XX智能小区网络设计.docx
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XX智能小区网络设计.docx
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XX智能小区网络设计
XX智能小区网络设计
【目录】
前言
项目概述:
视频点播、远程医疗、远程教学、网上浏览、股市行情查询、电子商务等,实现资源共享。
智能化小区的建设是计算机技术、网络技术、控制技术、有线电视技术、通信技术等高新技术发展的必然结果,也是人们物质文化生活质量提高的必然要求,它将成为未来高速信息公路的主要站点。
智能化小区由智能化大厦群组成,所谓智能化大厦就是通过大厦的主体、内部的装备以及经营和服务的优化,为使用者提供一种舒适、高效、安全、方便的工作和生活环境的大厦。
舒适、安全、方便的生活环境是通过自动化来体现的,主要表现为:
对大门、车库、电梯等进行监控;对防盗、防火、防煤气泄漏等进行自动报警;对水、电、煤气、温度等进行自动监控。
舒适、高效、方便的工作环境是通过办公自动化、通信自动化和视音频传输系统实现的。
具体来说,是通过设在前端的(计算机、数据处理和交换设备、调制解调器等)与设在终端的同各相应的“信息插头”相连接的终端设备的操作来实现的。
通过它们,可实现文字处理、档案查询、电子邮件、电子账户、数据交换、可视电话、会议电视。
第一章智能小区网络需求调查
1.1网络用户调查
1.1.1响应时间、延迟和等待时间是网络的重要特性。
每个特性都将对网络的性能产生影响,如,用户希望5分钟内从FTP服务器下载一个100M的文件;希望从流文件服务器接收31帧/秒的视频等,就是延迟度量指标。
又如,在基于事务的应用系统(如火车售票系统)中,信息检索的可预测响应时间是非常重要的参数。
响应时间是指以计算机或终端向远端资源发出请求时间为起点,以该设备接收到数据响应的时间为终点,两个时间之间的差值,这个时间直接影响到用户操作的响应效果,是评估网络用户体验的关键值。
一般来说,响应时间与网络设备的处理器、电路的工作情况有关。
响应时间根据网络结构可以分为主从结构、对等结构、两层结构、三层结构、多层结构的响应时间。
1.1.2可靠性
可靠性是网络信息系统能够在规定智能小区条件下和规定的时间内完成规定的功能的特性。
可靠性是系统安全的最基于要求之一,是所有网络信息系统的建设和运行目标。
网络信息系统的可靠性测度主要有三种:
抗毁性、生存性和有效性。
1.1.3可用性
可用性是网络信息可被授权实体访问并按需求使用的特性。
即网络信息服务在需要时,允许授权用户或实体使用的特性,或者是网络部分受损或需要降级使用时,仍能为授权用户提供有效服务的特性。
可用性是网络信息系统面向用户的安全性能。
网络信息系统最基本的功能是向用户提供服务,而用户的需求是随机的、多方面的、有时还有时间要求。
可用性一般用系统正常使用时间和整个工作时间之比来度量。
1.1.4智能小区同步网状网络提供可伸缩性
同步网状网络利用定向天线和时分复用(TDD)协议,来控制和协调无线网状网拓扑结构中同时出现的传输。
通过最大限度地提高空间和频谱重用,同步网状网络能够提供更大的可伸缩性。
智能小区网络性能里安全性是至关重要一环,对外保证局域网不受外部攻击同时,小区内部网也需要注意,网段划分和址分配、尤其是VLAN划分。
鉴于小区每一户都将是安全单位,必要情况下应选用支持MTU VLAN设备,实现方便维护、管理且高度安全VLAN划分策略。
1.2应用调查
组成一个小区的最基本单位是家庭,而智能化小区服务的对象也是家庭。
因此,在智能化小区的建设中只要突出了家庭智能化建设这一关键,小区的智能化建设就能作的与众不同。
智能小区重点突出了家庭智能化的建设,TCP/IP数字社区系统采用了以家庭智能终端为主体的家庭智能化系统,家庭智能终端的采用给家庭智能化带来了两大优点:
一是功能模块式结构,有利于系统扩允与剪裁;二是接线规范,有利于施工与维护。
当前很多小区已实现宽带接入,即千兆到小区、百兆到楼底、十兆进户。
这样就给数据、语音、视频信号提供了一条高速通道。
