专利名称：基于BACnet的智能家居安防系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于BACnet的智能家居安防系统。
背景技术：
随着经济的发展、社会信息化的程度不断提高，人们对住宅智能化的要求不断提 高。智能家居中的安防系统，已成为考察该智能家居系统可靠性和优越性重要的指标。 目前的安防系统由于建筑智能化技术发展历史的原因，各厂商的技术和设备产品 并没有依据统一的标准进行开发和应用，或自定义标准，或采用对自己有利的标准，这就造 成了各功能之间如防盗、防劫、消防、气体泄漏报警、视频检测、红外遥控、控制器等互相封 闭运行，技术和产品互不兼容、互不通用，无法实现全开放和互操作，形成分别布线、自成体 系的现象。同时，由于各个提供商的安防设备基本上都是独立开发的，在安防控制软件的 设计开发方面一般都没有考虑多种安防设备之间的集成，比如某开发商在开发其门禁系统 时，很少考虑和其他开发商所提供的周界安防系统的集成等，因此不仅造成资源浪费、施工 复杂，而且用户操作繁琐，售后服务复杂，管理也相对困难。
实用新型内容本实用新型的目的旨在采用行业新兴的BACnet标准来解决不同厂商的安防设备 间的集成问题，结合智能家居的安全功能要求，设计一种基于BACnet的智能家居安防系 统，以实现不同厂商安防产品间的集成，为居民提供一个安全舒适的智能居住环境。 本实用新型的技术方案是， 一种基于BACnet的智能家居安防系统包括由计算机 与家庭网关组成的安防服务器、由视频控制器和与之双向连接的摄像头组成的视频模块、 安防报警模块和红外遥控模块；其中安防报警模块包括多个基于BACnet的安防控制器、接 入各个安防控制器的报警探测器及与安防控制器输出端连接的报警器；所述红外遥控模块 由手持红外遥控器，红外遥控接收端和电信号发送端组成；其中安防服务器、多个安防控 制器和视频监控模块通过BACnetB/IP链路层协议由以太网连接，所述红外遥控模块通过 BACnetMS/TP令牌环网链路层协议由485总线接入以太网网络。 作为优选方案，所述家庭网关为普通PC机或者单独的网关设备；所述基于BACnet 的安防控制器采用Delta-1280E控制器；所述报警探测器包括JTW-ZD-A99型感温火灾探测 器、JTY-GD-A98型感烟火灾探测器和HS300X无线红外探测器；所述手持红外遥控器采用的 是5030URC型手持红外遥控器。 上述模块的详细说明如下 安防服务器由普通PC机和家庭网关组成，其功能在家庭信息控制中心HIC(Home Information Control)上实现。普通PC机作为家居智能安防系统的网管工作站通过基于 BACnet的工作站管理软件实现对各个控制子系统的监控、配置，管理和调度。家庭网关由普 通PC机或者独立设备实现，其作用是连接外部网络(Internet或者LAN)和家庭内部网络 以满足远程控制、浏览等需求。[0009] 安防报警模块由许多基于BACnet的安防控制器，各种报警探测器和各种联动报 警器组成。利用BACnet协议中的标准对象对各种报警探测器和联动报警装置进行抽象映 射，以达到集成时对数据的统一操作。安防报警系统的功能是对各种报警探测器的信号进 行采集判断，与安全策略输出控制信号进行匹配，控制各种联动报警器，同时向安防服务器 报告。另外，安防服务器可对内部的安全策略进行修改，也可以和其他的BACnet子网安防 控制器协同工作。根据安防服务器的请求向服务器传达子系统的工作状态，并根据服务器 的指示改变其安全控制策略。本发明同时可以通过以太网和其它挂在以太网上的安防控制 器或者视频控制器相互通信协调工作，具有高度的自治性和灵活性。 视频监控模块由摄像头(SCC-B5311P)、视频控制器(SM-MCU-3000)组成。虽然 BACnet协议中的标准对象中没有视频对象，但是可以充分利用BACnet协议的可扩充性，根 据实际的需求定义自己的BACnet视频对象来抽象摄像头，从而集成传统安防系统很难集 成的视频监控系统。如果需要引用现有视频和图像处理中的相关技术来实现运动目标检 测、跟踪或其它的功能，只需在相应的对象中添加相应的属性即可。 