业主提供了相当良好的生活便利。
二、智能小区安防监控软件管理系统界面设计
要对智能小区安防监控软件管理系统的界面进行良好设计,首先就需要对这样一个系统软件的总体框架有所认识,这主要是希望能够在充分明确和认识安防监控软件管理系统功能和性能的基础之上来进行管理界面和监控界面的设计,在进行安防监控软件系统的设计时,无论是监控界面还是管理界面,界面本身本身的用户友好性和亲和性都是非常重要的,对于一款软件的成功同样是非常有意义的,这主要是因为良好的界面以及相应的工具不仅能够使得用户在使用过程当中感觉到方便和舒适,还能够给客户留下软件本身品质较高的良好印象。在本文的软件设计当中,是按照现在流行的windows菜单系统来进行设计,包括主菜单、工具栏和任务栏等基本设置,除了这样一些一般性的功能设计以外,在本软件的菜单系统当中还加入了一部分特殊的设计,这主要就是上述工具可以四处任意浮动和停靠,而且在鼠标达到时还能够进行简单的提示,这既方便了用户的操作,也使得用户可以根据自己的喜好来对工具进行调整和控制。
上述功能目的的实现仅仅通过VB自带的菜单编辑器和工具栏控件是很难达到良好的效果的,尤其是上文所说的工具栏浮动与停靠,更是无法直接性的实现,考虑到这样一点,在设计的过程当中就借助了Data Dynamics所提供的第三方空间ActiveBar2.0来实现了菜单系统的设计。
三、系统数据库设计分析
在智能小区安防监控软件的设计当中采用的数据库是MicrosoftAccess 2000,对于Microsoft Access 2000数据库而言,其基本核心是VB所能够支持的Microsoft Jet数据库引擎,因此在实际的应用过程当中就具有操作方便和学习简单等特点,基本上是实现了与Microsoft Office的完美结合。与此同时,Microsoft Access 2000还能够完全满足小型企业客户的要求来进行C/S数据库应用系统的,在本款软件的设计当中基本上可以认为是功能齐全且性能良好,正是因为这样一系列的显著优点,才考虑在VB开发数据库应用程序的过程当中使用Microsoft Access 2000。
对于数据库当中的表来说,一个显著的特点就是在同一张表内不能够存在一模一样的记录,否则数据路就会进行报错,这从本质上来讲就是每一个数据库的表中都存在着意味唯一特殊的字段,数据库通过将其设为主键来确保唯一性。在报警处理方法的表中,No就是主键,此时No对于用户而言虽然没有实际的意义,但却是一种唯一性标识,能够有效避免表中存在两条完全相同的记录而发生错误。在实际的操作过程当中,会有用户因为不小心而在表中设定了两种或两种以上相同的处理方法,此时如果没有No字段,那么程序就需要通过错误提示来提醒用户进行改正,但此时如果直接弹出对话框来提醒用户添加No字段则能够大大简化操作并加大处理效率,还能够最大程度的保证程序的稳定持续运行。
四、监控系统和小区内其他硬件设备之间的通讯
在智能小区内报警监控系统最重要的功能就是要良好的实现下位机与门口机、用户以及管理机等设备之间的良好交流与沟通,在本文所设计的软件系统所涉及到的硬件设备就包括用户机、中央监控服务器、管理机和门口机,上述不同的硬件设备通过以太网来连接形成整体系统,将其中的用户机、管理机和门口机统称为设备机,其各自的功能阐述如下:其中用户机主要是进行各传感器信号的收集与初步处理,在对报警信号进行有效处理后就可以进行上传下达,与此同时还需要对其他设备机和中央监控服务器所发送的服务请求进行处理,实现不同硬件设备之间的相互结合和协同工作;门口机则主要负责各个楼的门禁系统,对相配套的辖区用户机网络系统进行实时的保障和维护;而管理机的作用则在于和中央监控服务器协同进行整个网络内的管理工作。
上述安防系统当中数据的输送、交流和控制都是通过无连接的UDP协议完成的,在这里选择UDP协议而不选择TCP协议的原因主要有两个方面的因素,下文当中具体分析之:一是是因为较之于TCP协议而言,UDP协议在应用的过程当中所需要消耗的资源要小的多,这样一种优势对于硬件资源并不是特别丰富的嵌入式网络处理器而言就非常重要,也非常有利;二是因为这样两种不同的协议本身就存在着使用范围上的差别和不同,一般来说,UDP协议更加适用于一些网络当中客户端多且负担重的网络,且这样一种网络当中数据传输量小但传输速度高,而UDP这样一种使用条件正好符合智能小区内安放监控系统的实际需求,所以在进行监控软件的设计和实现时就要综合性的考虑到实现系统的组件组成以及数据处理要求等问题。在操作当中我们选择的是WinSock来实现各个控件与下位机之间的良好通讯,这主要是因为WinSock能够与远程计算机建立连接,与此同时能够通过UDPNTCP任意一种协议来进行数据传输。
结束语
本文当中所设计与阐述的智能小区安防监控软件已经成功的应用于基于以太网的智能小区门禁安防系统当中,这样一种成功就意味着本文当中所阐述的安防监控软件在实际环境下是有应用可行性的。希望这样一种思考和设计能够给相关方面的同行带来一定的启示,也希望能够为后续工作的进行提供一定的指导。
参考文献
[1]王玉兰,王剑雄等,智能小区安防监控软件的设计和实现[J],河北建筑工程学院学报,2012(3)
随着互联网思维的盛行,越来越多的传统厂商开始利用这种思维来变革运营思路。现今伴随移动互联网的快速发展,移动终端的普及正在悄然改变人们的生活,为此太川提出了智慧社区建设及运营的新思路,改变旧有的把各个智能化子系统堆砌的智能社区做法,这种做法没有深入融合移动互联网精神和思维,用户的参与性差,致使智慧社区建设效果不理想。而新的智慧社区运营思路则主要体现在家庭生活智能化,家庭生活安全化以及社区生活便利化,以此为目的,运用移动互联网思维及方法,在小区内建立电信级网络,各类智能化操作、体验及流程注重用户的体验,并配备专业团队可持续的运营智慧社区,围绕最终用户(家庭成员)最基本的需求,从科技方式到最终服务体验实现智慧社区的建设及持续运营。