利用好这一通道,就能解决智能小区中数据、语音、视频三线合一的问题,也就能打破阻碍智能小区系统向前发展的瓶颈。
使智能小区系统产品从真正意义上实现纯网络化,TCP/IP技术的优势才能得到彻底地体现。
安居宝数字社区系统彻底把以前总线格式传输的模拟信号转换成数字信号,走TCP/IP。
家庭智能终端是一种利用Internet或其它基于IP网络作为传输载体,从而实现室内智能终端可以通过网络实现楼宇对讲;家电控制;网络监控等一系列原来总线格式智能小区所拥有的功能,且在网络这一平台的基础上把原来小区智能化系统全面兼容进来。
在系统的标准化;集成化;数字化;模块化等一系列方面的以实现。
现在的智能小区与原先已经有的系统、网络的关系逐渐智能化,现在的智能小区提供窄带话音、宽窄带数据业务、支持高速上网、电子商务、提供家居住宅智能信息服务、提供家居住宅智能信息服务、提供远程教育、远程医疗、支持闭路电视监视和保安巡更、支持停车场管理业务等业务。
为此,现在的智能小区比原有的系统网络更先进、更方便。
1.3地理布局勘察
智能小区根据地形、先进性、普遍性、统一性、可扩充性、安全性、可管理性优化规划,从而把智能小区分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式,分布式结构的网络具有如下特点:
由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个节点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享,同时也要注意对地理环境和人文布局进行实地勘察是确定网络规模、网络拓扑结构、综合布线系统设计与施工等工作进行调查。
用户数量及其位置是网络规模和拓扑结构的决定因素。
对于楼内局域网,应详细统计出各层每个房间有多少个信息点,属于那些部门,网络中心机房在何位置。
对于园区网或校园网,则重点应放在各个建筑物的总信息点数上,布线阶段再进行详细的楼内各个室内信息点分析。
建筑群调查。
包括每个建筑物的位置分布,测算各个建筑物之间的最大距离,特别是建筑物中心点(设备间)与网络中心所在的建筑物之间的距离,中间有无马路、现成的电缆沟、电线杆等。
将其调查作为网络整体拓扑结构、骨干网络布局、尤其是综合布线系统分析与设计的最直接依据。
在建筑物局部,最好能找到该建筑物的图纸,绘制分层图,以便于确定网络局部拓扑结构和室内布线走向与布局,以及采用什么样的传输介质。
1.4智能小区的组成
智能化建筑的系统组成和基本功能主要由三大部分构成,即大楼自动化(又称建筑自动化,BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA),这三个自动化通常称为“3A”,他们是智能化建筑中最重要的,而且必须具备的基本功能。
目前有些地方的房地产开发公司为了突出某种功能,以提高建筑等级和工程造价,又提出防火自动化(FA)和信息管理自动化(MA),形成“5A”智能化建筑。
甚至有的文件又提出保安自动化(SA),出现“6A”智能化建筑,但从国际惯例来看,FA和SA均放在BA中,MA已包含在OA内了,通常只采用“3A”的提法,为此,建议今后以“3A”智能化建筑提法为宜。
1.5智能小区的功能包括
(1)提供窄带话音。
宽带数据业务
(1)支持高速上网、电子商务等
(3)提供家具住宅智能信息服务
(4)提供网络电视,支持VOD视屏点播巡更等业务
(5)提供远程教育、医疗等
(6)支持闭路电视监控和保安
(7)支持停车场管理业务
第二章网络应用需求分析
2.1Internet/Intranet网络公共服务
要实现基于Internet/Intranet的WWW教学系统,必须要求一定的网络环境,它是建立该教学系统的基础,包括硬件、软件两部分。
1.硬件环境的设置
建立网络多媒体教学环境,除必需的客户机和服务器外,还必须考虑网络速度,根据需要,选择合适的网络配件,如网线、网卡和集线器等。
一般在内部Internet网络之间使用WWW教学系统时,可采用普通的10/100M网卡、五类双绞线和10/100M集线器,完全可以满足实时网络教学的需要。