红外遥控模块可让用户对家居内部所有门，灯和电器等物体实现远程控制，以求 为用户提供最大程度的便利性。红外遥控模块由手持红外遥控器、红外遥控接收端和电信 号发送端组成。其中，手持遥控器主要实现用户按键编码及编码调制和发送等功能；红外信 号接收端对红外信号进行接收，并将红外信号转换为TTL电平信号；电信号发送端对TTL电 平信号进行解码，并将TTL电平信号转换为适合传输的电平信号。安防控制器上连接着多 个红外信号接收点(n < 32)，手持遥控器的红外信号就是被这些节点接收、解码、处理之后 发送到安防控制器中。红外/BACnet网关软件就运行于安防控制器中，它会接收处理这些 指令数据，并把遥控器指令转换为BACnet报文发送到智能家居网络中执行。 上述安防服务器、安防报警模块、视频监控模块通过BACnetB/IP链路层协议由以 太网连接，核心内容就是在BACnet网络层和IP协议之间定义了一个微协议层"BACnet虚 拟链路层(BACnet Virtual Link Layer)"，其作用就是进行BACnet广播管理，并提供向其 他通信协议扩展的扩展机制。而红外遥控模块通过简化的BACnetMS/TP令牌环网链路层协 议由485总线接入以太网。 安防控制器利用安防报警模块对各种报警探测器进行实时检测，一旦发生超出范 围或状态改变等异常事件，则发送事件通告服务，然后需要相应的安防设备采取措施做出 一系列连锁反映。这个报警联动的执行就需要有一套预先设定的联动规则。当安防控制器 检测到报警事件发生后，就调用这套联动规则，对规则的触发条件进行查询匹配，如果满足 触发条件，则执行规则的联动动作。由此可以看出，联动规则的制定和调度匹配，即安全策 略的设计是安防系统中报警联动的核心关键所在。安全策略作为报警联动的核心则最直观 地体现了安防系统的稳定性和可靠性。由于BACnet协议为各种设备提供了一种统一的通 信语言，基于BACnet的安全策略的设计就很容易找到一种统一的表达方式，实现各种安防 设备间的联动。安全策略分为安防控制器端和HIC端设计，而安全策略的运行模式分为全 局策略和局部策略，局部策略运行于本地安防控制器上，而全局策略运行于HIC上，这样可 以大大增强系统的灵活性和自主组织性，从而提供及时、全面、有效的安全安防保障。 本实用新型所述基于BACnet的智能家居安防系统通过BACnet协议的对象和服务 对策略规则提供了一种统一的表示方法，通过BACnet和interenet互联，实现各个安防设备之间的通信和匹配以及与interenet的联接，解决了各厂商的技术和设备产品的标准不 统一的问题。该智能家居安防系统不但提供了一个安全、舒适的智能家居环境，而且用户可 以根据需求的不同下载更新不同的安防策略，灵活配置和构建自己的安防系统。本实用新 型将BACnet协议引入智能家居安防系统中，具有广泛的现实意义和发展前景。
图1是所述基于BACnet的智能家居安防系统结构图； 图2是BACnet网络与internet互联结构框图； 图3是安全策略运行模式结构图； 图4是安全策略在安防控制器端结构框图； 图5是安全策略在HIC端结构框图； 图6是报警检测流程图； 图7为安全策略更新流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和工作原理作详细的描述 BACnet是A Data Communication Protocol for Building Automation
andControl Network的简称，是一种为楼宇自控网络制定的数据通讯协议，是一个标准通
讯和数据交换协议。各厂家按照这一协议标准开发与楼宇自控网兼容的控制器与接口，最
终达到不同厂家生产的控制器都可以相互交换数据，实现互操作性。换言之，它确立了在不
必考虑生产厂家，不依赖任何专用芯片组的情况下，各种兼容系统实现开放性与互操作性