太川智慧社区解决方案,首先满足业主家庭的需求,实现邻里视频、智能家居、娱乐,建立物业管理以及统一的客服中心,从物业管理角度可通过技术手段实现一些无人职守统一管理,确保设备的有效运转,以及利用小区投放的门口机、PAD、手机等终端为居民提供便捷的生活服务。
其提倡社区的多网合一,包括停车场、监控、对讲,安防等系统设备均采用同一条电信光纤传输,减少重复布线,统一网络、统一标准实现整个社区网络的解决方案,使得智慧社区平台形成了一个共享且开放的平台,改变了现在很多小区封闭式的监控系统的局面,未来小区的公共摄象头都会开放到居民的电脑、手机、PAD,这样用户可以通过自持终端查看小区的视频,实现社区IP化的远程监控。该智慧社区解决方案还提倡智能家居微智能化,以满足现在年轻人追求时尚的诉求,他们要求智能家居易操作,无需布线,安装简单,可手机远程操作。太川将智能家居开发成一个有乐趣的、有交互的、智能化的、简单实用的多个可自由组合的产品,由用户按照自己需求在超市就可自由选购,只需简单按照说明书安装,并与手机形成多应用,这就是互联网时代的智能家居。
除了变革智慧社区建设的思路,太川还提出了“智慧社区O2O+OTT运营”的新思路。运营智慧社区,是传统楼宇对讲企业未来发展智慧社区最重要的转型。太川致力于打造智慧社区生态系统,利用持续性的运作以及后续专业的运营团队,以开放心态整合多方资源,来提升最终用户(家庭成员)对智慧社区服务体验。目前在南京、杭州多个小区已成功运作智慧社区服务运营,引领着社区生活进化。
【关键词】智慧社区 光网 移动互联网 云计算
1 前言
网络与信息技术的发展使人们的工作和生活发生了巨大的变化,基于越来越好的基础设施和越来越丰富的互联网应用,人们憧憬着更好的生活体验。“十”提出走中国特色的新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化的道路,智慧城市是工业化、城镇化和信息化相结合的产物,必将在未来发展中获得更多的关注。
社区是城市最基本的组成部分,智慧社区将智慧城市的概念进一步引入社区,以社区居民为服务对象,以提升居民幸福感为目标,以现代化网络和IT技术为手段,提供安全、高效的智慧化服务和舒适、便捷的新生活体验。
2 智慧城市和智慧社区
(1)智慧城市:信息基础设施上的智慧大集成
智慧城市的核心是利用新一代信息技术改进政府、企业和人们的交互方式,以更智慧的方式处理各种业务和管理问题,持续提高工作效率和生活质量。其特征体现在三个方面:更全面透彻的感知、更好更快的网络接入和互联互通、更高水平的自动化和更深入的智能化。
建设智慧城市就是利用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行系统的各项关键信息,对包括民生、环保、公共安全、城市服务和工商业活动在内的各种需求做出智能响应,创造更美好的城市生活。其技术本质上是面向目标的数据监控、信息提取和整合应用,涉及多信息体系互联协同、快速可变的业务处理、数据分析和知识生成、预测决策支持等。
城市的智慧是人所赋予的,是参与建设的人们“集体”智慧的结晶。根据目标、“集体”和影响范围不同,智慧城市可分为三个层次:信息基础设施、信息化应用解决方案和政府协调指挥下多单位多应用的高效协同[1]。
(2)智慧社区:聚焦于社区生活服务的智慧城市应用
智慧社区是智慧城市的子集,是在智慧城市统一规划下面向社区的具体化实践。它是指利用智慧城市的信息化基础设施,包括宽带、无线、传感网络和智慧平台等,开发、整合与社区生活相关的应用,为居民提供方便、安全、高效的社区生活服务,涉及智能楼宇、智能家居、视频监控、家居安防、家庭护理、远程医疗和公共服务等领域。
3 智慧社区的现状
3.1 智慧社区概念的发展
这些年先后出现了“智能住宅”、“数字小区”、“智能小区”等概念。数字小区是建筑智能化与现代居住小区相结合而产生的;智能小区是指利用现代通信、计算机、自动控制和RFID等技术,建立由小区物业管理与安防、信息服务、家居智能化组成的管理系统,使小区与每个家庭拥有安全、舒适和便利的生活环境[2]。
IBM彭明盛提出的“智慧地球”主要是通过物联网与互联网的整合,为城市提供更便捷、高效的公共管理。2009年9月,美国迪比克市与IBM共同宣布建设美国首个智慧社区。
2010年,国内兴起智慧社区建设潮流,上海、深圳、南京、宁波提出“以数字化、网络化、智能化、互动化、协同化为基本特征,构建科学、智能、人本、协调的城市居住系统”,将城市管理、政府职能及社会服务“智慧化”。
3.2 智慧社区的应用现状和问题
(1)主要集中在大城市
受消费水平影响,智慧社区的发展很不平衡,北京、上海、广州、深圳等一线城市发展较快。一期建成的北京西城区广内街道智慧社区服务平台包括智慧中心、智慧政务、智慧商务、智慧民生4大部分、14个子系统。其中智慧中心记录了街道的人、地、物等;智慧政务实现了社区一站式服务、综治维稳等;智慧商务以服务企业为主旨;智慧民生面向社区专项服务,包括虚拟养老院、智能停车、数字家园等。
2011年,上海首个智慧社区——浦东金桥碧云一期改造完成,实现了智能家庭终端、金桥碧云卡、社区信息门户网站、云计算中心四大基础项目。社区居民通过智能家庭终端实现公共服务信息查询、优惠信息显示、服务预订等功能,通过金桥碧云炫卡进行相关费用缴纳、享受个性化服务。
在广州电信与光大花园推出的海珠区“信息家园”社区,居民可通过宽带网和电话远程开关家电、视频监控家居安全,还可用114查号台和信息网站了解居家信息、订购商品。
