重庆28阙别墅位于青龙山脉原生森林畔，是一个纯独栋的现代中式庭院别墅项目。投资方要求采用目前最先进的智能家居系统，除了能实现基础的对讲、安防等功能外，系统尽量能体现以人为本的特点:能实现灯光照明、窗帘开启、家用电器的智能化控制以及远程控制等功能；体现先进服务手段的信息化交流终端服务；系统的设计应模块化，便于维护；着眼于未来，系统还应具备无限升级的可编程功能，使该套系统永远领先一步，永不落后。

    投资方对上述功能的要求不仅仅是简单的功能性实现，更对每项功能提出了具体详细的技术要求，以下几点是本项目的重点及难点：

1.小区为全数字化社区，所有弱电系统均架设在小区自建的局域网络上，每个子系统间不能互相影响；智能家居系统之间的各子系统（对讲，报警等）间不能互相影响
2.报警系统须有最高优先级，上传响应时间1S以内，不能因为网络堵塞发生漏报，延报的情况
3.智能家居系统的远程控制应建立在小区的公网上，如何避免家庭用户的宽带上网和系统之间的相互影响

    我们仔细分析了项目需求，结合MOX-LT智能家居系统给出了完整的解决方案。

1设计依据
1)《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2006）
2)《入侵报警系统工程设计规范》（GB 50394-2007）
3)《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311-2007）
4)《安全防范工程技术规范》（GB 50348-2004）
5)《通信光缆系列》（GB/T 13993-200X）
6)《楼宇对讲电控防盗门通用技术条件》（GA/T-72-2005）
7)《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663-2001）
8)《电气装置安装工程 电缆线路施工及验收规范》（GB 50168-2006）
9)《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T 50312-2000）
10)《电磁兼容试验和测量技术》（GB/T17626）
11)《全国住宅小区智能化技术示范建设要点与技术导则》

2系统架构
2.1标准型配置
    LT智能家居系统模块化的设计使之适合于各种场合，无论是酒店、公寓、花园洋房或是私人别墅，LT系统均表现出功能丰富和灵活多变的特性。

    系统以中央控制器为核心，将家居控制子系统、报警子系统、电话远程控制子系统、对讲子系统有机的整合在一个平台上。

    通过CAN总线、图形终端、通讯面板和各类控制面板，可形成一个简单的家居控制子系统，调光、窗帘、开关面板既可以本地控制，也可以通过通讯面板实现联动和简单的场景控制。通过红外控制面板，可以实现对电视、空调等具有单向红外接口的设备的控制。通过中央控制器和以太网/CAN网关模块，可以在图形终端上实现图形化操作和较复杂的场景控制。

    通过中央控制器内置防区接口可满足基本的报警信号接入需求，用来监测非法入侵、煤气泄漏和紧急报警等报警信息。通过接入外置的以太网数字量输入输出模块可扩展更多的防区通道，实现更大范围的安防监控。中央控制器内置的电话报警模块可以用来支持电话报警功能。

    中央控制器同时集成了电话远程控制模块，可以通过手机或固定电话实现对家居设备的远程控制。[nextpage]

    图形终端具有多重功能，当有客人来访时，它还可以作为可视对讲室内机与来访者进行视频通话，并且能监视门口机和控制电子门锁。

    LT系统的模块化设计给您的家居控制预留了可扩展的空间。在任何时候均可轻易扩容或升级为增强型自动控制系统。

 
            标准型配置系统示意图

2.2增强型配置
    LT增强型配置不仅可轻松满足各种高端住宅楼和大型别墅的复杂家居控制要求，而且还适用于工厂、酒店、商业写字楼、医院和商店等场所。针对不同场合，不同用户的特殊需求，我们都能提供量身定做的设计方案。

    本配置将不同的控制设备通过总线或以太网连接在一起，如图形终端、门口机、输入输出信息采集模块、各种LT控制面板、第三方设备控制器、紧急按钮、红外探测器、传感器、电动阀、继电器和报警器等。

