全數(shù)字IP可視對(duì)講在智能樓宇中的應(yīng)用

本文以智能樓宇項(xiàng)目中IP可視對(duì)講系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為背景，結(jié)合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提出了基于分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的全數(shù)字設(shè)計(jì)方案，該方案設(shè)計(jì)的可視對(duì)講系統(tǒng)具備跨平臺(tái)、多終端設(shè)備接入的能力。而根據(jù)本文實(shí)施的樓宇對(duì)講項(xiàng)目驗(yàn)證了方案的有效性。

　　IP樓宇對(duì)講漸成智能小區(qū)標(biāo)配

　　隨著人們物質(zhì)生活水平大幅提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，尤其體現(xiàn)在對(duì)居住小區(qū)環(huán)境的要求。從以前封閉式高墻大院，以人防為主的小區(qū)環(huán)境，發(fā)展到現(xiàn)在借助周界報(bào)警、小區(qū)監(jiān)控、小區(qū)一卡通及樓宇對(duì)講等智能化系統(tǒng)以技防為主，人防為輔的開(kāi)放式小區(qū)環(huán)境，為住戶提供一個(gè)輕松、自然的生活空間，從而大大提高了人們的生活質(zhì)量。

　　建立“安全、便捷、健康”的智能化小區(qū)，一套行之有效的樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)更是十分必要。此外可視對(duì)講系統(tǒng)在提高小區(qū)物業(yè)管理水平和維護(hù)社會(huì)安定起到重大的作用，并可以增強(qiáng)小區(qū)房產(chǎn)在同行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。樓宇對(duì)講系統(tǒng)經(jīng)歷十多年的發(fā)展，系統(tǒng)由最初的非可視、可視模擬對(duì)講，逐步發(fā)展到現(xiàn)在的IP純數(shù)字式聯(lián)網(wǎng)彩色可視對(duì)講。仿真對(duì)講系統(tǒng)存在布線復(fù)雜、施工成本高、信號(hào)易衰減、抗干擾能力差的缺點(diǎn)，而且系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)通話易占線、容量規(guī)模有限、交互通訊接口封閉、資源不共享。

　　結(jié)合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的IP可視對(duì)講實(shí)現(xiàn)

　　本文以智能樓宇項(xiàng)目中IP可視對(duì)講系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為背景， 在探討可視對(duì)講系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上， 通過(guò)結(jié)合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議， 利用分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)易于管理、易于擴(kuò)展、可重用、可伸縮、健壯的全數(shù)字IP可視對(duì)講系統(tǒng)。與其它的系統(tǒng)比較， 此系統(tǒng)不僅針對(duì)小區(qū)的出入口、單元門口及單元梯口進(jìn)行防護(hù)，采用TCP/IP聯(lián)網(wǎng)方式，基于可視對(duì)講系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)住戶與住戶，住戶與管理中心、小區(qū)入口的多方通話，而且增加了小區(qū)信息發(fā)布，家庭安防及智能家居等功能。通過(guò)初步應(yīng)用已經(jīng)顯示出了很好的效果。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用TCP/IP傳輸協(xié)議組網(wǎng)，所有音視頻、控制等信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬總線傳輸，全數(shù)字TCP/IP傳輸抗干擾、傳輸能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、性能穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)室外部分由于傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)流量大可以采用光纖傳輸，樓內(nèi)部分相對(duì)數(shù)據(jù)量較少、距離較短，用普通網(wǎng)線即可完成信號(hào)的傳輸。和普通仿真對(duì)講系統(tǒng)相比，聯(lián)網(wǎng)中間設(shè)備大大減少，系統(tǒng)開(kāi)通調(diào)試簡(jiǎn)單。

　　1.數(shù)字室內(nèi)分機(jī)

　　小區(qū)每個(gè)住戶家中配置數(shù)字可視室內(nèi)分機(jī)。當(dāng)有訪客呼叫時(shí)，住戶可以通過(guò)室內(nèi)分機(jī)的顯示屏對(duì)來(lái)訪者進(jìn)行觀察，并決定是否與其對(duì)話。在身份確認(rèn)后，住戶通過(guò)室內(nèi)分機(jī)上的開(kāi)鎖鍵控制單元門的開(kāi)啟。