(2)智慧应用还处于初级阶段,产品与技术方案尚不成熟
智慧应用还集中在智能建筑、家居安防等方面[3]。建设部1999年出台的《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》主要强调安全防范、信息管理和信息网络系统。早期的智能化小区实现了设备自动监控,但并未与互联网进行连接。
智慧应用的产品智能化程度不够高,如部分安防产品误报信号过多、探测设备可靠性也不理想;技术方案考虑不够周全,有的小区报警采用电话网+无线前端模式,每一次报警都要占用电话线,给居民增加了额外的通信费用。
(3)整体规划不足,规范标准缺乏
建设部在2000年出台了《智能建筑设计标准》,但并没有详细规定系统设计及施工规范,缺乏验收、测试标准。厂家产品兼容性差,管理维护困难,给未来系统集成与数据共享带来很大困难。
很多大城市在智慧城市建设方面已有宏观规划,但由于涉及的参与者多、技术架构选择难以统一、已有系统情况复杂,规划的可操作性不强。软件和应用方面更是五花八门、良莠不齐。
(4)缺乏专业化管理和服务人才
智慧社区应用涉及许多现代网络和信息技术,管理与服务模式和传统社区有很大不同,需配备高素质的业务管理和技术人才,以保障系统正常运营、资源较好应用、维护成本有效控制。目前即使是一线城市的高档社区,其管理和运营人才也明显不足。
4 智慧社区的发展趋势
4.1 不断应用最新的网络和信息技术
(1)光纤入户使得视频等大带宽应用更好地发展:连接世界、无限可能
从数字城市到智慧城市,城市发展与信息技术发展紧密相连:互联网、无线技术演绎出互联城市、无线城市,国家宽带战略引出光网城市。如今,运营商积极推进光纤到户,并以光纤宽带为依托,实现3G全覆盖、Wi-Fi提升热点,形成有线无线一体化、无缝覆盖的超宽带网络。以光网为代表的宽带互联网络,使得需要大带宽的视频应用发展前景广阔。
社区局域网、物联网与宽带网相连,不仅能够实现社区和家庭的智能控制、远程监控,还能实现足不出户就可及时获取所需的社区、城市信息,看到整个世界。
(2)移动和终端技术使人们摆脱了位置的束缚:远在天涯、家在身边
利用移动技术和智能终端,人们可以随时随地获得社区和家庭各种设施、家用电器的实时状态信息,并可通过互联网对这些设备进行监控——走遍天下,也可随时看家。
(3)云计算加上移动互联网:平台共享、应用开放
云计算是指分布式计算融入了互联网要素,其核心是共享资源、高效实现平台开放和应用快速部署、减少运营维护费用。对于智慧社区建设中存在的问题,云计算是一个有效的解决方法,硬件资源虚拟化、平台能力开放、应用资源共享是智慧社区体系架构的发展方向。同时,云计算也符合环保和绿色可持续发展的理念与要求。
(4)多源信息融合:目标协同、数据共享
智慧应用开发涵盖物联网、通信、软件等多种关键技术,涉及多个部门的各种相关信息,系统间的接口、标准不同是主要瓶颈。要解决这些问题,需要在标准规范方面有所突破,以便整合跨部门的信息资源。
4.2 应用逐渐丰富,特色应用受重视
(1)智慧应用渗透到生活各个方面
智慧家居将智慧应用延伸到家庭内部,各种电子设备、家用电器、照明安保装置及水电气表等可连成网络,通过物联网、互联网和智能控制器实现远程控制;智慧停车场系统使得出行更加快捷;社区的监测设备可以实时显示环境状况,更可向环保部门提供监测数据;智能垃圾回收系统可提醒清洁人员及时清运垃圾……
(2)对特殊人群提供更好的关爱
特殊人群如空巢老人和留守儿童需要更多关照,家人也希望随时了解他们的生活状况,关爱定位、养老服务信息终端、一站式服务、医疗与紧急救助、视频监控等产品能够实实在在地带给他们贴心的帮助。
5 基于光网和移动互联网的智慧云社区
顺应网络和信息技术发展趋势,结合智慧社区和云计算理念,笔者提出了基于光网和移动互联网建设智慧云社区的思路,通过打造社区信息化合作模式,汇聚智慧应用,为居民提供更好更多的信息化服务和大宽带应用。
(1)光网络是智慧云社区的网络基础
中国电信于2011年启动“宽带中国,光网城市”工程,致力于打造无处不在、天地一体化宽带网络:接入带宽3~5年内跃升10倍,南方城市实现光纤化,核心城区实现光纤接入,最高接入带宽达100M,城市家庭接入带宽普遍达到20M。
基于光网建设智慧社区的优势是能够提供最高品质的宽带接入和前瞻性的数字家庭解决方案,不仅固话、上网、智能家居等应用能够轻松实现,互联网高清电视、高清视频通信等大带宽应用也有最好的体验。
(2)移动互联网是智慧云社区的发展新潮流
2012年7月,手机超过PC成为我国网民第一大上网工具。智能手机、Pad等移动智能终端的计算、存储和感知能力快速发展,使得用户能够随时随地接入宽带互联网,享受丰富多彩的智慧应用。
基于社区的APP应用、移动社区管理、社区社交新形式越来越快地发展,微博、微信、微技、QQ、智能搜索、NFC等各种新应用层出不穷,基于GIS、LBS和远距离探测等技术的新型电子政务公共服务创新也开始粉墨登场,为社区信息化提供了更好的发展基础。
(3)云计算是智慧云社区的高效技术实现方式
众多IT系统的建设与维护一直是困扰物管公司的问题,云主机、云托管的发展让IT成为一种按需采购的服务。将信息门户、社区安防、物管等系统布署在云平台上,物管不需要专门的IT人员,却可享受高质量的IT服务和低成本、快速实现的社区智慧应用。
采用云计算技术有利于社区信息化业务的可持续发展:系统资源可随用户量变化而弹性伸缩,开发者也可以集中精力于核心业务。随着云计算、大数据、平台建设等的不断发展,越来越多的移动互联网应用将基于云平台提供业务。
(4)基于光网和移动互联网的智慧云社区的体系架构
