（计算机科学与技术专业论文）基于以太网的智能小区管理系统.pdf

摘要 摘要 随着信息化社会的发展以及人们生活水平的提高，人们对于自己住宅智能 化水平的要求也越来越高。于是，“智能小区”也就越来越多的出现在了人们 的生活当中。建设智能化小区，通过智能化设备作为测控节点，网络信息传输， 实现信息集成，可以节约资源，大幅度提高综合管理效率，满足全球化物业及 大企业跨地区管理需要，提升小区的档次， 本论文阐述了基于以太网的智能小区综合管理系统的功能、特点及其拓扑 结构，并对智能小区项目总体构架、数据库总体设计与技术分析进行了描述，其 中着重阐述了物业计算机管理子系统、火灾自动报警子系统和远程自动抄表子 系统。 该综合管理系统选用s q ls e r v e r 作为后台数据库，d e l p h i 作为开发平台来 实现综合管理系统各大模块功能，通过采用网络接口模块作为网关，家庭数据 终端可作为一个智能测控设备直接挂接到以太网络上，使得组建和调试火灾自 动报警子系统和远程自动抄表子系统都十分方便。 关键词：智能小区家庭数据终端 以太网物业管理 摘要 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ns o c i e t ya n dt h ea d v a n c eo fs t a n d a r do f l i v i n g ，p e o p l eh a v eh i g h e rr e q u i r e m e n tf o rt h ei n t e l l i g e n th o u s e 。a sar e s u l t ， i n t e l l i g e n tc o m m u n i t yc o m ei n t ob e i n g 。b u i l d i n ga ni n t e l l i g e n c ec o m m u n i t yw i t h e x p l o r e i n gi n f o r m a t i o nb yi n t e l l i g e n c e e n dd e v i c e ，t r a n s m i t i n gi n f o r m a t i o nb y n e t w o r k ，c a ns a v er e s o u r c e ，h i g h l yi m p r o v ei n t e g r a t e dm a n a g ee f f i e i e n c y ，e n h a n c e t h ec o m m u n i t yl e v e ls u i tf o rb i gc o r p o r a t i o nw i d ew o r l dc o n t r o l 。 t h ep a p e rd i s c u s s e dt h ef u n c t i o n ，c h a r a c t e r i s t i ca n ds t r u c t u r eo fi n t e g r a t e d m a n a g e m e n ts y s t e mo fi n t e l l e c t u a l i z e dc o m m u n i t yb a s e do ne t h e m e tt e c h n o l o g y a s t h ef o c u so ft h ep a p e r ，p r o p e r t ym a n a g e m e n ts u b s y s t e m 、a u t o m a t i ca l a r ms u b s y s t e m a n da u t o m a t i cm e t e rs u b s y s t e mi sd i s c u s s e da n da n a l y z e di nd e t a i l t h em a n a g e m e n ts y s t e mu s e ds q ls e r v e r2 0 0 0t od e s i g nt h ed a t a b a s e ，a n d u s e dd e l p h it oi m p l e m e n tt h ef u n c t i o no fe v e r ym o d u l e b yu s i n gt h en e t w o r k i n t e r f a c em o d u l ea sg a t e w a y ，t h eh o m ed a t at e r m i n a lc a nl i n kt h ee t h e m e ta sa n i n t e l l e c t u a l i z e dm e a s u r i n ga n dc o n t r o l l i n ge q u i p m e n t o r g a n i z i n ga n dd e b u g g i n gt h e a u t o m a t i cm e t e ra n da l a r ms y s t e