    根据不同的控制需求，本配置可集成空调控制、地暖控制、水温控制、花园灌溉、游泳池监控、家庭影院、电梯控制、安防报警和公共区域灯光管理等功能。并在此基础上实现各种灵活而便捷的场景控制功能。

    本配置借助MOX IoNix控制器，还具有系统处理速度快，接口丰富，I/O扩展能力强等特点。

            增强型配置系统示意图

[nextpage]3系统功能特点
3.1系统特点
    LT系统让复杂的控制技术变得简单而容易操作，让您拥有更多的时间尽情享受舒适、便捷的家居生活，不用再为研究复杂的电器说明书和繁杂的按钮而头疼。

    通常的家居控制产品只能够单独控制家中的部分电器，比如独立的灯光控制、单一的空调控制或安防控制，使家中的遥控器越来越多；或者只是简单地把这些独立的控制系统捆绑在一起，使家居控制变得越来越繁琐和复杂。LT系统解决了不同操作系统之间互相通讯的障碍，将多个独立的控制系统智能地结合在一起，协调工作。只要轻轻点击LT图形终端的操作界面，您就可以轻松地控制家中的各种电器设备。

    LT系统集成了多种MOX产品。LT图形终端即可作为可视对讲系统的室内机，又可作为智能家居系统的中央控制器和触摸屏操作终端，将IRIS系统和LT系统紧密地结合在一起。

    LT系统特有的模块化设计，不仅可以让您从丰富全面的预配置方案中进行选择，还可根据用户的需求，灵活地定制个性化的应用方案和预留可扩展的空间。

3.2项目重、难点解决方案
    通过以上介绍不难看出MOX LT系统完全能满足投资方对该项目的功能需求，那么对于本文开头提到的几个难点，我们如何通过对整个系统进行优化设计来解决呢？

    小区弱电系统虽然集成了多种以太网子系统，但从网络架构来讲，这些以太网弱电子系统本质上都是局域网（LAN），而以太网技术本身又具有高速率和可扩展性的特点，这样就使各个子系统共享同一物理网络成为可能。但要想实现多个子系统共享同一物理的局域网，有两个问题必须解决：一是物理网络总的带宽是否可满足多个系统同时工作的要求，二是在共用同一物理网络时，如何确保各以太网子系统之间互不影响的运行，从而保证各子系统尤其是报警系统的安全。

    关于前一问题，笔者已在另外的文章中以MOX公司的数字可视对讲系统为例讨论过，在数字可视对讲及监控系统在采用MPEG4或H.264等压缩算法的前提下，带宽占用应不是问题。而关于后一个问题，对于报警系统这样的高安全等级的系统就显得尤为关键。为保证报警系统的安全，传统的报警系统一般都是单独布线的，但当小区中其他系统均为以太网系统时，再单独为报警系统布一套联网总线就显得不够经济。而随着小区智能化要求的升级，报警系统也提出了越来越多的功能要求，比如视频联动、报警时抓拍画面等，这样的功能在基于以太网传输的条件下才有可能实现。而对于基于同一物理网络的局域网，与传统弱电系统对各系统单独布线的思路一样，我们可以采用虚拟局域网技术将各子系统进行隔离，就是应用网管交换机划分VLAN。使用VLAN技术不仅可以限定不同子系统使用的带宽，而且可以隔离各个子系统之间通讯，就像物理上隔离一样，可以从根本上保证像报警系统这样的子系统的安全要求。

    下面我们就讨论如何用网管型交换机来划分VLAN。

    我们以智能家居系统、对讲系统、报警系统、小区宽带上网系统为例。由于这四个子系统本质上都是局域网，它们的物理结构是相同的，布线上也是按照小区局域网的要求进行，一般采用的结构如下：主干线采用光纤，局部（一般是每栋公寓内部）采用五类线。如不采用VLAN技术，为了保证各个子系统之间互不影响，按传统的实施方案需按四个独立局域网(LAN)布线，小区的网络架构如下图所示：[nextpage]

                      图1 未划分VLAN的小区以太网系统

    由上图可见，由于四个系统分别为独立的局域网，因此需单独布四条主干光纤，从物理成本上来说，比单个系统大大增加了联网用的光纤及光纤收发器等联网耗材；而增加的设备也导致系统维护工作量的加大。