支撑智慧云社区发展的关键技术包括数字化与智能的感知、随时随地的快速立体接入、高速宽带和按需传送的信息网络、智慧的平台等。这些技术分层衔接,构成了智慧云社区的信息化支撑架构,见图1。
信息基础架构底层是由物联网、固网和移动网络组成的智能网络层,其作用是对目标对象进行感知、数据采集和传送,是智慧云社区的感知和神经网络。之上是由IT、电信能力、数据中心组成的云社区统一平台,是智慧云社区的大脑。平台为各种智慧应用提供公共的基础服务,如编码规范、通信标准、名字服务、安全服务等,使新的智慧应用能多快好省地开发出来。智慧云社区利用统一平台提供的社区物管系统和面向居民、物管的应用客户端,通过众多合作伙伴开发的智慧应用,为物管和居民提供涵盖社区衣食住行娱的智慧生活圈。
智能网络和社区云平台构成了智慧云社区的信息基础设施,这个基础设施能够共享各种软硬件和网络资源,提供信息、应用整合能力,提供快速应用生成、系统集成和数据分析能力,其扩展性决定了在之上开发的应用的扩展性。这是智慧云社区建设中必须首先规划、建设好的基础平台。
6 智慧云社区的应用方向
(1)智慧生活云
智慧生活云在社区门户基础上整合了智慧家居应用、社区自营应用、社区应用超市等智慧体验应用。互联网iTV拥有百套直播数字电视节目、5万小时影视点播,还有高清直播及点播节目,带给用户高品质的视听娱乐享受。
智慧生活云基于手机、Pad和iTV,能够将电子商务应用呈现在用户眼前,通过与物管和居委合作,为用户提供社区物业、办证预约等在线服务,以及家政服务、便民网点信息;也可以引入主流电子商务平台,向用户提供电子购物、团购渠道;还可提供在线票务如院线通、火车通、客运通、福彩、体彩等服务。其它应用包括娱乐游戏、视频社交等。
手机智能宜居系统用智能终端来控制家居设备,通过将家中各种设施集成,构建住宅设施与家庭日程管理系统;在手机客户端上进行设置,即可实现对家居联网设备的集中调度和远程控制。
手机能耗监控系统能够对社区与家庭各种设备的耗能情况进行实时展现和控制,以提高能源利用率。其后台是对用水、用电、用气、供热供冷等耗能量进行测量和控制的统一平台。
(2)社区物管云
中国电信的社区物管云分为号百物业总机、移动办公、智能物管应用三大类。号百物业总机提供统一的社区物管平台和居民、物管的应用客户端,其背后是强大的呼叫中心服务和号百接入能力。物管移动办公包括文件流转、工作派单、客户服务、内部通知等功能。智能物管应用包括居民信息管理、车辆出入与停车管理、给排水控制、社区环保、安全管理、房屋维修、设备维护、收费、远程抄表、社区医疗和公众代办服务等。
所有服务和信息均可通过iTV、手机或Pad获取,形成居民和物管的良好互动。系统还可与水电煤、电信等公司业务系统相连,向用户提供多屏查看账单和实时支付服务。
(3)智能安防云
智能安防云基于电信网络向社区和居民提供视频监控、家居安防、门禁对讲等服务。居民可随时随地在各种终端上进行家居、社区安防的实时查看。结合支持GPS的移动终端定位能力,辅以电子围墙、全球眼、远程监护等社区安防系统,智能安防云还提供实时报警、告警联动等服务。
手机安防监控系统可以实时查看家中摄像头的监控情况。用户可以远程控制摄像头转动、调节图像参数,平台具有录像存储、下载、点播等功能。
7 小结
基于光网和移动互联网的智慧云社区是智慧城市建设的重要方向,建设内容包括智能网络基础设施、统一平台和智慧应用三个层次,其应用可以归集为社区智慧生活、智慧物管和智慧安防三个方向。
智慧云社区建设涉及面广、参与者众多,是一个长期的可持续发展的过程。探索好的商业模式,在商业和公益间找到平衡,将智慧社区建设纳入良性的市场化发展轨道,以促进各种智慧应用的繁荣发展,是一个非常重要的问题。
参考文献:
[1] 王朝晖,谭华,李颖. 智慧城市——信息基础设施上的智慧大集成[J]. 广东通信技术, 2013(2).
关键词:智慧城市;智慧社区;社区服务;服务创新;应用系统
1 引言
随着城市基础设施的不断完善和旧城的不断改造,城市居民的居住空间和家庭结构功能也发生了较大的变化,传统的四世同堂的大家庭逐渐减少,单身家庭、空巢家庭、丁克家庭越来越多,家庭原有的经济功能、养老功能、托幼功能、娱乐功能、教育功能、维系功能开始弱化,并逐渐转移到社区中去。
社区服务需要接受由居民和家庭转移来的多项社会功能并加以系统化,使本身的服务体系不断丰富、壮大,社区服务功能逐渐达到“老有所养,幼有所托,孤有所扶,学有所教,残有所助,贫有所济,难有所帮,需有所供”的新境界。
“十二五”时期,全国各地民政及相关部门明确了社区便民服务信息化建设在我国社区服务体系中的重要性,社区便民服务信息化应用系统已成为加强社区服务体系建设的一个重要手段。实践证明,加强社区服务信息化建设是保障和改善民生、提高居民生活水平和生活质量的基础工程。
2008年1月19日,全国老龄委办公室、发展改革委、民政部等十部委联合下发了《关于全面推进居家养老服务工作的意见》。《意见》明确提出,发展居家养老服务,是我国积极应对人口老龄化快速发展趋势的战略选择,也是目前我国破解养老服务难题的根本出路。《意见》还要求推进居家养老服务体系建设,要求有条件的地区都要建设信息化养老服务平台,提供一键通救助服务。
2011年1月,民政部公布了《城乡社区服务体系建设“十二五”规划》(征求意见稿)和《社会养老服务体系建设“十二五”规划》(征求意见稿),在社会养老方面,提出了要以居家为基础、社区为依托、机构为支撑的社会养老服务体系,满足老年人多层次、多样化的养老服务需求。
由此可以看出,我国政府对社会养老和社区服务的建设力度正在不断加强,社区信息化能够解决政府最重视的社会管理问题,集领先的社区管理和服务理念、利用先进的技术手段,打造智慧化社区服务。