ma r ec o n v e n i e n t k e yw o r d ：i n t e l l e c t u a l i z e dc o m m u n i t y ，h o m ed a t at e r m i n a l ，e t h e m e t ， p r o p e r t ym a n a g e m e n t 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签缈之1 l 乒一8 年多月形日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名：挑互 i l 年月日2 - 苦年3 月彤日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名夕诞b - 庐一8 年岁月“e l 第1 章引言 第1 章引言 改革开放以来，随着中国综合国力的增强，人民的生活质量有了很大的提 高，居住条件也得以很大改善，近年来中国大步跨入了信息化社会。信息时代 的到来，高新技术的迅猛发展，世界经济开始从工业大生产时代转向新经济时 代。计算机技术、信息技术与现代控制技术的发展，使得网络改变了人们的生 活和工作方式，渗透到社会生产和生活的各个角落，并对建筑业产生了强烈的 冲击。人们的工作、生活与通信、信息的关系同益紧密，信息化社会在改变我 们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、经济及技 术的进步改革更使人们的观念也随之变化。传统的建筑往往因为不能提供必要 的通信设施和良好的自动化办公支持系统而不再受到青睐。信息时代使得d , n 一个企业或一幢建筑，大到街区、城市或整个国家都必须考虑如何适应信息时 代的到来，并如何参与发展知识经济，参与激烈的国际竞争。为了适应信息时 代的要求，为了发展新经济，给发展新经济的精英们提供一个有利于知识创新 的良好环境，城市数字化和建筑智能化是历史发展的必然。作为城市数字化的 基本组成单位，大厦、写字楼和住宅的智能化成为必然趋势。本论文着重讨论 住宅的智能化。 我国智能化住宅发展的较晚，2 0 世纪9 0 年代才开始起步，是在小康住宅 概念的基础上，生成了智能化住宅的概念。一位专家用一句话概括了我国住宅 的发展，即“7 0 年代解决有无的问题；8 0 年代解决大小的问题；9 0 年代是追求 环境优美；2 1 世纪是智能化时代”。 1 1 基于以太网的智能小区概述 1 1 1 智能化住宅小区的定义 在中国，尽管我们现在还难以给智能化住宅小区作出确切的定义，但是无 论是国外还是国内，号称智能化的住宅小区都具有共同的功能特征： 1 ) 住宅内部具备完善的综合安保防灾措施与生活服务的智能控制器，住宅 与小区和社会之间具有高度的信息交互能力。 2 ) 小区内部具备完善的安保措施、全面的公用设施监控管理和信息化的社 区服务管理。 3 ) 为小区内住户提供多媒体的多种信息服务。 第1 章引言 1 9 9 9 年建设部发布的全面住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术 导则( 试行) 中对住宅小区智能化做了如下描述：“所谓住宅小区智能化是指依 靠先进的设备和科学的管理，利用计算机及相关的高新技术，将传统的土木建 筑与计算机技术、自动控制技术以及信息技术相结合，将一定地域范围内的居 民住宅分别对其使用功能进行智能化，从而达到节约能源，降低人工成本，提 高住宅小区物业管理、安防以及信息服务等方面的自动化程度，为小区住户提 供安全、舒适、方便、快捷的家居环境。简称4 c 技术：c o m p u t e r 、c o m m u n i c a t i o n 、 c o n t r o l 、c r t ( 图形显示技术) 。”目前智能小区的提法多样，国外常用智能家居 ( s m a r t h o m e ) 、智慧屋( w is eh o u s e )国内常用家庭智能化( i n t e llig e n t h o m e ) 、 家庭自动( h o m e a u t o m a ti o n ) 、家庭网关( h o m e g a t e w a y ) 、数字家庭( e h o m e ) 、网 络家居( n e t w o r k h o m e ) 等。 总之，智能化住宅小区是综合运用了计算机技术、通信技术、控制技术， 由家庭智能控制系统、通信接入网、小区物业管理服务系统和小区综合信息服 务系统来支持实现的。 1 1 2 当前智能小区的几种构建方案 虽然智能小区的构建方案不尽相同，但它们所完成的功能是大致相同的： 首先要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通道，在家庭 网络操作系统的控制下，通过响应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上 的家电和设备的控制和检测；其次要通过一定的媒介构成与外界的通讯通道， 以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需要； 最后，它们的最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保 护的需求。 