ZIGBEE在智能小区管理的应用

1.  什么是WBEE

   WBee是厦门为那通信科技有限公司自主研发的一款物联网无线短距离数据采集、传输设备，WBee这一名称来源于蜜蜂（Bee）用八字舞与同伴传递花粉所在方位信息的交流方式。WBee是一款近距离、低复杂度、自组织、低功耗、小数据量、低成本，带采集和控制功能的无线自组网采集控制终端。WBee发射功率达到业界最高值27dbm，接收灵敏度达到≤-126dbm，收发实测直线距离可以达到4000米，解决了一些短距离传输设备传输距离不足的问题。

2.  WBee的工作原理

   WBee是一种无线通讯技术，是由厦门为那通信科技有限公司自主研发的产品。WBee通信技术采用蜂窝式自组织网通信方式，点对点传输直线可视距离可达4KM（实测值）。了解无线通讯的人都知道，各种无线通讯技术，都是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的通信方式。WBee也不例外，它采用国际通用的315MHZ、433MHZ、868MHZ 、915MHZ、2.4GHZ 、5.8GHZ 六种免申请频段来进行无线通讯。

   WBee通信到底是怎么回事呢?简单的举一个例子就可以说明这个问题。当一队特警人员在执行任务时，每人持有一个WBee网络模块终端，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找并组网，很快就可以形成一个互联互通的WBee网络。而且随着人员的移动，彼此间的位置还会发生变化。因而，WBee可以自动的通过重新搜索到其它各个设备的路由通道来更新网络结构，从而实现可靠、稳定的通信。

3.  WBee的优势

   WBee的自组网络主要特点是低功耗、低成本、短距离、短延时、支持大量节点、支持中继、支持加密、速度快等特点。同时WBee是工作于免申请执照频段，且网络搭建便捷，因此WBee作为一款短距离无线通信设备，在短距离传输领域中具有非常强的可应用性。

3.1  网状优势

   1、具有强大的网络结构，WBee自组网络可以通过多级中继路由的方式进行更远距离传输，通信距离远远超过ZigBee、WIFI、蓝牙的传输距离。

   2、是一种特殊的点对点、点对多点的网络结构，其路由可自动建立和维护，具备自组织、自愈功能。

   3、网络结构还可以组成极为复杂的网络，可采用星状、片状和网状等多种网络结构，具有很大的路由深度和网络节点规模，一个协调节点最多可以管理达到65534个节点的大网。

   4、利用WBee自组网特性，设备的增加或者减少不影响整个WBee通信结构，具备通信稳定及其安装便捷的特性。

3.2  抗干扰性能强

   1、WBee 在低信噪比的环境下，具有很强的抗干扰性能；   

   2、WBee 技术在相同的环境中，抗干扰性能远远好于ZigBee、蓝牙和WIFI。   

   3、WBee的抗干扰性能在相同的环境中是蓝牙和WIFI的1000倍。

3.3  数据安全性

   WBee支持完善三级安全模式，包括无安全设定（广播）、使用访问控制（指定目的地址） 防止非法获取数据以及采用高级加密标准的加密方式，包括AES、3DES、DES等加密方式。WBee以多种加密方式，灵活的确保其数据传输的安全，防止数据在传输中被截取或篡改。

一 系统设计

    本系统设计主要是利用WBee无线自组网传输功能，在本系统中WBee的路由节点安装在小区的每栋住宅楼的第一层楼梯或者电梯间的门前，用于传输每栋楼宇的门禁控制器数据。WBee协调器节点主要负责组建网络和管理网络，形成一个WBee自组网。

    由于在使用中受地理环境影响，可能有建筑物或者小区绿化挡住传输路线，影响两个WBee路由节点数据正常传输，可以在中间添加WBee路由节点进行数据的中继转发。WBee协调器收集WBee路由节点下的各个门禁控制器的信息，然后再传输到门禁系统服务器。控制服务器通过分析传输过来的信息，做出相应的控制指令，达到远程控制门禁控制器的功能。由于本地传输都使用的是WBee自组网网络通信，所以无线通信过程中是不会产生流量的，这样可以减少无线通讯运营费用。

图1-1

二 系统功能

2.1     开门的可靠性

    WBee之间的通信正常时，持卡的小区用户可以直接在门锁处刷卡，门锁系统将读取的卡片里身份信息，通过WBee路由器节点将信号发送至WBee 协调器节点的无线门禁主控中心，无线门禁主控中心根据上层软件预置的信息来判断是否允许该卡开门。如果信息符合则正常开启，并将刷卡记录和卡的相关信息发送到主控中心。如果信息不符合的话主控中心将给出报警信号并拒绝开门。同时记录异常事件跟异常卡片信息，主控中心支持保存100万条记录；当WBEE网络联接中断，门锁工作在离线状态，此时利用门禁系统的存储功能判断是否开门，不影响用户正常出入，此刻的刷卡记录保存在锁具内部，最大可保存500条刷卡记录，在无线信号系统恢复正常时立即自动上传到主控机；在极端情况，可以采用机械钥匙应急开门或者使用密码方式进行开锁。  

2.2     实时性

    实时监测：WBee通过串口（RS232/RS485/RS422/TTL）连接门禁控制器，实时监测各个现场门禁的通讯、电量、开关门、保险、刷卡信息。在电池低电量产生报警信息，后仍能正常持续工作7个工作日。该系统支持电子地图功能，主控中心可以直观地监测每个门点的信息实时跟地点位置。

