全數字IP可視對講在智能樓宇中的應用

本文以智能樓宇項目中IP可視對講系統開發為背景，結合SIP聯網協議，提出了基于分布式網絡通訊技術的全數字設計方案，該方案設計的可視對講系統具備跨平臺、多終端設備接入的能力。而根據本文實施的樓宇對講項目驗證了方案的有效性。

　　IP樓宇對講漸成智能小區標配

　　隨著人們物質生活水平大幅提高，人們對生活質量的要求也越來越高，尤其體現在對居住小區環境的要求。從以前封閉式高墻大院，以人防為主的小區環境，發展到現在借助周界報警、小區監控、小區一卡通及樓宇對講等智能化系統以技防為主，人防為輔的開放式小區環境，為住戶提供一個輕松、自然的生活空間，從而大大提高了人們的生活質量。

　　建立“安全、便捷、健康”的智能化小區，一套行之有效的樓宇可視對講系統更是十分必要。此外可視對講系統在提高小區物業管理水平和維護社會安定起到重大的作用，并可以增強小區房產在同行業中的競爭優勢。樓宇對講系統經歷十多年的發展，系統由最初的非可視、可視模擬對講，逐步發展到現在的IP純數字式聯網彩色可視對講。仿真對講系統存在布線復雜、施工成本高、信號易衰減、抗干擾能力差的缺點，而且系統運行時通話易占線、容量規模有限、交互通訊接口封閉、資源不共享。

　　結合SIP聯網協議的IP可視對講實現

　　本文以智能樓宇項目中IP可視對講系統開發為背景， 在探討可視對講系統架構的基礎上， 通過結合SIP聯網協議， 利用分布式網絡通訊技術，設計并實現了一個易于管理、易于擴展、可重用、可伸縮、健壯的全數字IP可視對講系統。與其它的系統比較， 此系統不僅針對小區的出入口、單元門口及單元梯口進行防護，采用TCP/IP聯網方式，基于可視對講系統，實現住戶與住戶，住戶與管理中心、小區入口的多方通話，而且增加了小區信息發布，家庭安防及智能家居等功能。通過初步應用已經顯示出了很好的效果。

　　系統設計

　　系統采用TCP/IP傳輸協議組網，所有音視頻、控制等信號編碼成數字信號通過網絡傳輸。相對于傳統的模擬總線傳輸，全數字TCP/IP傳輸抗干擾、傳輸能力強、傳輸距離遠、性能穩定。

　　系統室外部分由于傳輸距離遠、數據流量大可以采用光纖傳輸，樓內部分相對數據量較少、距離較短，用普通網線即可完成信號的傳輸。和普通仿真對講系統相比，聯網中間設備大大減少，系統開通調試簡單。

　　1.數字室內分機

　　小區每個住戶家中配置數字可視室內分機。當有訪客呼叫時，住戶可以通過室內分機的顯示屏對來訪者進行觀察，并決定是否與其對話。在身份確認后，住戶通過室內分機上的開鎖鍵控制單元門的開啟。

　　數字室內機上配有開鎖、呼叫、監視等按鍵和觸摸屏。通過相應按鍵，住戶可實現呼叫管理中心、戶戶通話、監視單元門口等功能。住戶可以根據自己的喜好選用不同機型。

　　2.單元門口主機

　　在每個單元門口配置一臺彩色可視的門口主機，用于完成訪客與住戶或管理中心的音視頻通信及開鎖。

　　來訪者通過門口主機呼叫相應住戶，在得到住戶的確認后，訪客方能進入樓內。業主進入單元樓內可通過刷卡或密碼的方式開啟單元門。

　　3.小區圍墻主機

　　在每個單元門口配置一臺彩色可視的門口主機，用于完成訪客與住戶或管理中心的音視頻通信及開鎖。

　　來訪者通過門口主機呼叫相應住戶，在得到住戶的確認后，訪客方能進入樓內。業主進入單元樓內可通過刷卡或密碼的方式開啟單元門。

　　4.中心調度服務器

　　在小區管理中心設置管理服務器，運行可視對講系統中心調度管理軟件。

　　中心調度管理軟件集成可視對講、視頻監控、圖像存儲、電子公告、信息發布、門禁控制、數據備份和網絡數據加密等功能。支持SNMP網管協議，能夠對在線設備進行統一管理，實時監視小區內門口主機、室內分機、管理主機等設備的運行情況。