目前在智能家居中常用的信号信息传输的介质主要有电话线、电力线、 无线方式、电缆和以太网等，它们各有自身的优缺点： 使用电话线作为信息传输媒介的优点是：现在电话在城市中已得到了普及， 一般家庭预先都己安装，因此施工和安装比较方便。它存在的主要问题是：电 话线原来设计是用于传输音频信号的，因此它可传输信号的带宽比较窄( 一般为 几k h z ) ；此外电话线的传输阻抗不易控制，信号在电话线上衰减比较大。这些 问题都使电话线很难应用于高速信号的传输。 使用电力线( 市电电源线) 作为信息传输介质的优点是：在一般的普通家庭 中都己布好了电源线，而且比电话线还更广泛，由于电力线已深入到所有家庭 的几乎每个角落( 如厨房、阳台、卫生问等) ，因此施工和安装更为方便。它的 主要问题是无法跨越变压器进行远程传输；噪声和干扰比较大，限制了它可传 输信号的带宽和数据传输的速率；此外由于信号与市电在同一对线上传输，对 所使用硬件的耐压要求比较高，在安全方面还存在一定的隐患。 无线方式不需要另外布线和施工，因此十分方便。它的不足之处是：成本 比较高、距离受限、易受干扰、保密性差；同时人们长期生活在较强的电磁波 2 第1 章引言 环境中，到底对人体健康有多大的影响，现在还没有确切的科学定论。所以许 多家庭对采用无线方式都持谨慎的态度。 专门为智能小区铺设电缆( 如双绞线和同轴电缆等) 是当前许多智能小区采 用的方案。这对铺设的电缆上不仅可传输控制信号，还可以提供智能终端用的 低压d c 电源，这样系统的信道独立、干扰少，是一个可行的选择。但是由于要 专门布线，对安装和施工带了一点的困难；它也增加了布线的工作量，提高了 系统的成本。 现在随着以太网技术的成熟，特别是近年来“宽带已经开始走进普通家庭， 一般都是由电信部门或网络公司负责把宽带网直接布线到用户家中，所以对房 地产开发商和用户家庭来说几乎不增加任何成本。利用这种现成的廉价、高速、 稳定的以太网作为信息传输的媒介，具有线路稳定、接口简单、拓扑结构组建 灵活、信息传输速度快、拥有固定i p 地址和造价相对低廉的特点，特别适合大 规模推广，利用以太网技术构建智能小区将会成为必然趋势。可见，以太网将 在智能小区中占据不可替代的地位。 基于以太网的智能小区综合管理系统是以成熟的以太网技术为保障的，可 为小区提供信道更加稳定、可靠和全面的社区服务。 1 2 本课题研究的内容和意义 1 2 1 本课题研究的内容 基于以太网的智能小区和家庭数据终端一起实际上构成了一个基于以太网 的分布式测控系统。本课题研究的主要内容包括以下几方面： 1 ) 对智能小区综合管理系统和家庭数据终端进行需求分析； 2 ) 研究和设计智能小区综合管理系统软件及接口通讯协议，从而实现对家 庭数据终端的远程控制和监视。 3 ) 制定远程自动抄表子系统和火灾自动报警子系统的通讯协议、实现模块 的动态模拟检测； 4 ) 可利用该管理系统对各子系统的数据进行实时地查询、统计、汇总、打 印各类报表，从而实现一体化集成管理。 1 2 2 实现基于以太网的智能小区综合管理系统的意义 ( 1 ) 建设小区综合管理系统，可以节约资源，优化投资。 建筑智能化的内容大致包括安全防范、物业管理和网络信息三大部分。安 全防范是基础，分为可视对讲系统、室内安防系统、小区的闭路电视监控系统、 红外周界防越系统以及电子巡更系统等几个部分；物业管理系统可细分为智能 停车场收费系统、三表远程自动计量系统、智能i c 卡系统以及背景音乐系统等； 第1 章引言 网络信息系统包括结构化综合布线、局域网络以及集中控制系统等。上述众多 的系统是小区智能化的重要组成部分，每个系统的控制中心几乎都需要建设管 理用机房，将这些智能子系统的控制中心在地理位置上进行集成，则可节约投 资，并为信息集成做好了准备。 ( 2 ) 通过信息集成大幅度提高综合管理效率。 各智能子系统都有自身的管理软件系统，例如三表远程自动计量系统、闭 路电视、监控系统等，每个系统都比较复杂，需要由物管方配备相应的操作人 员，这就使得管理人员众多，由于数据分散、报表简单、缺乏分析和汇总等信 息，造成企业决策层决策困难。通过综合管理系统，集成各智能系统最核心的 数据信息，对此进行统一管理、分析、报表和决策分析，由于简化了管理的程 序、提高了管理的效率，所以只需很少人员即可实现高效管理。 ( 3 ) 管理面向业主，更加以人为本。 科技以人为本，管理更加人性，这是时代的主题，传统的各分离的智能系 统很难做到这点，例如水、电、气计量中的纠纷，停车收费中的错误，智能i c 卡中消费的不明白，使业主和物管的沟通以及解决问题十分不便与繁琐。建成 综合管理系统后，业主可以足不出户，通过小区的局域网络以w e b 的方式了解 自己的所有费用，若有错误，可以通过综合管理系统通知工作人员处理，无需 开口即可解决问题，十分方便。 ( 4 ) 实施全球化物业管理，更加符合大企业跨地域的特色。 好的开发商并不一定是好的物管商，因此全国各地的明星楼盘几乎都聘请 专业的物管进行管理，因此出现了不少全国知名的物管企业，实施全球网络化 物业管理，更加符合大企业跨地域的特色，而且可以减少交通及差旅费用，提 升物业管理的品质。 