实时记录：所有的刷卡、进出门动作、开门时间、报警及网站操作都是以实时的记录下来，即谁在何时何地作了什么事情，然后保存在数据库中。

2.3     查询及统计

    能够实时的查询及统计人员历史进出记录，如人员姓名、所住楼号、联系方式、房间号等基本信息及进入的时间、地点与出门的时间等；进出记录实时采集， 并且能够查询及统计某个门某段时间进出人员的明细与某个人某段时间进出门的资料。

2.4     全程数据加密

    WBee自组网可使用多种加密方式，支持AES、DES、3DES等多种加密方式。数据传输中不会篡改，可以保证安全、保护数据正确的到达控制中心。

2.5     丰富的报警信息

    异常刷卡、非法侵入、低电量、设备脱机、门未关好等实时管理，出现非法入侵的时候，控制中心会显示出非法入侵字样，并主动发送报警信息到相关的安保人员的手机上面，如果确认非入侵属实，可以使用热键快速报警。

2.6     严格的权限管理

    开门权限管理：能够通过对卡片的授权等级，不同级别的卡片可开启门的种类、数量及有效时间也随之不同，如有些卡可以开启所有的门，有些卡只能在指定时间开启指定的门。  

    操作权限管理：通过对操作人员的授权，不同的操作人员可操作的软件权限也不同，如系统管理员可对所有项目进行操作，而部门管理人员只能对本部门的信息进行查询与管理， 小区用户有自己的一个操作权限，所有的开关门权限、挂失卡、黑名单实时生效。

2.7     远程开门

    控制中心系统配备远程开门功能，可在控制中心上用热键快捷开门。服务器使用的是B/S工作模式（或者使用APP的方式），控制中心可以给小区业主开放大门车闸开关权限，小区业主通过上网输入分配的用户名跟密码，点击“开“按钮小区门匝就可以打开，使用红外线感应方式，检测车辆是否通过。在车辆通过门匝后，延迟5s后自动关闭，如果超过20s都没有检测到车辆的通过门匝自动关闭，如果没有操作权限也可以，也可以使用打卡方式也可以正常进入。

    支持用户室内远程开启，用户授权的访客可以方便的进入小区的需求。用户利用视频监控系统查看访客信息，如果访客信息得到确认。用户利用安装在家里大门前的远程控制器，对门禁系统进行开门操作。让访客可以顺利的进入楼宇内。随着操作的完成门禁控制中心实时记录此次开门信息，并利用摄像头对访客的图像进行保存，并传输到视频服务器中，方便以后进行查询使用。

2.8     灾害报警

    支持火灾报警功能，利用WBee的六路A/D功能，连接楼宇的温度传感器和烟雾传感器，主控中心分时的采集现场传感器设备数据。当楼宇的温度传感器跟烟雾传感器采集到异常数据信息时，WBee把数据汇集到主控中心，主控中心分析上传的数据，下发报警指令到各个报警器，同时主控中心下发门禁开启指令到门禁控制器开启楼宇大门。通知小区人员及时撤离并自动开启楼宇灭火系统进行灭火，同时把火警信息发送到当地最近的火警中心进行报警，减少财产损失及其人员的受伤。

2.9     漏电监测

    支持漏电监测功能，利用WBee的I/O报警功能，实时监测楼宇铁门的电平变化，防止住户触电受伤的情况。如果楼宇的铁门出现电压变化时，触发WBee的I/O脚，并把信息发送到主控中心，主控中心根据分析数据发出报警信息给相关值班人员。主控中心的值班人员根据WBee上报的报警信息及其门禁位置信息，快速处理漏电情况，保护居民生活的安全。

三  无线门禁系统的优势

    门禁，又称出入管理控制系统，传统的门禁解决方法是通过布置到每个门点的线缆进行联网和控制。但是随着无线网络技术飞速发展，有线联网系统自身暴露出了许多的缺陷。安装施工麻 烦；可靠性也差；安装成本高；维护困难等等。因此本文主要的介绍内容就是既能满足小区楼宇对防盗门的安防需求，又能弥补目前有线联网门禁系统所存在的自身缺陷的解决方案。

    无线门禁系统在保留了传统门禁系统优点的同时，兼顾安装方便、成本较低、维护方便等特点。利用WBee无线传输方式，连接RS485/RS232/RS422/TLL接口的门禁控制器，把门禁的采集信息发送到控制中心，门禁控制中心根据采集的信息，对门禁控制器进行相应的控制。在使用过程中都是用电磁波的方式进行传输，减少了布线安装问题，即装即用方便日后维护，且在通信控制中，不会产生任何无线通信费用，不会给物业公司增加运营成本。

四  结论

    随着居民住宅小区的不断增加，小区的物业安全管理就显得日趋重要。其中传统的访客登记及值班看门的管理方法已不适合现代管理快捷、方便、安全的需求。智能门禁系统是在各单元口安装防盗门，小区总控中心的管理总机。住户家里内部可遥控开启防盗门，只要用户同意后方可进入楼内，从而限制了非法人员进入。

    智能楼宇门禁系统能够对楼宇的安全提供很好的保障，通过各系统的联动，全方位的为业主提供安全服务。

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