截至 2012 年3 月底,全国已有20 多个城市的市政府在当地国民经济和社会发展“十二五”规划中明确提出了建设智慧城市,上海、广州等一些大城市已经启动了智慧城市建设工作。可以看出,智慧城市已经成为“十二五”时期我国城市信息化建设的热点。智慧城市是一个全新的理念,是未来城市的发展趋势,而“智慧社区”是智慧城市建设的重要组成部分。
对于“智慧社区”,国内目前虽无统一的定义,但综合各地正在进行的“智慧社区”建设,其内容大致为综合运用无线网络、物联网技术,建立社区公共数据资源中心,综合开发利用社会各类信息资源,从而实现社区管理、政府职能以及社会服务的智慧化。
经过长期调研,当前国内外智慧社区建设都在试点、示范和摸索中,尚未有成熟的建设模式,应用系统功能比较单一,提供的社区服务也缺少统一的标准。在这种情况下,如何将各种社区服务应用系统进行充分整合,并使用新一代信息技术和智能手段来解决社区服务应用系统中的问题,成为当务之急。
2 建设智慧社区应用系统遇到的问题
智慧社区是在智慧城市的构建基础上,进一步具体化提出的,作为智慧城市组成的基本单元。智慧社区的构建领域零散,应用水平也不高,没有形成“面”上的整体推动态势,从而导致没有有效的商业运营模式和盈利模式,且存在以下问题:
2.1 社区信息化平台建设缺少统一标准
目前,国内运营商在社区信息化建设上都各有计划,应用领域分化严重,只有专门的解决方案,没有集成的解决方案。在其他应用终端上,从行业到企业,各自都有自己的标准,相互间的兼容性差,这样就造成宏观上把握不清,信息孤岛与重复建设现象严重,相关资源不能整合应用。
2.2 社区覆盖层面较窄
首先,在智慧社区试点过程中,具有普遍适用性的信息共享和业务协同的机制尚未建立。其次,地区间经济发展速度不同,经济实力存在差距,阻挡了智慧社区在更大范围内普及的步伐。
2.3 缺少合适的商业模式
智慧社区需要社区、运营商、设备制造商、平台开发商密切合作,但是社区运维和管理都主要集中在社区物业管理处。由于物业管理公司的资源有限性,仅限于提供基础的社区服务,无法进行商业元素的融合,如社区电子商务。同时,也由于智慧社区提出的时间较短,有效的商业模式仍是整个产业链的参与者需要探索的问题。
3 智慧社区应用系统分析
3.1 国内外智慧社区建设的概况
3.1.1 上海陆家嘴智慧社区
陆家嘴“智慧社区”建设重点主要涵盖社区综合管理、社区生活质量水平、社区经济和商业活力、社区内个体发展水平四方面内容。具体建设内容为“一库、一卡、两平台、多系统”。其中,“一库”指民情档案综合信息库,包括区域内人、物、房、事、单位、楼宇等动态信息;“一卡”指开发“智慧城市炫卡”,有了一张“智慧城市炫卡”,社区居民就不必再带门禁卡、购物卡、银行卡,甚至到社区医院预约门诊也可以“轻松一刷”;“两平台”指社区综合管理信息平台和社区公共服务信息平台;“多系统”指以平台为基础开发的各类具体应用系统,包括智能健康管理中心、多功能电子公告栏、停车智能导航系统。
3.1.2 无锡万家便民服务中心
无锡市便民服务中心依托24小时全天候应答的96158市级便民服务呼叫平台、便民服务网站和社区服务站,以信息化为手段,以居家养老为切入点,以实体服务为支撑,为无锡市民提供信息化居家养老服务、家庭生活服务和民生商品配送等便民服务,致力于为无锡市民搭建一个需有所应、困有所助、难有所帮的综合性“门对门”便民服务平台。
无锡市便民服务中心充分利用物联网技术,打造覆盖全市、服务全民的市级便民服务平台,按照高规格、高科技、高起点的原则和“覆盖全市、服务全民”的思路,重点建设了96158市级便民服务呼叫中心、96158便民服务网站和96158社区便民服务站,并且与民政业务平台、政务平台实现数据共享,业务联动。
3.1.3 美国迪比克市智慧社区
高科技武装6万人社区—— 迪比克市以连接城市所有资源(水、电、油、气、交通、公共服务等)为目标,将能源、水务以及交通三大系统建设作为优先发展领域。主要利用数据传递装置、分析软件和网络等高新技术让政府和市民即时监测和调整他们用水、用电及交通出行的方式,以打造真正节能、可持续发展的城市。
建设的第一步是安装数控水电计量器到户、到店,其中使用了低流量传感器技术,防止公共设施和民宅水电泄漏;同时搭建实时可持续发展综合监督平台,对信息进行整合、分析和展示。迪比克市希望通过这一计划,使城市的资源使用状况一目了然,并智能化地做出响应。
3.1.4 韩国松岛u-city计划
松岛智慧城市计划是由韩国政府、美国地产开发公司Gale、韩国钢铁集团POSCO E&C与LG合作推动,于2000年开始执行,预计2014年全面完工。其中,作为社区建设部分,提出建设智慧的、绿色的生活环境。
所谓智慧绿色生活,就是以无所不在运算环境以及环境感知元件为基础,发展智慧家庭、智慧建筑与智慧卡系统。未来在松岛生活的居民将会有全新的生活方式,出门仅需携带智慧卡,就可进出家里大门、搭乘大众运输与消费等,在家使用设施都可以语音操控,智慧型机器人帮忙打扫环境,智慧型冰箱会根据食物状况自行调节,以达到节约能源的目的。
3.2 应用系统特点
从上述国内外智慧社区建设的内容来看,都是以建设信息平台为主,其功能服务主要体现在便民服务、绿色节能和低碳环保上,实现便民服务、建筑节能、环境保护、可再生资源利用,重点体现智慧社区低碳、环保的特色,突出社区服务的便捷、高效。
应用系统在特定领域体现自身的功能价值,比如远程医疗系统,主要服务于社区卫生服务中心;智慧城市炫卡,主要应用在社区门禁、社区购物、社区消费;便民服务门户网站和呼叫中心则应用在社区便民服务方面。而像韩国松岛社区,规划在交通、家居方面实现智能化。
经过这些案例分析,类似整合在一起的集成应用系统能够实现的服务功能要远远多于单个应用系统服务的功能,也是未来智慧社区应用系统的发展方向。
4 智慧社区服务创新应用系统的建设策略