4 第2 章智能小区系统分析 第2 章智能小区系统分析 2 1 智能小区的总体设计原则 “智能小区”的核心是家庭智能化技术的应用，即互联网络科技、移动通讯 科技、自动化控制科技，节能环保科技的综合应用集成。由于它的复杂性和综 合性，使得其软硬件设计都必须本着一定的设计原则，下面进行详细说明。 1 ) 硬件设计原则 各种硬件设备是整个智能化系统运行的基础，其设计应本着以下几个方面： a 先进性：系统硬件选用应具有先进性，避免短期内因技术陈旧而造成整 个系统性能不高和过早淘汰。 b 成熟性：在充分考虑先进性的同时，硬件系统应立足于用户对整个系统 的具体需求。应选择先进、适用、成熟技术，最大限度地发挥投资效益。 c 可靠性：系统无论在硬件上还是软件上都应采取多种保护措施，保证系 统2 4 小时不问断正常运行，同时还应充分考虑系统权限安全措施，进一步保证 系统的可靠性。 d 开放性：无论是系统设备还是网络拓扑结构，都应具有良好的开放性。 网络化的目的是实现设备和信息共享。因此，网络要具有开放性，并应提供标 准接口。用户可根据要求，对系统进行扩展或升级。 e 兼容性：计算机网络的选择和相关产品的选择要以先进性和适用性为基 础，同时考虑兼容性。系统设备应优先选择根据国际标准设计、生产的标准化 设备，避免因兼容性差而造成的系统难以升级或扩展。 f 实时性：系统硬件应具有实时处理和快速响应能力。 2 ) 软件设计原则 系统软件是智能小区综合管理的智能化核心，它的功能好坏直接关系到整个 系统的水平。系统软件包括：计算机及网络操作系统、应用软件及实时监控软 件。其设计应本着以下几个方面： a 可靠性和安全性：系统软件应实现2 4 小时可靠运行，并充分考虑系统权 限设置等多种保护措施，保证系统数据的安全性。 b 界面友好：系统软件应操作方便，采用中文图形界面，运用多媒体技术， 使系统具有处理声音及图像的能力。要适应不同层次用户及物业公司人员的素 质。 c 可扩充性：系统软件应提供二次开发的功能，便于多次升级和支持新硬 件产品。 d 模块化：根据小区的实际需要选择安装不同的功能组建，以适应不同用 第2 章智能小区系统分析 户的需要。 2 2 智能小区系统的拓扑结构和功能划分 小区智能化系统是以信息传输通道一一此处采用高速以太网1 0 b a s e t 为 物理集成平台的多功能管理与监控综合性系统，并可以与外部以太网联网使用。 小区局域网拓扑结构采用星型结构。 智能小区系统实际上是一个基于以太网的分布式测控系统。而家庭数据终端 相当于是这个测控网中的测控节点，安放在用户家中，是实现家庭智能化的底 层硬件。它提供的功能主要包含三个方面：家庭安全、家庭设备自动化和家庭 通讯。即通过家庭数据终端实现家庭报警、三表采集远传和家电设备控制等 功能。 根据智能小区系统工程技术导论，整个小区智能化系统分为安全防范子 系统、信息管理子系统、信息网络子系统这三个系统。系统功能框图如图2 1 ： 我国将小区智能化系统分为三个等级，即一星级、二星级、三星级，星级越 高功能越强。我们设计的智能小区采用以太网接入，至少可达到二星级水平。 各子系统的详细说明见2 2 1 、2 2 2 节。 图2 i 智能小区系统功能框图 6 第2 章智能小区系统分析 2 2 1 安全防范子系统 根据智能小区的系统功能框图可知安全防范子系统又包含五大部分，如图 2 1 ，每一部分都要完成特定的功能，下面进行详细介绍。 1 ) 出入口管理及周界防越报警系统：小区出入口管理采用以太网门禁系统 来实现。利用小区内部一卡通系统进行，小区居民每人有一张非接触式i c 卡， 通过与中心联网的读卡器进行身份辨别后才可进入小区。i c 卡的数据容量必须 为车库管理系统及以后的一卡多用做好准备。出入口管理系统应具有以下功能： a 电控锁的定时实时控制； b 读卡机控制方式的更改； c 正常方式下，用户刷卡确认后方可进入； d 不加锁方式下，可自由出入不需读卡； e 读卡机的定时实时控制； f 卡的发放、挂失等管理； g 读卡机能提供强行闯入时的报警信息； h 门的关闭时间可控； i 发生火警等需要紧急疏散时，系统自动打开门禁。 周界防越报警系统在有人翻越小区围墙企图进入小区时自动报警，并传送 至小区管理中心。系统应具有以下功能： a 防区划分便于报警时准确定位； b 报警中心具有警笛提示； c 中心通过电子地图识别报警区域； d 中心可对现场报警进行复位； e 夜间报警与辅助灯光进行联动，报警时自动打开灯光； f 与闭路电视监控系统进行联动，报警时自动切换至报警区域图像： g 中心自动进行报警状态、时间记录。 2 ) 闭路电视监视( 或数字视频远程网络监控) 系统：闭路电视监控( 或 数字视频远程网络监控) 系统必须将重要观察点的被监测图象传送到中心的计 算机自动管理中心。中心对所控制的摄像点进行遥控，并可以在非常事件突发 时及时将迭加有时间、地点等信息内容的现场情况记录下来，以便重放时分析 调查，并作为具有法律效力的重要证据。