　　數(shù)字室內(nèi)機(jī)上配有開(kāi)鎖、呼叫、監(jiān)視等按鍵和觸摸屏。通過(guò)相應(yīng)按鍵，住戶可實(shí)現(xiàn)呼叫管理中心、戶戶通話、監(jiān)視單元門口等功能。住戶可以根據(jù)自己的喜好選用不同機(jī)型。

　　2.單元門口主機(jī)

　　在每個(gè)單元門口配置一臺(tái)彩色可視的門口主機(jī)，用于完成訪客與住戶或管理中心的音視頻通信及開(kāi)鎖。

　　來(lái)訪者通過(guò)門口主機(jī)呼叫相應(yīng)住戶，在得到住戶的確認(rèn)后，訪客方能進(jìn)入樓內(nèi)。業(yè)主進(jìn)入單元樓內(nèi)可通過(guò)刷卡或密碼的方式開(kāi)啟單元門。

　　3.小區(qū)圍墻主機(jī)

　　在每個(gè)單元門口配置一臺(tái)彩色可視的門口主機(jī)，用于完成訪客與住戶或管理中心的音視頻通信及開(kāi)鎖。

　　來(lái)訪者通過(guò)門口主機(jī)呼叫相應(yīng)住戶，在得到住戶的確認(rèn)后，訪客方能進(jìn)入樓內(nèi)。業(yè)主進(jìn)入單元樓內(nèi)可通過(guò)刷卡或密碼的方式開(kāi)啟單元門。

　　4.中心調(diào)度服務(wù)器

　　在小區(qū)管理中心設(shè)置管理服務(wù)器，運(yùn)行可視對(duì)講系統(tǒng)中心調(diào)度管理軟件。

　　中心調(diào)度管理軟件集成可視對(duì)講、視頻監(jiān)控、圖像存儲(chǔ)、電子公告、信息發(fā)布、門禁控制、數(shù)據(jù)備份和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密等功能。支持SNMP網(wǎng)管協(xié)議，能夠?qū)υ诰€設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)視小區(qū)內(nèi)門口主機(jī)、室內(nèi)分機(jī)、管理主機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行情況。

　　管理中心配置高性能核心交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于大數(shù)據(jù)量的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通暢可靠。

　　管理中心PC通過(guò)核心交換機(jī)接入小區(qū)局域網(wǎng)對(duì)小區(qū)內(nèi)所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(圍墻機(jī)、門口主機(jī)、室內(nèi)分機(jī))進(jìn)行管理。

　　IP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

　　IP可視對(duì)講系統(tǒng)基于國(guó)際上較為流行SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開(kāi)發(fā)，SIP(Session Initiation Protocol)會(huì)話初始協(xié)議是IETF制訂的，用于多方多媒體通信。按照IETFRFC2543的定義，SIP是一個(gè)基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì)話。SIP協(xié)議可在TCP或UDP之上傳送。

　　聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在進(jìn)行視音頻傳輸及控制時(shí)應(yīng)建立兩個(gè)傳輸通道：信令/控制通道和視音頻流通道。信令和控制通道用于在設(shè)備之間建立會(huì)話并傳輸控制命令;視音頻流通道用于傳輸視音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)壓縮編碼的視音頻流采用流媒體協(xié)議RTP/RTCP傳輸。

　　信令協(xié)議用來(lái)實(shí)現(xiàn)會(huì)話的建立、維護(hù)和釋放的過(guò)程。注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)、遠(yuǎn)程監(jiān)視、呼叫通話、戶戶對(duì)講、信息公告、家庭安防報(bào)警事件預(yù)定和通知等應(yīng)用的會(huì)話控制采用RFC3261(SIP)規(guī)定的REGISTER、NOTIFY、INVITE、BYE等請(qǐng)求和響應(yīng)方法實(shí)現(xiàn);遠(yuǎn)程開(kāi)鎖、智能家居控制采用SIP擴(kuò)展方法DO請(qǐng)求和響應(yīng)實(shí)現(xiàn)。聯(lián)網(wǎng)協(xié)議設(shè)計(jì)如下。

　　1.注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)

　　初次聯(lián)網(wǎng)或斷網(wǎng)后重新聯(lián)網(wǎng)時(shí)，數(shù)字室內(nèi)分機(jī)、單元門口主機(jī)、小區(qū)圍墻主機(jī)向中心發(fā)起自動(dòng)注冊(cè)，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法REGISTER。

