基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计与实现
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计与实现范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：智能化住宅小区通信网络是小区内综合信息服务、小区与外界广域网连接、小区智能物业管理的物理平台。本文给出了基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计方法，提出了采用CEBUS技术设计家庭局部网络系统的方案。
关键词：智能建筑；智能化住宅小区；通信网络平台；以太网；CEBUS
住宅小区智能化是指利用现代4C(即计算机、通信与网络、自控、IC卡)技术，通过有效的传输网络对多元信息服务与管理提供高技术的智能化手段，以期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。智能化居住小区的功能主要体现在四个方面：基础物业管理；安全防范系统；信息网络系统；家庭智能化系统。
住宅小区通信网络是智能建筑弱电系统的重要组成部分，也是智能化住宅的重要体现。本文介绍了基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计方法，利用该方法我们设计了珠海市莲花小区局域以太网系统。在系统建设的同时，还为小区的多个住户设计了基于CEBUS技术的家庭局部网络系统，使这些住户实现了家庭保安、火灾和煤气泄漏实时报警以及家用电器的自动化控制等。
1. 以太网技术
以太网是目前应用最为广泛的局域网络，它采用基带传输，通过对绞线和传输设备，实现 10Mbps／100Mbps／1000Mbps的数据传输。由于以太网的帧格式特别适合于传输IP数据包，因此随着Internet的快速发展，以太网被广泛使用。总之，以太网是目前网络技术中先进成熟、实时性强、应用广泛、性能稳定、价格低廉的通讯技术，是智能化住宅小区局域骨干网的理想选择。
2． 系统的主要功能
智能化住宅小区通信网络由Internet接入网、小区局域以太网、家庭局部网络组成。在这个通信网络平台上， 实现小区的智能控制、小区综合信息服务以及Internet的宽带接入，从而实现住宅小区的信息化和智能化。
3． 系统的主要特点
（1）所有信息点具有交换能力；（2）支持虚网划分；（3）支持多媒体应用；（4）能进行良好的网络管理；（5）具有良好的扩充性和升级能力。
4．系统的设计与实现
系统的设计采用星型拓扑结构，共分三层：Internet的接入网、住宅小区局域以太网和家庭局部网络。
4.1 Internet接入网
智能化住宅小区局域以太网可通过局域网专线、ADSL、ADSL+ATM/以太网、Cable Modem四种方式与Internet连接。本文只介绍莲花小区采用的DDN接入方式。
此方式需要配备高性能接入路由器设备,租用电信部门的专线并向CNNIC申请IP地址及注册域名。路由器可以通过DDN专线(最高可达2.048M带宽)、FrameRelay、X.25、ISDN拨号等方式与Internet相连，还可以按照需要灵活配置多种广域网端口模块，提供宽带、QoS保证的远程多媒体服务。局域网专线接入的优势是可以在社区内建设自己的Internet，为社区住户提供综合信息服务。并具有技术标准成熟、设备稳定可靠、安全性高；接入速度快、扩展性好、性价比高；管理简便、易于使用与维护；可以方便与其他客户网络互联等特点。
4.2住宅小区局域以太网的设计
小区局域以太网的总体结构如图所示：
智能化住宅小区局域以太网
4.2.1小区局域网系统