功能如下： a 对小区主要出入口、主干道、周界围墙或栅栏、停车区域、电梯及其它 重要区域进行监视； b 中心监视系统应采用多媒体视像显示技术，由计算机控制、管理终端设 备，由计算机和长延时录像机( 或网络摄像机) 共同参与完成图像的记录： c 报警信号与摄像机连锁控制，录像机与摄像机进行连锁控制； d 系统可与周界防越报警系统联动进行图像跟踪及记录，当监控中心街 道报警时，监控中心图像屏幕上立即弹出与报警相关的摄像机图像信号； e 。图像手动自动切换、云台镜头的遥控； 7 第2 章智能小区系统分析 f 报警类别、时间、确认时间及相关信息的显示、存储、查询及打印； 3 ) 对讲可视防盗门控制系统：各单元口安装防盗门和对讲装置，每户设置 对讲分机，以实现访客与住户对讲对视对讲。具体功能如下： a 可实现住户、访客语音图像传输； b 通过室内分机可以遥控开启防盗门电控锁； c 门口主机可利用钥匙和非接触式i c 卡开启防盗门； d 在火灾报警情况下可自动开启单元防盗门门锁； f 具有群呼功能，一旦灾情发生可向所有住户发出报警信号。 4 ) 住户报警呼救系统：为了保证住户在住宅内的人身财产安全，通过住宅 内关键部位的各种探测器进行监控。通过家庭报警主机将警情传送至小区管理 中心的计算机。计算机以图形化的方式显示警情所发生的准确地点、警情的类 型。通知保安人员迅速赶往现场。住户可以通过固定式紧急按钮和遥控器在有 突发事件时向管理中心进行紧急求助。报警呼救管理中心功能发下： a 监视和记录入网用户向中心发送的各种事件； b 电子地图同步显示用户事件； c 记录警情时间、类型、地点； d 记录接警过程并录音； e 录入、修改、打印用户信息，统计查询用户信息，建立用户医疗档案； f 实时维护用户的撤布防信息； g 数据统计及趋势分析功能； 住户家庭报警单元：安放在每户家中，主要由各类探测器和报警控制器组 成。报警控制器集成在家庭数据终端中，具备的功能如下： a 全中文l c d 显示，用户界面简单明了； b 多种防区类型，有线防区与无线防区结合； c 有线防区具备断线报警、短路报警功能； d 配备无线遥控器，遥控器具有紧急报警功能； e 密码保护功能； f 多种报警方式功能：现场报警、网络报警等； g 报警优先功能，即报警时自动中断其它任务的功能，以保证报警信息的 发送： h 可通过以太网查询设防情况，或进行布防、撤防：也可通过按键布防、 撤防； i 系统具备抗雷击功能和抗干扰功能； j 系统具备报警联动、监听、家电控制接口； 各类家庭探测器：家庭常用探测器有门磁开关、被动红外探测器、玻璃破 碎探测器、幕帘式红外探头、超声波探测器、微波探测器、激光探测器、烟感 探头、煤气泄漏探头及紧急按钮等。各类探测器要求满足以下条件： a 适合于住宅使用； b 住户可以自行选择有线或无线探测器； c 防范布置合理，有效； 8 第2 章智能小区系统分析 d 安装隐蔽性强，不影响住宅美观； e 电池欠压后自动现场语音提示或向报警中心报告； f 安装有线及无线紧急求助按钮； 5 ) 巡更管理：督促保安人员按照事先规定的路线进行巡逻，并将每次的巡 逻情况进行记录。为安全防范分析提供辅助性的资料。巡更系统应具有功能如 下： a 实现巡更路线的设定、修改； b 实现巡更时间的设定、修改； c 在小区重要部位及巡更路线上安装巡更点； d 中心可以查阅、打印各巡更人员的到位时间及工作情况； e 巡更违规记录提示。 2 2 2 信息管理子系统 物业信息管理子系统是智能小区的重要组成部分，主要负责管理与日常生 活紧密相关的五大方面问题，参见图2 1 ，各部分包含的功能如下： 1 ) 三表远传及收费系统：将电表、水表、燃气表、热能表通过传感器将计量 信号集中传输到一个集中的数据采集器本系统中这个数据采集器集成在家 庭数据终端中。采集器显示数据并通过小区局域网将数据传送n d , 区物业管理 中心，进行费用结算，再通过小区局域网或城域网传送到多表公司的职能部门。 实现远程抄表与网络化管理，并保证计量精度。三表远传与抄收系统应具有如 下功能： e 1 发送远程抄表指令，对多个采集点同时采集； b 能进行数据的接收、计费、统计、查询、打印； c 在特定授权情况下，对各计量表初值进行设定； d 系统留有与银行、供电、自来水、煤气公司的数据传送接口，以便于将 来的费用自动转帐。 2 ) 车辆出入与停放系统：停车场管理系统由入口站、出口站、栅栏机闸 门机、车位显示屏等设备组成。结合出入口管理，并利用出入i z l 管理的工c 卡实 现车辆的进出管理。系统主要功能如下： a 车辆进出及存放时问的记录、查询； b 外来车辆收费的管理； c 小区内车辆存放管理。 3 ) 公共设备监控系统：公共设备监控系统对小区给排水、变配电系统以及 电梯等设备的工作状态进行实时监测和控制，实现公共设备的最优化管理，降 低系统故障率。功能要求如下： a 给排水设备( 水泵、电控阀等相关设备) 运行状态显示、控制、查询、故 障报警； b 蓄水池( 含消防水池) 、无水池的水位高低监测； 9 第2 章智能小区系统分析 c 变配电设备状态显示、控制、查询、故障报警； d 电梯运行状态显示、控制、查询、故障报警监控及停电时的紧急处理； e 公共照明控制回路的开启、关闭及时问设定； f 灯光场景的设定及照度的调整。 4 ) 紧急广播与背景音乐系统：紧急广播与背景音乐系统在小区广场、中心 绿地、道路交汇等处设置音箱、音柱等放音设备，由物业管理中心集中控制。 