经过以上分析,现有的应用系统在社区服务中仅仅起到辅助作用,还需要进行过多的人工干预和操作,为此我们提出建设智慧社区服务创新应用系统的想法,希望改变现有应用系统功能单一、模式混乱的情况,使得应用于社区服务的应用系统真正成为智慧社区的特色。智慧社区服务创新应用系统在建设策略和实现功能上,能体现出自己的优势。
4.1 基本策略
在未来的建设中,借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,通过感知化、互联化、智能化的方式,可以将社区中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,成为新一代的智慧化基础设施,使城市中各领域、各子系统之间的关系显化,使之成为可以方便服务、实时反应、协调运作的系统。
4.1.1 统一的建设模式
形成信息共享的机制,制定好信息交换的内容、信息交换的流程和信息安全规则,制定业务协同的流程和制度。这些都是基础性工作,只有统一标准,才能对资源进行合理化的利用,实现整合。
目前社区服务应用系统的建设都是零散的、独立的、简单的,很多子系统功能已经在使用,但是无法做到信息共享,管理成本高,维护不方便。创新应用系统的建设方案可以利用现有的信息系统,在其功能基础上进行整合。这种建设模式不仅把旧的系统利用起来,对于投资者、管理者来说,也是节约成本的好方法。
4.1.2 统一的实施规划
社区服务信息化如果没有统一的实施规划,根本不可能完成社区信息化建设。每个社区智能业务都有自己的系统,都要求社区建立一个以自己为中心的信息系统,其结果是社区信息系统建设孤立分散,信息共享困难。所以社区服务信息化的建设一定要有统一的规划,将各部门有机结合起来,才能成为高效强大的智慧社区服务创新应用系统。
4.1.3 多方互动的体系
投资主体由政府独家可能要转变为政府、企业、专业投资机构共同参与。建设运营主体由街道、信息主管部门可能要转变为政府、居民、商户等共同建设,服务主体也可能由原来的政府扩展为政府、商户甚至居民自身。所以,由政府牵头的社区信息化系统最后就会演变成一个多元主体共同投资、构建和运营的“大服务信息化平台”。
4.2 建设内容
智慧社区服务创新应用系统是一个综合的运营平台,基于物联网技术,将功能不同的子系统整合起来,把传统的社区服务内容进行分类,充分发挥统一管理、业务互动的优势。图1所示是一个智慧社区服务创新应用系统架构图
系统中的感知层包括采集信息的智能终端和传感设备,负责采集信息、传输及前期的处理,由室内终端、单元终端和公共终端组成,包括通讯设备、安防报警设备、监控设备、数字点播设备、健康监测设备等。
网络层是智能终端和管理平台之间的信息通道,进行信息传输的链路,以通讯网络为主,建设方式可以无线加有线互为补充,建设一张无处不在的“泛在网”是智慧社区建设的基础。
数据层用来统一存储、管理感知前端采集的数据信息。采用最新的云计算架构搭建数据中心,将海量的计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能按需获取计算力、存储空间和各种服务;消除地域的限制,实现资源共享和调度,增强运维能力,信息安全管控能力提高,获取服务更加便捷。
管理层将采集的数据信息进行汇总、分析,并对基础软硬件管理,主要负责大规模基础软件、硬件资源的监控和管理,为云计算中心的资源调度等高级应用提供了决策信息,是云计算中心操作系统的资源管理的基础。
应用层是平台提供的一系列服务类应用,同样基于云计算技术,具备能力融合、接入灵活、开发简单、管理规范、部署高效等特性。平台具有灵活的可扩展性,同时具备定制开发和第三方集成能力,使得各种应用的部署更加灵活和快捷。
呈现层是综合管理平台向社区居民提供的各类智能应用的方式,包括社区网站互动、手机短信、语音通信、电视点播、电子公告屏等,为居民提供多种呈现方式。
4.3 实现功能
智慧社区服务创新应用系统在社区服务上可以发挥巨大的作用,不仅可以保持各种系统的原有功能,还可以根据服务需求,整合系统之间的业务,达到服务效果最大化。智慧社区服务创新应用系统的功能具体体现在3个方面:便民服务管理、养老服务管理、安居服务管理。
4.3.1便民服务管理
为社区居民日常生活提供服务管理,把普通市民的生活服务与热线呼叫、报警运营、电子商务、短信互动等进行互通,形成了生活服务“信息化”模式,可以通过呼叫中心和社区门户网站为社区居民提供可视化的服务。
根据服务对象对家庭生活服务需求的不同,分为大类和小项。例如,可分为家政保洁服务、为老护理服务、医疗保健服务、家电维修服务、水电维修服务、电脑维修服务、法律咨询服务、心理慰藉服务等。可根据当各地实际情况在家庭生活服务管理系统中实现分类设置,增减和调整等功能。
实现对社区服务机构、服务人员基本信息和服务信息的电子化管理。通过本系统,运营单位可以将社会上零散的服务机构,通过严格的、标准化的准入流程,整合到本平台,形成全面的、动态的、分级别的民生服务行业数据库,便于政府从宏观层面进行监督、引导和综合利用。
4.3.2 养老服务管理
为居家老人提供必要的日常生活服务,对居家老人、空巢老人进行主动关怀,通过智能终端了解老人的生活习惯和健康状况,突破原有的家庭养老、机构养老的模式,建立更人性化、具有实施性和可持续运营的养老模式。
借助智能终端中的健康监护设备实时监护老年人的健康指数,实现对居家老人尤其是患有各种隐性疾病老人远程进行心率监测、血压监测、跌倒检测等,紧急情况自动电话呼叫,减少突发事件对老年人健康的威胁,能够实时有效地对老年人的健康与安全状况进行监护。
4.3.3 安居服务管理
对社区公共环境、公共安全、居民家庭财产安全、个人安全进行监控管理,提供安全的社区生活空间和丰富多彩、高品位的居家文化生活。