如果想使该WWW教学系统连接到Internet网络,进行Internet远程教学和网上教学交流,可根据教学系统规模和Internet速度选择ISDN、DDN和ATM等专线接入方法。
另外,可选择一些先进的多媒体教学系统作为辅助工具,进行网上音频和视频传输,实现教师和学生之间的相互交流,实现课堂教学的改革。
2.软件环境的构造
建立基于Internet/Intranet的WWW教学系统,可选择的方案比较多。
以我们的教学实践为例,选择微软整体解决方案来叙述这类系统中所引用的技术和方法。
一是由于作为服务器操作系统的WindowsNT4.0网络功能强大,易于管理;二是与WindowsNT相配套的还有大量开发工具,如WindowsBackOffice等。
2.2WWW/Web服务
Web服务器。
它是整个WWW教学系统的核心,用于WWW课件的管理和发布。
微软在其WindowsNTServer4.0中集成了互联网信息服务器(InternetInformationServer2.0,IIS2.0),为Internet/Intranet提供WWW服务。
但IIS2.0功能有限,微软随后又在MicrosoftWindowsNT4.0OptionPark提供了更强的Web应用程序和通讯服务等其他管理工具。
IIS4.0主要是为Microsoft的ActiveServerPage(动态服务器主页,ASP)设计的,它使Web服务器的建立和管理更容易。
(3)邮件和新闻服务器。
使用邮件和新闻服务器,可实现WWW教学系统中的双向辅导,便于虚拟课堂讨论。
MicrosoftExchangeServer5.5上微软最新的邮件和新闻服务器系统,几乎支持所有的Internet标准,并提供了强大的管理和信息协作功能,具有极强的扩展和可伸缩性。
但ExchangeServer价格昂贵,使用和维护复杂,对一些小型WWW教学系统,并不一定是最好的选择。
此外,网景公司的NetscapeMailServer和DNEWS也是不错的邮件和新闻服务器。
(4)数据库服务器。
数据库服务器是教学系统的后台基础。
MicrosoftSQLServer6.5/7.0是BackOffice系列的关系数据库组件,建立在客户机/服务器结构的基础上。
它把处理分成两个组件:
前端或客户组件,以及后端或服务器组件。
SQLServer自身构成后端数据库服务器,许多不同的前端客户应用程序与它通信,它的内置数据复制,强大的管理工具以及开放的系统结构为传送大量信息解决方案提供了一个卓越平台。
(5)代理服务器。
为了便于WWW教学系统在内部(Internet)和外部(Internet)的同时使用,可使用代理服务器机制。
利用微软ProxyServer2.0可以很方便地把内部教学系统网络连接到Internet。
微软公司还在BackOffice和OptionPack中提供了其他服务管理器管理工具,如站点服务器、目录服务器、事务服务器等。
对于WWW教学系统的用户,可采用任何一种支持TCP/IP的客户端平台,一般采用Windows9x作为用户操作系统,而以InternetExplore作为统一的用户端浏览器
WWW课件制作设计
建立了WWW教学系统的软硬件系统以后,下面的工作就是制作基于WWW的多媒体课件,并利用该系统进行发布,实现Internet远程教育。
基于网络的多媒体课件比较多,可分为三类:
一是早期的基于文本形式或单机形式的课件,以文件形式放在Internet/Intranet服务器上,可把该文件下载到本机以后再运行;二是目前最具发展潜力的网络课件,采用最新的WWW技术,学生可直接在网上学习、考试和讨论,具有很强的时效性和交互性;三是以插件的形式出现,它一般是一个Internet流式文件,如RealNetworks公司的RealMedia,Apple计算机公司的QuickTime以及Microsoft公司的AdvancedStreamingFormat(ASF)等,也可能是一些多媒体制作软件如Authorware制作的、可直接运行于Internet上的可执行文件。
其中,采用WWW技术制作网上直接发布的课件有很大的优势,它充分利用丰富的开发工具和网页技术如HTML、CGI、ASP、GIF动画、Java技术等,将文本、图像、声音、动画等在课件的主页中进行有机组合。