　　2.遠(yuǎn)程監(jiān)視

　　住戶、管理中心可以通過(guò)室內(nèi)分機(jī)和平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)門口主機(jī)的實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行訪問(wèn)，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　3.呼叫通話

　　訪客在單元門口主機(jī)上輸入住戶房號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)機(jī)分機(jī)或管理中心的呼叫請(qǐng)求與雙向語(yǔ)音對(duì)講，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　4.戶戶對(duì)講

　　住戶可以呼叫小區(qū)內(nèi)任意一個(gè)住戶，實(shí)現(xiàn)音視頻通話，接口協(xié)議應(yīng)采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　5. 遠(yuǎn)程開(kāi)鎖

　　訪客呼叫數(shù)字室內(nèi)分機(jī)后，住戶確認(rèn)訪客身份準(zhǔn)備接見(jiàn)訪客，按下室內(nèi)分機(jī)開(kāi)門鍵，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)鎖，接口協(xié)議采用RFC 3261中擴(kuò)展定義的方法DO。

　　6.家庭安防報(bào)警事件預(yù)定和通知

　　室內(nèi)分機(jī)自帶多路有線防區(qū)，在報(bào)警發(fā)生時(shí)會(huì)在本地發(fā)出報(bào)警提示，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向管理中心上傳報(bào)警信息，接口協(xié)議采用RFC 3265中定義的方法SUBSCRIBE。

　　7.智能家居控制

　　室內(nèi)分機(jī)可以對(duì)住戶家里的燈光、窗簾、空調(diào)、地暖等智能家居設(shè)備進(jìn)行控制，住戶出門以后，還可以通過(guò)手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)對(duì)他們進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接口協(xié)議采用RFC 3261中擴(kuò)展定義的方法DO。

　　項(xiàng)目實(shí)施

　　江蘇某小區(qū)一期項(xiàng)目，其中小高層為940戶；該小區(qū)未來(lái)二、三期還將增加相應(yīng)的戶數(shù)，是一個(gè)中大型的現(xiàn)代化的智能住宅小區(qū)。一期項(xiàng)目主要設(shè)備包括940臺(tái)7寸彩色數(shù)字室內(nèi)分機(jī)、39臺(tái)高清數(shù)字門口主機(jī)、4臺(tái)高清數(shù)字圍墻主機(jī)、1臺(tái)服務(wù)器和1臺(tái)管理主機(jī)。

　　工程驗(yàn)收至今，各個(gè)設(shè)備均運(yùn)轉(zhuǎn)正常。數(shù)字門口主機(jī)百萬(wàn)像素高清，全球領(lǐng)先，畫面非常清晰流暢，對(duì)講聲音沒(méi)有卡頓現(xiàn)象，無(wú)雜音回聲干擾。數(shù)字室內(nèi)分機(jī)獨(dú)有的超觸控技術(shù)，用戶操作簡(jiǎn)單快捷。數(shù)字室內(nèi)分機(jī)可接入多路防區(qū)，發(fā)生報(bào)警時(shí)除了本地有提示外還能主動(dòng)上報(bào)管理中心，物業(yè)可以在第一時(shí)間上門排查，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的安防報(bào)警功能(煙感、紅外/微波探測(cè)、緊急按鈕、門磁等)。克服占線問(wèn)題，同一個(gè)單元戶與戶之間，不同單元用戶間的通話不會(huì)占線。小區(qū)物業(yè)人員可以非常簡(jiǎn)單的在管理主機(jī)上發(fā)布物業(yè)信息，當(dāng)有新信息到來(lái)時(shí)，室內(nèi)分機(jī)界面將會(huì)提示有新信息和顯示信息的類型。

　　結(jié)論和展望

　　隨著IP可視對(duì)講聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，必將帶來(lái)智能樓宇系統(tǒng)的發(fā)展和創(chuàng)新，對(duì)網(wǎng)絡(luò)可視對(duì)講的影響也極其深遠(yuǎn)。本文提出的基于分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的全數(shù)字IP可視對(duì)講系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，具有跨平臺(tái)和跨設(shè)備的特性，同時(shí)系統(tǒng)還具有可重用、易擴(kuò)展、易升級(jí)的優(yōu)點(diǎn)，Internet三網(wǎng)合一，以及3G/4G無(wú)線寬帶，為整個(gè)系統(tǒng)功能擴(kuò)展增添無(wú)限的想象空間。