HG2000系列燃?xì)獍踩O(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與未來

?近幾年來隨著信息化浪潮的到來和生活水平的提高，住宅信息化、智能化已經(jīng)成為一種時(shí)尚。與之配合，人們開發(fā)了多種功能各異的保安系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大多以小區(qū)管理為中心，對(duì)往宅內(nèi)的多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行遙測(cè)、遙控和遙調(diào)。
??? 根據(jù)數(shù)據(jù)流量和對(duì)運(yùn)行可靠性要求的不同。可將這些系統(tǒng)歸為兩個(gè)大類：1.信息化系統(tǒng)：如寬頻網(wǎng)絡(luò)、CATV、電話是用來傳輸海量信息(獲取文件、影音信息等等)的，數(shù)據(jù)量大，要求高帶寬、速度快、延時(shí)小但是對(duì)設(shè)備的可靠性以及電磁兼容性要求不高，設(shè)備只有在使用時(shí)開機(jī)。2.工控系統(tǒng)，如遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)量小，但是對(duì)可靠性和電磁兼容性要求很高，要求符合《信息技術(shù)設(shè)備的電磁抗擾度》標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備要求24小時(shí)開機(jī)，有不間斷電源，不能產(chǎn)生誤動(dòng)作和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
??? 由于這兩類系統(tǒng)要求不同，所以將兩個(gè)系統(tǒng)集成在一起的難度比較大，一切的問題都是經(jīng)濟(jì)問題。一般來講，如果要實(shí)現(xiàn)兩類系統(tǒng)的集成，在每個(gè)家庭都要求有一個(gè)工控級(jí)的PC作為前端機(jī)，保證24小時(shí)開機(jī)，這樣就必須加長(zhǎng)延時(shí)的UPS電源，這些設(shè)備都是很昂貴的。比較起來還是分為兩個(gè)系統(tǒng)成本比較低廉。
??? 我們漢光公司從事的正是工控類系統(tǒng)的研制開發(fā)和生產(chǎn)安裝。下面我們主要就工控系統(tǒng)來討論。
1HG2000系列智能住宅安全監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)狀
??? HG2000系統(tǒng)已經(jīng)在北京和成都、奧林匹克花園等地投入運(yùn)行一年有余，HG2000A系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行將近半年。對(duì)于燃?xì)庑孤﹫?bào)警、切斷、遠(yuǎn)程控制以及抄表都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。并且已經(jīng)通過CDPD實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全市聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，一旦集團(tuán)公司的搶險(xiǎn)調(diào)度中心建成立即可以實(shí)現(xiàn)全市聯(lián)網(wǎng)的燃?xì)獗O(jiān)控。我們正在自己研：制用電話線聯(lián)網(wǎng)的燃?xì)獗O(jiān)控中心的管理軟件和GW201電話線網(wǎng)關(guān)以及大流量用戶監(jiān)控器，預(yù)計(jì)今年年底之前管理軟件的測(cè)試版和網(wǎng)關(guān)及監(jiān)控器樣機(jī)可以問世，2001年上半年可以投入實(shí)際運(yùn)行。
??? 在物業(yè)管理方面，我們正在研制小區(qū)的巡更系統(tǒng)、停車場(chǎng)和會(huì)所消費(fèi)一卡通系統(tǒng)，將為智能化小區(qū)提供：一套完整的解決方案。
2小區(qū)內(nèi)HG2000系列產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)
2.1平臺(tái)的建設(shè)和傳輸介質(zhì)的選擇