主要功能： a 软件程序控制播音； b 根据需要，区分播放不同的内容； c 具有广播、背景音乐及扬声器线路监测功能； d 提供报警事件连动广播： e 手动切换实时广播等。 5 ) 物业管理计算机系统：小区物业计算机管理系统的硬件部分有计算机网 络及其它辅助设备组成，软件部分是集成小区居民、物业管理人员、物业服务 人员三者之问关系的纽带。对物业管理中的房产、住户、服务、公共设施、公 共档案、各项费用及维修信息资料进行数据采集、传递、加工、存储、计算等 操作，反映物业管理的各种运行情况。软件结构应以网络为基础，实现信息共 享，方便物业公司与住户的信息沟通，实现信息共享。目标如下： a 房产管理； b 住户信息管理与查询； c 设备管理； d 维修管理； e 住户投诉管理； f 保安管理； g 收费管理； h 物业公司内部管理。 2 2 3 信息网络子系统 信息网络子系统是智能小区的神经系统，是小区信息传输的通道。一般包 括两个网络，即：底层信息网络和上层信息网络。底层信息网络就是为实现小 区智能化系统前端各种设备、仪器的自动信息采集、传送和自动控制所建立的 网络系统。上层信息网络是连接到住户家庭的基于t c p i p 协议的小区局域网。 由于我们设计的底层硬件都是通过以太网与小区管理机通讯，基本上可以实现 “三网合一 即底层网、局域网、互联网。 为了让用户充分享受到小区所带来的便利，物业管理中心所属的智能小区 以局域网方式入网。该局域网上与全球信息高速公路接轨，下连住区内各类用 户。建立网络社区服务通过社区网络建立一套以网络为中心的社区服务， 使社区居民享受到网络社区给他们提供的舒适、方便、快捷的服务，如： l o 第2 章智能小区系统分析 1 ) i n t e r n e t 接入服务 2 ) 建立居民电子信箱、居民个人网页 3 ) 建立小区物业信息查询系统 4 ) 为与小区相关的商家建立信息发布空间 5 ) 电子商务、发布广告、网上节目点播 第3 章数据库总体设计 第3 章数据库总体设计 任何一个应用系统都离不开数据，对数据的管理是系统的一个重要内容。 数据库是数据管理的最新技术，数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领 域之一，也是应用最广的技术之一，它己成为计算机信息系统与应用系统的核 心技术和重要基础。十多年来，数据库系统己从专用的应用程序包发展成为通 用的系统软件。由于数据库具有数据结构化、最低冗余、较高的程序与数据独 立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，较大的信息系统都建立在数据库 系统之上。 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立 数据库及期应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求( 信 息要求和处理要求) 。数据库设计是一项涉及多学科的综合性技术，又是一项庞 大的工程项目，数据库设计应该和应用系统设计相结合，也就是说，整个设计 过程中要把结构( 数据) 设计和行为( 处理) 设计密切结合起来。数据库设计 的主要任务是在d b m s 的支持下，按照应用的要求，设计一个结构合理、使用方 便、效率较高的数据库及其应用系统。 3 1 数据库表的设计 一个大型系统的开发过程通常涉及大量的概念，例如一些名词、术语、数 据项、模块功能划分等。它们分散在各个不同的功能模块中，不同的开发人员 可能有不同的描述，这样容易产生不同的理解。因此，需要为这些概念建立一 个数据字典来统一管理。 字典用于存放一些标准化的数据，主要起规范数据格式和称呼的作用。字典 的组织形式是：字典名称( 字典项编码，字典项名称) ，字典项编码是对这一类 概念所涉及的名词或术语进行统一编码，并且赋予一个字典项名称。这样设计 的好处是：字典信息表结构紧凑灵活，检索速度快。 在本系统的设计过程中采用了大量的数据字典来提高系统的灵活性和输入 的便利，这些字典表均以字典表的第一字段( 编号) 作为主键。 根据小区物业管理的实际情况，本系统采用s q ls e r v e r 数据库，在物业计 算机管理子系统中设计了几十个表，其中较为重要的有：小区信息表、大楼信 息表、业主信息表、人口信息表、费用科目表、水电煤气费用标准表、水费表、 电费表煤气费表、历史水费表、历史电费表、历史煤气费表、装修信息表、 投诉性质表、维修信息表、保安排班表、权限信息表等。 1 2 第3 章数据库总体设计 3 2 数据库保护 3 2 1 数据完整性 l 、数据完整性概念 数据完整性是用于确保数据库中数据的正确性与可靠性。在使用i n s e r t 、 d e l e t e 、u p d a t e 等语句修改数据库的数据时，数据的完整性有可能遭到破坏， 常出现的情形是：无效的数据被添加到数据库中、对数据库的修改不一致、有 效的数据被修改为无效的数据。 为了保证数据库数据的一致性和正确性，s q ls e r v e r 对关系施加了一个或 多个数据完整性约束。