　　管理中心配置高性能核心交換機和光電轉換設備，用于大數據量的處理和轉發，保障整個網絡的通暢可靠。

　　管理中心PC通過核心交換機接入小區局域網對小區內所有聯網設備(圍墻機、門口主機、室內分機)進行管理。

　　IP聯網協議

　　IP可視對講系統基于國際上較為流行SIP聯網協議開發，SIP(Session Initiation Protocol)會話初始協議是IETF制訂的，用于多方多媒體通信。按照IETFRFC2543的定義，SIP是一個基于文本的應用層控制協議，獨立于底層傳輸協議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網上的雙方或多方多媒體會話。SIP協議可在TCP或UDP之上傳送。

　　聯網系統在進行視音頻傳輸及控制時應建立兩個傳輸通道：信令/控制通道和視音頻流通道。信令和控制通道用于在設備之間建立會話并傳輸控制命令;視音頻流通道用于傳輸視音頻數據，經過壓縮編碼的視音頻流采用流媒體協議RTP/RTCP傳輸。

　　信令協議用來實現會話的建立、維護和釋放的過程。注冊與發現、遠程監視、呼叫通話、戶戶對講、信息公告、家庭安防報警事件預定和通知等應用的會話控制采用RFC3261(SIP)規定的REGISTER、NOTIFY、INVITE、BYE等請求和響應方法實現;遠程開鎖、智能家居控制采用SIP擴展方法DO請求和響應實現。聯網協議設計如下。

　　1.注冊與發現

　　初次聯網或斷網后重新聯網時，數字室內分機、單元門口主機、小區圍墻主機向中心發起自動注冊，接口協議采用RFC 3261中定義的方法REGISTER。

　　2.遠程監視

　　住戶、管理中心可以通過室內分機和平臺軟件，實現對門口主機的實時視頻進行訪問，接口協議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　3.呼叫通話

　　訪客在單元門口主機上輸入住戶房號，實現對室內機分機或管理中心的呼叫請求與雙向語音對講，接口協議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　4.戶戶對講

　　住戶可以呼叫小區內任意一個住戶，實現音視頻通話，接口協議應采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　5. 遠程開鎖

　　訪客呼叫數字室內分機后，住戶確認訪客身份準備接見訪客，按下室內分機開門鍵，實現遠程開鎖，接口協議采用RFC 3261中擴展定義的方法DO。

　　6.家庭安防報警事件預定和通知

　　室內分機自帶多路有線防區，在報警發生時會在本地發出報警提示，并通過網絡向管理中心上傳報警信息，接口協議采用RFC 3265中定義的方法SUBSCRIBE。

　　7.智能家居控制

　　室內分機可以對住戶家里的燈光、窗簾、空調、地暖等智能家居設備進行控制，住戶出門以后，還可以通過手機、平板計算機對他們進行遠程控制，接口協議采用RFC 3261中擴展定義的方法DO。

　　項目實施

　　江蘇某小區一期項目，其中小高層為940戶；該小區未來二、三期還將增加相應的戶數，是一個中大型的現代化的智能住宅小區。一期項目主要設備包括940臺7寸彩色數字室內分機、39臺高清數字門口主機、4臺高清數字圍墻主機、1臺服務器和1臺管理主機。

　　工程驗收至今，各個設備均運轉正常。數字門口主機百萬像素高清，全球領先，畫面非常清晰流暢，對講聲音沒有卡頓現象，無雜音回聲干擾。數字室內分機獨有的超觸控技術，用戶操作簡單快捷。數字室內分機可接入多路防區，發生報警時除了本地有提示外還能主動上報管理中心，物業可以在第一時間上門排查，實現強大的安防報警功能(煙感、紅外/微波探測、緊急按鈕、門磁等)。克服占線問題，同一個單元戶與戶之間，不同單元用戶間的通話不會占線。小區物業人員可以非常簡單的在管理主機上發布物業信息，當有新信息到來時，室內分機界面將會提示有新信息和顯示信息的類型。

　　結論和展望

　　隨著IP可視對講聯網技術的不斷成熟，必將帶來智能樓宇系統的發展和創新，對網絡可視對講的影響也極其深遠。本文提出的基于分布式網絡通訊技術的全數字IP可視對講系統設計方案，具有跨平臺和跨設備的特性，同時系統還具有可重用、易擴展、易升級的優點，Internet三網合一，以及3G/4G無線寬帶，為整個系統功能擴展增添無限的想象空間。