??? 在我們這個(gè)行業(yè)里。有許多產(chǎn)品，比如單獨(dú)的抄：表系統(tǒng)。能夠進(jìn)行3表抄錄；單獨(dú)的報(bào)警系統(tǒng)可以用電話線實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警；單獨(dú)的燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)或報(bào)：警加切斷的系統(tǒng)；也有一些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一定程度的集成，將抄表、報(bào)警、燃?xì)馇袛嗉稍谝黄穑堑侥壳盀橹刮覀儼l(fā)現(xiàn)這種集成還僅僅是功能的堆砌，不是有機(jī)的集成。其實(shí)所有上述的功能不外乎兩個(gè)方面，數(shù)據(jù)采集：抄表、報(bào)警、讀取狀態(tài)等等。數(shù)據(jù)發(fā)送：控制。只要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行分類編號(hào)，對(duì)每個(gè)設(shè)備給出幾個(gè)參數(shù)類別，就完全可以制定一個(gè)統(tǒng)一的通訊協(xié)議來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能。正是在這個(gè)基礎(chǔ)上我們建立了一套適用于住宅的、針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩皇轻槍?duì)具體功能的通訊協(xié)議，從而建立了一個(gè)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)一種新的功能只是增加了一個(gè)新的設(shè)備號(hào)碼，和關(guān)于這個(gè)設(shè)備的一個(gè)數(shù)學(xué)模型，而不再是重新設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)。這樣就可以以非常快的速度適應(yīng)市場(chǎng)的要：求，而且對(duì)于已經(jīng)安裝了系統(tǒng)的用戶可以進(jìn)行系統(tǒng)的升級(jí)，而不用拆掉重來，從而為用戶節(jié)約資金，正象在WINDOWS上增加一個(gè)新的功能一樣，不用將原來的電腦換掉只需安裝一個(gè)新的應(yīng)用程序。另外，在硬件設(shè)計(jì)方面。將所有的功能集中在一個(gè)線路板上的方式是目前大多數(shù)集成的系統(tǒng)所采用的方式，我們認(rèn)為這是不科學(xué)、不合理的，不同的用戶會(huì)有不同的需求，有些用戶只需要抄表的功能，有些只需要安防的功能，用一套設(shè)備想適應(yīng)所有的需求是不現(xiàn)實(shí)的。因此，我們采用了模塊化設(shè)計(jì)的方式，可以適應(yīng)用戶的各種需求。
??? 在以上的種種系統(tǒng)中，傳輸介質(zhì)也不盡相同。有采用電力線載波的系統(tǒng)，有采用電話線的系統(tǒng)，有采用LONWORKS總線的系統(tǒng)、有采用485總線的系統(tǒng)、有采用雙向CATV網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)等等種類非常繁多。漢光公司的系統(tǒng)是采用485工業(yè)控制總線，采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通訊協(xié)議構(gòu)成的一套現(xiàn)場(chǎng)總線作為通訊介質(zhì)。為什么我們要選用485總線作為通訊介質(zhì)呢?電力線載波所采用介質(zhì)是一種不可靠的介質(zhì)，在這種介質(zhì)中，如果不進(jìn)行嚴(yán)格的校驗(yàn)，數(shù)據(jù)出錯(cuò)的幾率，也就是誤碼率非常高，如果進(jìn)行嚴(yán)格的校驗(yàn)，實(shí)時(shí)性難以保證。因此只能用在一些對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，比如抄表，在晚上，一般電力線上噪聲比較小，誤碼率比較低，可以選擇在晚上進(jìn)行。但是如果對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合則不適宜采用。漢光公司的產(chǎn)品有報(bào)警和控制功能，要求實(shí)時(shí)性高，必須采用可靠的信道進(jìn)行傳輸，不適宜采用電力線載波方式。電話線方式是比較方便的，但是要求用戶必須再申請(qǐng)一部電話專門用來數(shù)據(jù)傳輸用戶難以接受。LONWORKS系統(tǒng)是一套非常優(yōu)秀的現(xiàn)場(chǎng)總線，但是一方面價(jià)格非常昂貴，另外一方面，LONWORKS技術(shù)是用來實(shí)現(xiàn)比較小型的工業(yè)控制系統(tǒng)的，而且沒有為住宅內(nèi)部的計(jì)量短路、斷路的測(cè)量、閥門控制等等提供專門的接口，使用起來不是十分的方便。