的基本规则。 本实施例即提供一种基于BACnet的职能家居安防系统，如图1所示，其由安防服 务器、安防报警模块、视频监控模块和红外遥控模块组成。前三个模块通过BACnetB/IP链 路层协议由以太网连接，而红外遥控模块通过简化的BACnetMS/TP令牌环网链路层协议由 485总线接入。所述视频监控模块由视频控制器和与之双向连接的摄像头组成；其中安防 报警模块包括多个基于BACnet的Delta-1280E型安防控制器、接入各个安防控制器的报警 探测器及与安防控制器输出端连接的报警器；所述红外遥控模块由5030URC型手持红外遥 控器，红外遥控接收系统和电信号发送系统组成。本实施例中报警探测器包括安装于家居 内待测点的JTW-ZD-A99型感温火灾探测器、JTY-GD-A98型感烟火灾探测器和HS300X无线 红外探测器；报警器即采用常规警笛实现报警功能。 图2为BACnet与internet互联结构框图。BACnet/IP网络是由一个或多个具有 IP域名的子网组成的、具有一个单独的BACnet网络号的集合网络，BACnet互联网由2个或 多个BACnet网络组成，这里的网络指的是BACnet的5种网络。BACnet/IP允许设备从因特 网的任何地方，接入系统，并且支持"纯IP"的BACnet设备，所谓纯IP设备指的是那些使用 IP帧，而不是BAcnet帧来装载要传送的BACnet报文的控制器，这样，它就可以有效的利用 因特网甚至是广域网作为BACnet局域网。BACnet/IP是通过一个新的协议层(即虚拟链路 层BVLL)来实现通信的。从因特网的网络层的观点来看，BACnet/IP网络报文是一个IP数 据报，从因特网传输层的观点来看，它是一个UDP数据段，从而可以在因特网上很好地被传输。BACnet/IP设备将BACnet报文及控制信息整体作为TCP/IP协议中的UDP报文的数据 段，封装进入IP帧中。每个BACnet设备都有一个正地址，它是一个IP网络设备，而它的上 层应用又是按照BACnet协议进行组织的，故可以与其它的BACnet/设备进行数据通信。 图3是安全策略运行模式结构图。安全策略的运行模式分为全局策略和局部策 略。局部策略运行于本地安防控制器上，而全局策略运行于HIC上。将可以在本地安防控 制器执行的策略就在本地解决，无需通过HIC的中转，提高了效率，也使安防控制器独立自 成系统，同时减轻了 HIC的负担；另一方面，仅限于本地执行的简单策略就在本地安防控制 器执行，而复杂且需要调配不同控制器的策略放在HIC上执行，如此就降低了安防控制器 的负载，提高其灵活度。安防控制器和HIC通过BACnet网络互联进行信息交互，HIC通过 安防控制器获取现场设备的状态信息；安防控制器向HIC通告报警事件；HIC向安防控制器 下达的全局策略的决策命令；安防控制器通报其局部策略的执行情况。 图4是安全策略在安防控制器端结构框图。安防控制系统运行时定时采集各端 口数据并进行报警监测，报警发生后按照安全策略进行相应的调度；接收HIC的安全策略 和红外映射表实现在线更新操作；执行HIC或其他BACnet设备操作命令，同时实现红外网 关。对象管理模块主要完成对安防控制系统各BACnet对象的管理维护，包括对所有BACnet 对象进行定义和初始化配置，在系统运行时定时采集各端口的数据(数据采集模块)从而 更新相应对象的属性，同时根据操作命令向相应端口输出控制信号(I/O控制模块)，以及 接收来自HIC的写服务报文，对相应的对象属性进行修改。报警检测模块的主要任务是定 时检测各BACnet对象的属性值并判断是否有报警发生，如有报警发生则向相关设备发送 事件通告服务，同时激全策略模块的调度。红外网关模块的主要任务是在系统运行时通过 RS485接口和红外控制器通信，并将红外控制器的控制命令转换成相应的BACnet报文(报 文管理模块)。运行在这几个模块之上的有一个总控模块，主要任务就是完成对各功能模块 进行初始化配置以及协调动作。在安防系统硬件自检通过后和正常运行前，总控模块需要 从本地文件获取设备初始化信息；启动对象报警检测线程，对安防控制器上的BACnet对象 进行监测；在配置信息完成后，向本地网络广播报文；向HIC获取系统运行配置信息，即安 全策略(策略下载管理模块)和红外遥控对象映射表(红外控制管理模块)。