    如采用VLAN技术，因四种系统的终端在小区中的分布范围基本相同，只需使用一条主干光纤，通过在各系统物理设备集中处比如单元门口处，放置网管型交换机，各个子系统的设备都可以就近接到网管型交换机上，则可以大大简化网络架构。使用VLAN划分后系统的网络架构如下图所示：

                    图2 使用网管型交换机划分VLAN后的小区以太网系统

[nextpage]    在上图所示的系统中，单元门口处采用带光口的网管型交换机，该交换机有15个RJ45网口和一光纤接口，RJ-45接口用于与数字对讲系统的室内机、门口机、上网的PC及以太网报警控制器等终端相连；而光纤接口则可直接与主干光纤网相连，无需使用外加的光纤收发器。物业管理中心处使用网管型光口交换机，小区内的光纤可汇集到该交换机上，同时物业管理中心的数字可视对讲系统管理机和以太网报警系统的管理机可分别与其相连。

    在上述硬件连接的基础上，可以通过网管型交换机相应的网络管理软件对各个网管型交换机进行配置，将局域网划分为4个VLAN，每个VLAN按系统的要求分配带宽，比如在对单元门口处的网管型交换机进行配置时，根据数字可视对讲系统一般使用情况，将数字可视对讲系统在该交换机处的的VLAN1的带宽限制为10Mbps；而根据该单元的上网用户的要求带宽，可设置其所在的VLAN2的带宽限制，假设该单元共20户，每户要求1M的上网带宽，可设置VLAN2在该交换机处的带宽限制为25Mbps；而报警系统的带宽要求则可根据报警数据的最大通讯量来计算，一般情况下1Mbps的带宽应足够，可设置VLAN3的带宽限制为5Mbps，设置VLAN4的带宽限制为10Mbps。由上述例子可见，4个VLAN占用的总带宽实际上小于10 + 25 + 5＋10= 50Mbps，远小于交换机的100Mbps带宽，可见上述方案从带宽方面来讲是完全可行的。而通过网管交换机的管理功能，还可以进行广播风暴控制等管理。因此通过划分VLAN的方式，各个子系统仍相当与独立的局域网一样运行，互不影响，可从根本上保证报警系统的安全运行。

    通过以上分析可见，在共享同一物理局域网时，应用VLAN技术从理论上应可以保证报警系统不受其他弱电子系统干扰。而在划分VLAN时，一个关键的因素就是网管型交换机，虽然目前网管型交换机在以太网组网中普遍应用，但由于有较高的可靠性和安全性的要求，而小区的应用环境与一般网管交换机的应用环境还是有很大差异，因此应选择什么样的网管型交换机用于小区的弱电系统必须要首先考虑，其实MOX公司在早期推出针对小区应用的具有工业级交换机性能的非网管型交换机基础上，近期又推出了针对小区应用的带光口的网管型系列交换机。该系列网管型交换机不仅支持VLAN划分，抑制广播风暴的网管型交换机的基本特点，而且针对小区的应用环境，采用直流宽电源输入，高强度金属外壳，内置光纤接口，而价格居于商用和工控交换机之间，具有较高的性价比。使用这样针对与小区应用环境的网管型交换机，完全可满足报警系统与其他弱电子系统共享同一物理网络和保证安全性的要求。

4项目建设评估
    综合以上分析，采用MOX-LT智能家居系统并利用网管型交换机划分VLAN，使包括智能家居系统、对讲系统、报警系统在内的基于以太网的小区各弱电系统共享同一物理网络，不仅从功能上满足了投资方的要求，同时可以减少小区主干网的布线，从而降低了弱电系统的综合布线成本；而且能够保证各系统互不影响的独立运行，从而在最大程度节约物理布线成本的前提下，保证了宽带系统的正常使用，提高了基于以太网的小区报警系统的安全性，智能家居系统的可靠性、稳定性。（本文由MOX中国楼宇自控有限公司提供）