这些约束限制了数据库修改所产生的数据值，或者限制 了对数据库中的某些值的修改。在定义表或定义数据库的同时可以定义对数据 的各种约束条件，以确保数据库数据的正确性。最简单的约束条件是定义每个 字段的数据类型，更复杂的约束条件是定义在几张表之上的约束条件。一旦定 义了约束条件后，d b m s 就能自动维护它们，当执行i n s e r t 、d e l e t e 、u p d a t e 等 操作时，d b m s 检查这些操作是否符合定义在表或数据库中的各种约束。如果符 合，则允许修改数据库的数据，否则，拒绝修改。在关系数据库中，主要有以 下3 类数据完整性： ( 1 ) 实体完整性 实体完整性的基本思想是保证数据库中的每个实体是惟一的，设置主键就 可保证实体完整性。 ( 2 ) 参照完整性 参照完整性用于确保相关数据表之间的数据的一致性，避免因一个数据表 的数据改变而造成另一个数据表的数据变成无效，也就是主键和外键的一致性。 ( 3 ) 域完整性 即某列有效值的集合，是对业务管理或数据库数据的限制，它们反映业务 的规则。域完整性也叫商业规则，主要为一个或一组属性定义约束条件，通过 这些约束条件，可以保证属性在特定的区域内取值，或限定属性之间的相互关 系，以保证数据的有效性。 3 2 2 数据安全性 数据库安全包括两方面的内容：保密性和安全性。保密性是一种“私有 的 概念，这种概念是指由个人或集团组织控制属于他们自己的数据，包括数据的 采集、存储、处理、传输和使用的权利；安全性是指保护数据不被有意或无意 的泄露、更改和丢失，防止对数据库数据的非法使用。 数据库的安全性受到破坏一般表现为如下三种情形：1 ) 非法用户对数据库 的访问；2 ) 对数据库执行不j 下确的操作( 插入、删除、更新等) ；3 ) 数据库的一 第3 章数据库总体设计 致性、完整性遭到破坏。 1 、数据库系统自身的安全策略 ( 1 ) s o ls e r v e r 身份验证 用户必须使用账号，才能连接到s o ls e r v e r 中。s o ls e r v e r 可以识别两类 身份验证方式：s q ls e r v e r 验证和w i n d o w s 验证，这两种方式的结构如图3 1 所示。 图3 1s o ls e r v e r 身份验证方式 当使用s q ls e r v e r 验证方式时，由s o ls e r v e r 系统管理员建立s o ls e r v e r 账号和口令，当用户连接s o ls e r v e r 时，必须提供账号和口令。当使用w i n d o w s 验证方式时，由w i n d o w sn t 2 0 0 0 账号或者w i n d o w sn t 2 0 0 0 组定义为s o l s e r v e r 的有效登录账号。本系统采用s o ls e r v e r 验证方式，这样对用户的管 理更加集中和方便，同时把w i n d o w s 帐号的管理和数据库帐号的管理分离，不 同的应用系统根据需要建立不同的帐号，然后对帐号授予不同的工作权限。 ( 2 ) s q ls e r v e r 权限管理 权限是用户帐号的属性，用来完成特定的操作。s o ls e r v e 有两种不同类型 的权限：对象权限和语句权限。对象权限用于控制一个用户如何与一个对象进 行交互操作，例如查询、删除、插入和修改一个表中的行，或者执行一个存储 过程。前四个权限用于表和视图，该权限可由数据库管理员用s o l 的g r a n t 和 r e v o k e 语句授予或回收。语句权限适用于创建和删除对象、备份和恢复数据库。 根据系统的需要，数据库管理员将对各位系统用户进行合理的分级授权。 2 、应用程序的安全 操作员的操作行为也是数据安全的一个重要威胁，本系统采取分级授权模 式：系统在首次运行时初始化超级管理员权限，然后由超级管理员对系统管理 员授权，系统管理员对操作员授权，根据系统用户的管理范围授予不同的权限。 一般来讲，超级管理员拥有全部的权限，可以处理一切事务，系统管理员 次于超级管理员，当管理员以自己的帐号登录到本系统时，只能操作已授予的 权限所对应的功能模块。如果管理员在操作过程中修改了数据库的数据，则系 统在操作日志表保存操作记录，以便跟踪管理员的行为。这样，一旦系统出现 异常，可以通过查询操作日志来确定故障发生的原因和时间，从而极大地保证 了系统的安全性。 1 4 第3 章数据库总体设计 3 。3 数据库的访问 本智能小区综合管理系统开发软件平台选用的是著名b o r l a n d 公司开发的 可视化编程语言d e l p h i ，它是面向对象编程技术和w i n d o w s 可视化编程技术的 完美结合，在数据库和网络应用程序的开发方面有着独到之处。d e l p h i 作为 w i n d o w s 平台下最主要的p a d 工具之一，同时具有功能强大和方便高效的优点， 它支持在w i n d o w s 平台下进行包括一般w in d o w s 应用、数据库应用、分布式应 用、网络通信应用、i n t e r n e t w e b 应用等多方面的开发工作。考虑到所需处理 的数据信息量较大，所以后台数据库选用的是s q ls e r v e r 。