2.3E-Mail
E-mail服务
Internet中最为流行的一种通信形式就是电子邮件,它是一种通过网络与其他用户进行联系的简便、迅速、廉价的现代通讯方式。
它不但可以传送文本,还可以传递多媒体信息,如图象、声音等。
在通常情况下,一个独立的网络中邮件在几秒钟之内就可以送达对方。
如果把消息送到几千英里以外的地方,这个时间通常在1分钟以内。
但具体的时间将取决于Internet传输线路中的拥挤程度,以及发送和接收计算机的繁忙程度。
邮件收发双方不必在同一时间进行通讯,这就可能使很急迫的信息得不到及时回复。
什么是E-mail地址
电子邮件E-mail的地址是由用户使用的网络服务器在Internet上的域名地址决定的,它的格式是:
username@host.domain
username:
用户名
host:
机器名
domain:
域名
每一个E-mail地址在Internet上都是唯一的。
例如:
library@
2.4FTP
(1)FTP是FileTransferProtocol(文件传输协议)的英文简称,而中文简称为“文传协议”。
用于Internet上的控制文件的双向传输。
同时,它也是一个应用程序(Application)。
用户可以通过它把自己的PC机与世界各地所有运行FTP协议的服务器相连,访问服务器上的大量程序和信息。
FTP的主要作用,就是让用户连接上一个远程计算机(这些计算机上运行着FTP服务器程序)察看远程计算机有哪些文件,然后把文件从远程计算机上拷到本地计算机,或把本地计算机的文件送到远程计算机去。
(2)工作原理
举例说明
以下载文件为例,当你启动FTP从远程计算机拷贝文件时实际上启动了两个程序:
一个本地机上的FTP客户程序,它向FTP服务器提出拷贝文件的请求。
另一个是启动在远程计算机的上的FTP服务器程序,它响应你的请求把你指定的文件传送到你的计算机中。
FTP采用“客户机/服务器”方式,用户端要在自己的本地计算机上安装FTP客户程序。
FTP客户程序有字符界面和图形界面两种。
字符界面的FTP的命令复杂、繁多。
图形界面的FTP客户程序,操作上要简洁方便的多。
(3)传输协议
简单地说,支持FTP协议的服务器就是FTP服务器,下面介绍一下什么是FTP协议。
(文件传输协议)。
一般来说,用互联网的首要目的就是实现信息共享,文件传输是信息共享非常重要的一个内容。
Internet上早期实现传输文件,并不是一件容易的事,我们知道Internet是一个非常复杂的计算机环境,有PC,有工作站,有MAC,有大型机,而连接在Internet上的计算机有上千万台,并且这些计算机可能运行不同的操作系统,有运行Unix的服务器,也有运行Dos、Windows的PC机和运行Maces的苹果机等等,而各种操作系统之间的文件交流问题,需要建立一个统一的文件传输协议,这就是所谓的FTP。
基于不同的操作系统有不同的FTP应用程序,而所有这些应用程序都遵守同一种协议,这样用户就可以把自己的文件传送给别人,或者从其它的用户环境中获得文件。
(4)服务器系统
与大多数Internet服务一样,FTP也是一个客户机/服务器系统。
用户通过一个支持FTP协议的客户机程序,连接到在远程主机上的FTP服务器程序。
用户通过客户机程序向服务器程序发出命令,服务器程序执行用户所发出的命令,并将执行的结果返回到客户机。
比如说,用户发出一条命令,要求服务器向用户传送某一个文件的一份拷贝,服务器会响应这条命令,将指定文件送至用户的机器上。
客户机程序代表用户接收到这个文件,将其存放在用户目录中。
(5)匿名ftp
匿名FTP使用户有机会存取到世界上最大的信息库,这个信息库是日积月累起来的,并且还在不断增长,永不关闭,涉及到几乎所有主题。
而且,这一切是免费的。
匿名FTP是Internet网上发布软件的常用方法。
Internet之所以能延续到今天,是因为人们使用通过标准协议提供标准服务的程序。
像这样的程序,有许多就是通过匿名FTP发布的,任何人都可以存取它们。
Internet中的有数目巨大的匿名FTP主机以及更多的文件,那么到底怎样才能知道某一特定文件位于哪个匿名FTP主机上的那个目录中呢?