在系统正常 运行后，报警检测模块对安防控制器上的各种BACnet设备进行实时检测， 一旦发生报警， 调用安全策略模块，进行安全策略匹配，看是否和预先设定的规则匹配，搜索到完全匹配的 规则后，则执行相应规则定义的操作。 图5是安全策略在HIC端结构框图。HIC从安防控制器接收到报警信息，然后在报 警事件管理模块里处理这些报警信息，触发安全策略调度，然后进行规则匹配， 一旦触发条 件符合，则通过相应的BACnet报文向策略响应操作的安防设备发送控制信号，执行全局策 略的联动动作。HIC上的安全策略模块与安防控制器上还有一个不同之处，就是HIC上有一 个策略编辑模块。这个模块主要完成安全策略的配置，即安全策略的查询、修改、添加和删 除，从而更新策略规则库，并通过策略下载管理模块下载到各个安防控制器上更新本地的 安防策略。 图6是报警检测流程图。每个安防控制器上有多个模拟输入对象AI，模拟输出对 象AO， 二进制输入对象BI， 二进制输出对象BO，系统启动时，对象进行初始化，读取配置文 件，生成AI、 AO、 BI、 BO对象链表，并更新所有BACnet对象的属性值。然后启动一个线程，
6按顺序遍历AI， A0， BI， BO对象链表，检测每个对象是否产生内部通告，若有则调用安全策 略接口函数。每遍历对象链表一次后调用Li皿x的系统函数sle印等待，然后再进入下一 轮的轮询。 图7为安全策略更新流程图。用户使用红外遥控器进行安全模式切换，整个响应 过程分为安防控制器端和HIC端。安防控制器端接收到红外遥控切换安全模式请求后，就 向HIC发送请求，由安防控制器接收到的HIC的请求响应来确定切换是否成功。而在HIC 端，HIC接收到安防控制器改变模式的请求后，就向安防控制器发送执行请求，等待其响应。
权利要求一个基于BACnet的智能家居安防系统，其特征是包括如下部分安防服务器由计算机与家庭网关组成；安防报警模块包括多个基于BACnet的安防控制器、接入各个安防控制器的报警探测器及与安防控制器输出端连接的报警器；视频监控模块包括视频控制器和与视频控制器双向连接的摄像头；红外遥控模块包括手持红外遥控器，红外遥控接收端和电信号发送端；其中安防服务器、基于BACnet的安防控制器和视频监控模块通过BACnetB/IP链路层协议由以太网连接，所述红外遥控模块通过BACnetMS/TP令牌环网链路层协议由485总线接入以太网。
2. 根据权利要求1所述基于BACnet的智能家居安防系统，其特征是所述基于BACnet 的安防控制器采用Delta-1280E型控制器。
3. 根据权利要求1或2所述基于BACnet的智能家居安防系统，其特征是所述报警探测 器包括JTW-ZD-A99型感温火灾探测器、JTY-GD-A98型感烟火灾探测器和HS300X无线红外 探测器。
4. 根据权利要求1或2所述基于BACnet的智能家居安防系统，其特征是所述手持红外 遥控器采用的是5030URC型手持红外遥控器。
5. 根据权利要求1或2所述基于BACnet的智能家居安防系统，其特征是所述视频监控 模块由SCC-B5311P型摄像头和SM-MCU-3000型视频控制器组成。
专利摘要本实用新型公开了一种基于BACnet的智能家居安防系统，包括安防服务器、由视频控制器和摄像头组成的视频模块、安防报警模块和红外遥控模块；其中安防报警模块包括多个基于BACnet的安防控制器、接入各个安防控制器的报警探测器及报警器；所述红外遥控模块由手持红外遥控器，红外遥控接收端和电信号发送端组成。本实用新型所述基于BACnet的智能家居安防系统解决了各厂商的技术和设备产品的标准不统一的问题，制定了基于BACnet智能家居安全策略，将它运行于安防控制器和HIC端，不但提供了一个安全、舒适的智能家居环境，而且用户可以灵活配置和构建自己的安防系统。
文档编号G08B25/08GK201464897SQ20092006518
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者匡达, 戴瑜兴, 文露, 朱林, 江晓峰 申请人:湖南省第四工程有限公司