那么d e l p h i 是如何 访问数据库呢? d e l p h i 可以访问多种数据库管理系统的数据库，凭借窗体( f o r m s ) 和报表 ( r e p o r t s ) ，经o d b c ( o p e nd a t a b a s e c o n n e c t ic it y ) 可以利用b d e ( b o r l a n d d a t a b a s ee n g i n e ) 组件访问数据库管理系统中的数据库。d e l p h i 中的 a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t ) 组件的功能更是强大，可以与o r a c l e 、s o ls e r v e r 、 o d b c 、a c c e s s 等数据源进行连接。 在编写数据库应用程序时，必须先规划并建立数据库。利用数据连接组件 ( b d e 组件或a d o 组件) 与数据库进行连接，并在用户界面添加数据感知( d a t a a w a r e ) 组件( 如t d b g rid 表格组件、t d b e dit 单行字段编辑框组件、t d b c o m b o b o x 字段下拉列表框组件等) ，再配合数据源( d a t a s o u r c e ) 组件和数据集( d a t a s e t ) 组件，共同完成对数据库里的数据进行添加、修改、删除、查询和报表打印等 操作。 d e l p h i 数据库访问常用技术流程如图3 2 所示。 第3 章数据库总体设计 建立要访问的数据库 上 利用数据连接组件( b d e 组件或a d o 组件) 实现应用程 序与数据库的连接 上 在用户界面添加感知组件、数据源组件和数据库组件 上 l对数据库的数据进行添加、修改、删除等操作 上 报表打印 图3 2 d e p h i 访问数据库技术数据 1 6 第4 章物业计算机管理子系统 4 1 开发背景 第4 章物业计算机管理子系统 在社会信息化进程日益发展的今天，人们对住宅小区的要求已经不再仅仅 局限于它们的整体设计、使用面积、周边环境、交通状况、服务设施等方面的 条件，而是把更多的注意力放在它们的信息服务、安全防范、物业管理等方面， 正是适应了这种社会需求，智能小区应运而生。 小区物业计算机管理中心主要体现物业管理和信息服务的功能，因而也称 之为服务与管理中心。它所起的作用是将小区各个分散的智能子系统进行集成， 并提供一个统一、友好的界面。管理中心目的非常明确，就是系统互联，资源 共享，集中管理，统一处理。 4 2 实施物业计算机管理的必要性 1 物业费用复杂 物业管理涉及到的费用很多，有物业管理费、取暖费、停车费、冷热水费、 电费、各种气体费、卫生费、小区提供的各项其它服务费用等等，这些收费项 目收费周期各不相同，费率标准各异，具体到业主还有特殊费率，这些收费项 目单靠人力计算，不但工作量巨大，而且容易产生错误和统计数据的不准确。 2 物业管理专业化 随着物业管理的发展，物业管理越来越专业化，出现了专业的物业管理公 司，一般物业管理公司管理着许多物业小区，这些物业小区分布在城市的各个 城区，甚至几个城市，及时对每个物业小区进行了解，统计分析它们的种类数 据是非常实在的需求，而单靠报表传送等落后手段很难满足同益发展的要求。 3 提高服务质量 in t e r n e t 发展已经深入到千家万户，居民在家中便可知天下事，他们想通过 网络及时了解自己的物业费用数据和享受小区所提供的信息服务。 4 3 物业计算机管理子系统的需求分析 普通的物业计算机管理系统，可以采用单台或多台独立的单机方式工作，可 以分别运行不同的相关软件，完成不同的物业管理功能。较完善的物业管理系 统，应采用计算机联网方式工作，实现系统信息共享，提高办公自动化的程度， 1 7 第4 章物业计算机管理子系统 为小区住户提供在家上网查询、了解小区物业管理及与自身有关的物业管理情 况。此外，还应保证系统的可靠性、安全性、实时性、可扩展性及操作简单等 特点，达到信息全面、计算便捷、统计方式灵活，实现物业管理系统由简单的 记录核算型向智能管理型的转化，以高效便捷的方式来协调小区居民、物业管 理人员、物业服务人员三者之间的关系。 物业计算机管理系统的硬件部分采用计算机和小区局域网组成，通过它们 对小区的房产、住户、服务、公共设施、工程档案、各项费用及一些维修信息 资料进行数据采集、传递、加工、存储、计算等工作，反映物业管理的各种运 行状态。并对各项费用的收缴、居民、停车场、安防保卫、设备、维修等许多 方面进行管理，把物业管理中大量的、繁杂的、易变的事务处理实现自动化。 理想住宅小区物业计算机管理系统的基本配置为：住宅小区物业管理中心 配备有计算机局域网和实用可靠的物业管理软件。实现居住区物业管理计算机 化，并要求安全防范子系统和水、电、气、热等表具的自动抄表装置等由物业 管理中心集中管理。在基本配置的基础上，如需提升小区的物业管理的档次， 可选配置为：住宅小区内设立电子公告牌显示有关公共信息及物业管理信息。 建立i n t e r n e t 网站，住房可在网上查询物业管理信息。住宅小区内安全防范子 系统、水、电、气、热等表具