这正是Archie服务器所要完成的工作。
Archie将自动在FTP主机中进行搜索,构造一个包含全部文件目录信息的数据库,使你可以直接找到所需文件的位置信息。
2.5E-Commerce
电子商务或EC(英语:
E-Commerce)是指在互联网(Internet)、企业内部网(Intranet)和增值网(VAN,ValueAddedNetwork)上以电子交易方式进行交易活动和相关服务活动,是传统商业活动各环节的电子化、网络化。
电子商务包括电子货币交换、供应链管理、电子交易市场、网络营销、在线事务处理、电子数据交换(EDI)、存货管理和自动数据收集系统。
在此过程中,利用到的信息技术包括:
互联网、外联网、电子邮件、数据库、电子目录和移动电话。
而广义上的电子商务—电子业务或EB(英语:
E-Business)则是指对整个商业活动实现电子化,也就是指应用计算机与网络技术与现代信息化通信技术,按照一定标准,利用电子化工具(有时甚至指整个电子媒介领域,包括广播、电视、电话通讯等等)来实现包括电子商务(或电子交易)在内的商业交换和行政作业的商贸活动的全过程。
2.6网络应用的主要类型
数据是地理信息系统(GeograPhicalInformBtionSystem,GIS)的基础,数据模折,则是用来表达地理信息系统中数据之间联系与逻辑组织的形式。
在城市公共交通领域,道路、公交、地铁、轻轨,轮渡等类型众多,站点密集,线路交错,利用程度高,针对这此特点,其G巧建设需要构建一个科学高效的网络数据模型用以存储和组织数据。
但是传统的网络数据模型适合于单一要素的具有直接拓扑关系的空间对象集合,难以描述这种多类型、多关系的公共交通网络(PubliCTrafficNet、old火,PTN)结构。
因此,需要根据公共交通网络的特点,对传统模型进行有效的改进和扩展,以此构建一个稳定、实用的城市多类型公共交通网络(Multi一ModalPubli。
TramNetwork,MP州)数据模型。
这也是在当前交通设施建设和信自、技术发展前提卜,提高城市公共交通系统信息化和智能化程度的关键环竹之。
本文针对城市PTN的特点,分析了现有的PTN数据模型,在传统交通网络模型的理论和方法基础土,对各要素停靠点空间关系进行了分析和抽象,考虑了空间相离站点间的弱连通关系,建立了适合于跨类烈、站点紧邻表示的扩展拓扑关系,构建了多类烈公共交通网络一一MP丁N数据模型。
基于这种模巧日结构,本文设计了面向城市公共交通应用的最优路径算法和基于最少换乘次数的最优路径算法,及其相应的数据结构与存储方式最后,关用Visalia++和Access数据库平台,开发了城币公共交通GIS的原型系统,系统利用MP丁N数据模烈,建立了数据采集、信自、浏览查询、一般路径分析和最佳乘车方案分析等功能,可以实现考虑步行方式(步行距离小于最大步行容忍距离)的多种公共交通方式的换乘。
2.7数据库服务RDBMS
RDBMS(关系型数据库管理系统)已成为C/S数据库计算的标准。
RDBMS基于关系模型,这种模型最早由E.F.Codd博士于1969年所发表的论文提出。
在一个RDBMS种,数据被组织为行/列方式保存于一个表中。
“记录(record)”被称为“行(row)”,“字段(field)”被称为“列(column)”。
各数据项之间使用关系来组织。
“关系(relationship)”是表之间的一种连接。