对社区公共区域进行的视频监控、环境监控,包括居民居住的楼宇、电梯、逃生通道、社区店铺、社区道路等,来保障社区居民生活安全。同时,为社区居民家庭提供安保服务,在居民外出时,通过监测设备,实时监控住宅内的情况。另外,创新应用系统能实现联动功能,如接收到触发报警,社区管理中心将自动接报警、显示其具置,并弹出客户的详细地址、客户姓名、联系方式等信息,及时提醒保安人员进行出警服务,保护社区居民的财产安全。
5 效益分析
5.1 经济效益
随着城市化进程的加快、人口老龄化和人们消费观念的转变,社会化养老及便民服务和信息化的消费模式日益成为主流的现代化都市生活需求。由全国老龄办的《我国城市居家养老服务研究》报告显示,我国城市居家养老服务和护理服务两项,2010市场容量约1 300亿元,到2020年将超过5000亿元。“十二五”期间大约每年增加150亿元,2010年至2020年每年增加约370亿元。
除了居家养老外,基于社区的服务需求更大。据保守估计,社区服务的整体需求将是社区养老服务的3倍,未来将成长为一个万亿规模的市场,发展空间十分巨大。
智慧社区服务创新应用系统的收益途径主要有3个:
(1)新拓展业务带来收益,包括家政服务和服务商管理费用;
(2)通过试点应用的收益,可以获得政府相关的扶持资金和政府相应的购买服务;
(3)试点应用后,转化为产品进行复制和推广带来收益。
5.2 社会效益
智慧社区服务创新应用系统可与三级(区、街道、居委会)居家养老服务站(中心)紧密结合,既为信息化居家养老提供了服务载体,又为政府提供了强有力的业务指导和管理手段,可全面提升居家养老和社区便民服务的服务水平。
社会价值主要体现为如下6个方面:
(1)为民政部门建立一套完整的便民服务管理及协调机制,并为社区内的老龄人群和服务机构建立准确详实的数据库及服务电子档案。
(2)以居民数据库、呼叫中心及智能终端产品为基础,构建紧急救援、生活帮助、主动关怀三大服务方式,丰富了服务手段和项目内容。
(3)构建了“公益化为前提、社会化为基础、市场化为补充”的信息化、智能化的虚拟敬老院运营模式,可有效推动居家养老服务行业持续、健康、快速的发展。
(4)通过大力推进社区信息化建设,推广适合社区居民需求的信息化手段,提高居民信息技术运用能力。整合包括家电维修、水电维修、电脑维修、开锁服务、快递服务、搬家服务、上门理发、汽车租赁服务、家政服务、保洁服务、母婴护理服务及以粮、油、蛋、菜、水为主的民生商品配送服务,并通过建立覆盖全市社区的服务站实现与市民的零距离服务。通过信息化改善社区管理,维护社区安全。
(5)根据各政府部门传送的数据以及深入社区调查得到的数据,通过数据挖掘算法分析,得到一系列社区居民生活数据,供政府职能部门作为制定政策的参考依据。
(6)作为一个综合型的公共事业服务系统,与社区居民生活紧密相连。系统数据库内有居民生活相关的各类详细信息。因此,在出现突发紧急状况时,系统可以与相应指挥中心共享基础数据,以联席成员的身份参与应急指挥,提高应急指挥的效率。
【关键词】NB-IoT;智慧社区;物联网;应用场景
1研究背景
近几年,社区不仅需要满足基本的居住需求,也需提供安全保障、社区养老服务、物业管理服务等智慧化生活环境。智慧社区不仅为独立社区,还需为街道级管理提供一体化的整体解决方案。新型智慧社区建设面临一些问题:①空洞的智慧化,未考虑精细管理的智慧化;②项目开发量较大,很多成熟社区改造重新布线困难;③缺乏稳定的新技术支撑,数据采集量大;④街道对于社区进行管理,需光纤组网,成本高、周期长。
2研究意义
针对目前社区的痛点、难点问题,需要充分利用物联网、大数据、云计算等现代信息化手段,把社区内重要设备状态数据及时收集、分析、管理、运行,尝试解决社区管理中常规的技防及人防所不能及的实际问题[1]。提高社区管理的精细度,破解社区治理的困难度,构建完善的社会治安防控体系,通过社区平台对安全、养老、服务等方面进行集成化管理,形成基于信息化、智能化社会管理与服务的新的管理形态社区,不断提升社区居民幸福感,打造创建“净畅宁和美”的宜居社区。为居民营造一个科技、智能、安全、舒适的智慧社区。提高社区——街道——区——城市级别的综合管理水平,提高政务管理能力和服务水平,为城市居民提供精细化管理服务。
3智慧社区典型应用及解决方案
3.1智慧社区典型应用
基于社区安全防护、社区居家养老、物业管理服务等神经元部署,全方位感知物联、车流、人流,整合每个社区的“人、地、事、物、组织”等全要素,在社区服务中心管理平台上展示辖区内各社区的人口信息、房屋信息、网格信息、设施设备、环境卫生、治安状况、突发事件、报警信息及消防应急预案等信息[2]。3.1.1智能安全防护1)云监控监控前端设备统一管理、统一上云,可在手机、PAD等移动端,通过社区公众号或APP查看所具备权限的视频。①对接公安综治平台。②AI识别分析,如,车辆违停,人员聚众闹事等。③防高空抛物,对楼层高、中、低层进行视频全覆盖。④陌生人轨迹追踪,在社区外部出入口、单元出入口设置人脸抓拍摄像机,通过后端人脸抓拍分析设备进行AI分析,识别社区未登记人员的行动轨迹,发现异常及时通知物业管理人员[2]。⑤电动车进入电梯行为报警,在电梯轿厢内安装智能分析摄像机,通过AI识别电动车,一旦发现,可联动本地声光报警器,同时通知物业管理人员。2)云停车管理进出社区出入口及机动车库出入口管理、收缴费、对账结算、发票处理及云锁车增值运营服务,并上传街道中心管理平台。①云门禁、云对讲:通过社区APP或公众号,实现云对讲,可远程呼叫小区业主;社区入口人脸识别闸机、单元门口人脸识别机可实现无卡通行,同时进行人员全抓拍。