根据小区网络设计的要求，小区局域主干采用千兆以太网，在系统中心设一千兆以太网核心交换机，在各区域中心设置工作组交换机，各工作组交换机配置1000Mbps FX上联端口，通过光纤与核心交换机连接，构成智能化住宅小区千兆以太骨干网。每个区域内，在各楼栋设备间设置100／10Mbps交换式集线器，交换式集线器通过100Mbps TX上联端口经五类对绞线与工作组交换机连接，根据需要也可通过 100Mbps FX端口经光纤连接。在楼内，交换式集线器通过10Mbps TX端口经楼内5类综合布线连接用户计算机。小区管理控制中心是整个网络系统的中心，系统的主要通信设备集中于此。除网络核心交换机外，还包括与广域网连接的路由器、各类服务器以及管理工作站等。该系统具有良好的开放性和扩展性，可根据小区的实际情况灵活组合与配置。区域中心可以包括若干栋单元楼，也可以只管辖一栋高层住宅。小区内的集团用户、公共会所、物业管理公司以及各应用子系统以适当的方式就近接入各自所在的区域中心网络，形成一体化的统一网络。
4.2.2住宅综合布线系统
智能化住宅布线系统按功能区域分为三大部分：住宅单元子系统、楼层管理间和垂直干线子系统以及设备间子系统，各系统布线都采用5类以上对绞线，如下图所示：
智能化住宅综合布线系统
(1)住宅单元子系统
在每一个住宅单元设置一个家庭布线系统接线箱，作为与户外布线系统连接的界面。接线箱可安装各种系统接线模块，包括数据和语音通信模块、家庭安防系统模块、可视对讲系统模块等等，根据需要自由组合安装。户内数据通信布线采用5类以上UTP（非屏蔽对绞线），信息插座采用RJ45制式接口。
(2)楼层管理间和垂直干线子系统
垂直主干布线采用新型拓扑方法，由设备间主配线架敷设至各楼层管理间的干线电缆构成。系统采用五类以上4对UTP作为系统主干电缆。楼层管理间设置桥式模块板，通过不同跳线来实现水平线缆与垂直干线的连接。
(3)设备间子系统
设备间子系统内安置交换式集线器和主配线架，所有主干线缆都端接在主配线架上，通过跳线与交换式集线器连接。
4.3家庭局部网络系统的设计
家庭局部网络采用基于电力线载波扩频的CEBUS技术来实现通信。CEBUS(Consumer Electronics Bus、消费电子总线、家庭总线)是美国电子工业协会(EIA,Electronics Industry Association)为消费电子产品制定的一种通讯和产品互操作性的标准, 定义了在家用电器之间通讯所使用的通讯介质和协议，使得遵循同样标准的家用电器设备可以即插即用，并能共同工作，实现家庭自动化。基于电力线载波扩频的CEBUS技术是利用现有的电力线实现家用电器设备的互连，不用做网络布线改造, 经济效益和社会效益都很显著。
家庭局部网络系统包含远程抄表子系统、家庭安全防范子系统和家庭自动化子系统，如下图所示。小区管理中心的计算机可以随时读取四表的数据；发生火灾、煤气泄露、窗口的玻璃被打碎时会报警；主人可以通过Internet来远程控制家里的电器，比如进家门前打开空调、电灯等。住宅里各种信息传输的媒介是电力线，选用的核心芯片是Intellon的电力线扩频载波芯片SSC P300。该芯片具有发送和接收两种功能，采集器里有SSC P300和相关的A/D、D/A转换器、采集器和收发器A(或收发器B)通信，这种通信是两个方向的。通过收发器B和管理中心的计算机通信，通过收发器A用电话线和管理中心的计算机通信。收发器A里面有SSC P300芯片以及Modem，SSC P300负责和住宅里的各个采集器通信，Modem负责和管理室的计算机通信。收发器B里面有SSC P300芯片以及以太网通信的芯片，以太网通信的芯片负责和管理室的计算机通信。
家庭局部网络系统
5．结束语
本系统采用先进的以太网技术，实时性强，性能稳定，价格低廉，适用范围广。系统结构设计合理，具有良好的扩充性和升级能力，便于智能建筑系统的集成。
目前，珠海市莲花小区局域以太网系统运行良好，系统的使用使该小区的信息化和智能化水平上了一个新的台阶，具有广泛的推广价值。
参考文献
[1]Albert T PSo ed．Building automation on the information superhighway,ASHRAE transac-tions,2002.
[2]局域网组建与维护大全 钱秀槟 北京： 清华大学出版社，2004.
[3]智能大厦系统工程李林北京：电子工业出版社，1998．
[4]ScotJohnson．Active server pages详解［M］．北京：电子工业出版社，2000．
[5]光纤通信系统及其应用孙强等北京： 清华大学出版社，2003.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。