通过关系,可以更灵活地表示和操纵数据。
RDBMS为何成为客户/服务器数据库计算的标准
数据完整性关系模型的最初目的是为了“数据完整性(dataintegrity)”。
数据完整性避免了不正确的或无效的数据被存储。
在RDBMS中,数据完整性是在服务器级中实现的,而不是在客户级实现。
这一方式提供了集中控制的好处。
当在RDBMS级改变数据完整性时,它会自动地在应用程序一级表示出来,确保了一致性,避免了对应用逻辑的修改。
结构化查询语言(SQL) 美国IBM公司于1970年中期开发了SQL语言。
SQL语言提供了一种通用的访问和操纵关系数据库中的数据的方法。
各个RDBMS厂家已将这种通用语言变为工业标准。
SQL的标准化,允许将一个应用迁移至一个新的RDBMS而不必学习一种新的数据访问语言。
(更详细的SQL语言的介绍见下一篇)
灵活性 可以对数据库结构进行修改,不必重新编译或关机再重启数据库。
可以在运行时创建新的表,对已有表进行修改,而不会影响RDBMS的操作。
更有效的数据存储通过一个规范化的过程,可以去掉或减少冗余数据。
规范化是关系模型的基本概念。
安全性数据安全性可以在RDBMS级而不是在应用程序级实现。
正如数据完整性的情况,这种方式提供了在数据库级而不是应用程序级的集中控制的优势
2.8公共专用服务系统应用类型
(业务部门人数(或工作点)业务内容及第三方应用软件业务产生的数据结果及数据量需要网络提供的服务
财务部20结算、财务处理、固定资产管理、税务处理等;
利用用友财务软件总账、明细账、财务报表等数据;每年发生业务约6000笔。
数据要求安全性、高可用性等;需要安全认证。
档案室6电子文档、CAD电子图档管理、各种资料数据管理等;各系统为局域网提供大量服务。
需保存20年共享档案数据库,共约20000份,大约300G字节。
需要海量存储,需要高宽带,需要安全认证。
设计部30产品研发、CAD、产品实验等CAD图档、设计文档。
软件、设计共享、信息资源共享、需要设计标准资料查询;需要共享设计软件License等。
市场营销部36市场推广,传统营销系统,销售费用结算,合同管理等;利用IBM公司电子商务系统。
客户资料数据、产品资料、销售服务、销售记录等。
电子商务系统与财务部费用结算系统联接。
表2-1应用调查表
业务部门
人数(或工作点)
业务内容及第三方应用软件
业务产生的数据结果及数据量
需要网络提供的服务
财务部
20
结算、财务处理、固定资产管理、税务处理等;
利用用友财务软件
总账、明细账、财务报表等数据;每年发生业务约6000笔。
数据要求安全性、高可用性等;需要安全认证。
档案室
6
电子文档、CAD电子图档管理、各种资料数据管理等;各系统为局域网提供大量服务。
需保存20年共享档案数据库,共约20000份,大约300G字节。
需要海量存储,需要高宽带,需要安全认证。
设计部
30
产品研发、CAD、产品实验等
CAD图档、设计文档。
软件、设计共享、信息资源共享、需要设计标准资料查询;需要共享设计软件License等。
市场营销部
36
市场推广,传统营销系统,销售费用结算,合同管理等;利用IBM公司电子商务系统。
客户资料数据、产品资料、销售服务、销售记录等。
电子
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