②智能梯控:对电梯停层进行控制管理,业主通过电梯专用卡、人脸或蓝牙等方式认证进行乘梯,仅可进入被授权楼层,防止外来人员随意乘梯,提升社区的安全等级。③智能井盖:主要对社区直径800mm以上的窨井盖进行监控。主要监控井盖是否丢失、开启等。同步发送井盖状态值至管理中心,主动推送至相关部门进行及时维护[3]。④电气火灾监控:主要对社区电气线路和用电设备状态进行监控,避免安全隐患,并即时向管理人员发送预警信息。⑤可燃气体探测:主要设置于厨房或燃气管道旁,需要根据燃气种类的密度,调整探头安装位置。3.1.2社区居家养老主要对老年人的生活状态及身体健康参数进行监测。①用水数据计量:根据用水量,监测老人是否有正常的生活活动。②入侵及紧急求助装置:安装在社区内高龄老人的房间,以便发生突况时能够及时报警。③电气火灾监控:避免安全隐患,并即时向子女及管理人员发送预警信息。④可燃气体探测:避免安全隐患,并即时向子女及管理人员发送预警信息。⑤火灾探测:避免安全隐患,并即时向子女及管理人员发送预警信息。⑥健康参数监控:对社区居家养老的老人进行生命参数监控,老人需佩戴随身监测模块,包含但不限于血糖、血氧、血压、睡眠情况、摔倒报警、心率等[4]。3.1.3物业管理服务①供配电:变压器运行状态、全电量参数、环境参数。②给排水:生活水池水位、生活水泵压力状态、渗水检测。③消防监测:主要包含消防水池水量、消防管道压力、消防末端管道压力、室外主要消防通道占道探测。④电梯监测:对电梯实时状态进行监控,电梯发生故障时故障及时报警,保障业主人身安全;历史数据分析,预诊断电梯保养时间和故障,电梯全天24小时运行状态的监控,对实时数据记录进行分析,若发生安全隐患或有可能发生安全隐患,提前预警或及时报警,以便提前排查故障或实施快速救助[5];⑤智能门锁:无需与家中Wi-Fi连接,无需联网设置,不用考虑门锁掉线等问题,即使停电、停网也能上报安全风险。⑥智能垃圾桶:对社区内的垃圾桶进行满溢报警等,并及时通知管理人员或环卫人员。⑦智能充电桩:对社区内机动车及非机动车的充电桩进行管理,无需通讯线缆布线,即可完成数据上传等工作。⑧智能路灯及公区照明。
3.2各类无线组网的分析对比
基于以上应用需求,新建社区可选择的组网方式多种多样,但在城市更新过程中,诸多老旧小区的智慧化升级会给智慧社区建设带来极大挑战,选用合适的无线组网方式显然比繁杂的重新布线更加灵活、方便,也可尽量避免对现有居民造成困扰。①NB-IoT窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT):支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被称为低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络需求较高等设备的高效接入,可带来非常全面的室内蜂窝数据接入覆盖[6]。②Wi-Fi:多用于智能家居系统。③蓝牙技术(bluetooth):在智慧社区应用中多用于门禁、梯控等系统。④ZigBee:在智慧社区应用中多用于智能家居系统。⑤LoRa:也是较为适合智慧社区使用的协议,但需使用方自行组网。当单个社区使用且社区规模较大时,前期投入预算较充足,且管理人员维护能力较强,可以采用LoRa。笔者认为,相对于NB-IoT,LoRa更适用于智慧办公园区。由上表可以看出,NB-IoT能够很好地解决新型智慧社区建设面临的一系列问题,也能够满足智慧社区的应用需求。NB-IoT网络架构特点有几方面。①海量连接:每社区可达约20万设备接入。②超低功耗:电池寿命长达10a。③低功耗特性:前端探测器不方便经常更换电池,需功率尽量小,通过电池供电可几年无需充电或更换电池。通信设备消耗的电量通常与数据量/速率相关,即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小,设备的调制解调器和功放就可以调到较小水平[8]。NB-IoT模块及传感器的功耗可以做到极小,通常可保障5-10年无需更换电池。④深度覆盖:考虑到街道级多社区的管控,对于距离的要求更高,而且还有地下机动车库、地下室机房等信号难以到达的地方,故深度覆盖也是大部分通信架构无法企及的。⑤安全性:继承4G/5G网络安全能力,支持双向鉴权以及空口严格加密,确保用户数据的安全性[9]。⑥稳定可靠:能提供电信级的可靠性接入[9],可有效支撑物联网应用和街道级智慧社区解决方案。
3.3智慧社区组成架构
NB-IoT整体网络架构主要分为4部分:终端(传感器及模块)、无线网侧(传输层)、物联网云平台及应用服务器(见图1)。1)终端:主要是通过空口连接到基站[9]①终端侧——主要包含行业终端与NB-IoT模块。②行业终端——主要包含芯片、模组、传感器接口、终端等[9]。在智慧社区中,主要包含摄像机、门禁、闸机、报警探测器各类探测器及井盖、垃圾桶、烟感、空气探测等传感器③NB-IoT模块——主要包含无线传输接口、传感器接口等。2)无线网侧:包括两种组网方式一种是整体式无线接入网,包括4G/5G以及NB-IoT无线网[10];另一种是NB-IoT新建组网。主要承担终端的空口接入处理等相关功能[10],并通过接口与物联网云平台进行连接。3)物联网云平台包括HLR(HomeLocationRegister,归属位置寄存器);PCRF(PolicyControlandChargingRulesFunction,策略控制和计费规则功能单元);M2M(MachinetoMachine,物联网)平台。4)应用服务器:分为两个级别进行管理一级是街道级服务器,设置于社区服务中心,对街道内多社区进行集中监管;二级是独立社区服务器,设置于安保中心,对本社区数据进行集中监管。
4结语