采用CABLEMODEM將信號(hào)在CATV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸是一個(gè)比較理想的方式，但是目前的網(wǎng)絡(luò)都是單向網(wǎng)絡(luò)，必須進(jìn)行雙向改造，這不是我們或者大多數(shù)開發(fā)商力所能及的。另外，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行雙向網(wǎng)絡(luò)改造的技術(shù)還不是十分完善，因此也影響了HFC的進(jìn)程，原因是中國(guó)的用戶使用CATV系統(tǒng)很不規(guī)范，在戶內(nèi)有兩臺(tái)電視的情況下不采用分支器，而是直接連接，大大影響了系統(tǒng)階性能。工程安裝也存在很多問題，原來的系統(tǒng)品質(zhì)就不是很好。
??? 在綜合了以上種種原因之后，我們認(rèn)為在目前情況下，采用485工控總線作為下層總線是最為合理的方案。在上層總線的選擇方面，我們考慮到目前小區(qū)局域網(wǎng)的建設(shè)，采用了以太網(wǎng)，這樣就使我們的系統(tǒng)可以直接利用現(xiàn)成的以太網(wǎng)。從而減少重復(fù)的投資并實(shí)現(xiàn)高速傳輸。我們將工控級(jí)的PC作為區(qū)域主機(jī)，有以太網(wǎng)接口，作為以太網(wǎng)和485總線的網(wǎng)關(guān)，使系統(tǒng)可靠性得以很大的提升。
??? 我們認(rèn)為，在這套系統(tǒng)中，介質(zhì)問題是一個(gè)枝節(jié)問題，核心的問題在于一個(gè)軟件平臺(tái)的建立。只要建立了平臺(tái)，采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)目前都有現(xiàn)成的技術(shù)和設(shè)備。
2．2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
??? 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中我們采用了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)--HUB485集線器——從而使485總線在構(gòu)成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)仍然十分穩(wěn)定可靠。
??? RS485總線是一種工業(yè)控制的總線，總線制有一個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是所有設(shè)備的接口都是統(tǒng)一的。但是總線要求節(jié)點(diǎn)距離總線的距離在1m以內(nèi)，否則，整個(gè)系統(tǒng)的傳輸特性將發(fā)生很大的變化，使數(shù)據(jù)傳輸變的不可靠。在工業(yè)控制的現(xiàn)場(chǎng)，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量少。空間寬敞，一般情況都可以滿足要求。但是在住宅智能化實(shí)際工程中，完全按照總線方法布線幾乎是不可能的。另外總線制有一個(gè)非常大的缺陷就是，一點(diǎn)短路，整個(gè)系統(tǒng)將癱瘓。因此在節(jié)點(diǎn)非常多的情況下采用這種方式，給系統(tǒng)的可靠性帶來十分大的威脅。據(jù)我們了解，國(guó)內(nèi)許多廠商開發(fā)的系統(tǒng)都是總線制系統(tǒng)，都不同程度地存在傳輸不可靠的問題。
??? 我們注意到以太網(wǎng)發(fā)展初期，采用10base／2或者10base／5方式，采用同軸電纜和BNC接頭將聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備并聯(lián)起來構(gòu)成局域網(wǎng)。經(jīng)常發(fā)生一臺(tái)機(jī)器故障造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常工作的事件，后來以太網(wǎng)發(fā)展了一種新的方式10base／T，采用雙絞線傳輸，用集線器HUB實(shí)現(xiàn)總線的分支，通訊接口實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理連接，從而才有了目前的綜合布線系統(tǒng)的流行。


??? 我們借鑒了上述的方法，自行研制開發(fā)了RS485網(wǎng)絡(luò)的集線器——HUB485(我們正在申請(qǐng)專利)，徹底解決了通訊不可靠的問題。