全数字IP可视对讲在智能楼宇中的应用

本文以智能楼宇项目中IP可视对讲系统开发为背景，结合SIP联网协议，提出了基于分布式网络通讯技术的全数字设计方案，该方案设计的可视对讲系统具备跨平台、多终端设备接入的能力。而根据本文实施的楼宇对讲项目验证了方案的有效性。

　　IP楼宇对讲渐成智能小区标配

　　随着人们物质生活水平大幅提高，人们对生活质量的要求也越来越高，尤其体现在对居住小区环境的要求。从以前封闭式高墙大院，以人防为主的小区环境，发展到现在借助周界报警、小区监控、小区一卡通及楼宇对讲等智能化系统以技防为主，人防为辅的开放式小区环境，为住户提供一个轻松、自然的生活空间，从而大大提高了人们的生活质量。

　　建立“安全、便捷、健康”的智能化小区，一套行之有效的楼宇可视对讲系统更是十分必要。此外可视对讲系统在提高小区物业管理水平和维护社会安定起到重大的作用，并可以增强小区房产在同行业中的竞争优势。楼宇对讲系统经历十多年的发展，系统由最初的非可视、可视模拟对讲，逐步发展到现在的IP纯数字式联网彩色可视对讲。仿真对讲系统存在布线复杂、施工成本高、信号易衰减、抗干扰能力差的缺点，而且系统运行时通话易占线、容量规模有限、交互通讯接口封闭、资源不共享。

　　结合SIP联网协议的IP可视对讲实现

　　本文以智能楼宇项目中IP可视对讲系统开发为背景， 在探讨可视对讲系统架构的基础上， 通过结合SIP联网协议， 利用分布式网络通讯技术，设计并实现了一个易于管理、易于扩展、可重用、可伸缩、健壮的全数字IP可视对讲系统。与其它的系统比较， 此系统不仅针对小区的出入口、单元门口及单元梯口进行防护，采用TCP/IP联网方式，基于可视对讲系统，实现住户与住户，住户与管理中心、小区入口的多方通话，而且增加了小区信息发布，家庭安防及智能家居等功能。通过初步应用已经显示出了很好的效果。

　　系统设计

　　系统采用TCP/IP传输协议组网，所有音视频、控制等信号编码成数字信号通过网络传输。相对于传统的模拟总线传输，全数字TCP/IP传输抗干扰、传输能力强、传输距离远、性能稳定。

　　系统室外部分由于传输距离远、数据流量大可以采用光纤传输，楼内部分相对数据量较少、距离较短，用普通网线即可完成信号的传输。和普通仿真对讲系统相比，联网中间设备大大减少，系统开通调试简单。

　　1.数字室内分机

　　小区每个住户家中配置数字可视室内分机。当有访客呼叫时，住户可以通过室内分机的显示屏对来访者进行观察，并决定是否与其对话。在身份确认后，住户通过室内分机上的开锁键控制单元门的开启。

　　数字室内机上配有开锁、呼叫、监视等按键和触摸屏。通过相应按键，住户可实现呼叫管理中心、户户通话、监视单元门口等功能。住户可以根据自己的喜好选用不同机型。

　　2.单元门口主机

　　在每个单元门口配置一台彩色可视的门口主机，用于完成访客与住户或管理中心的音视频通信及开锁。

　　来访者通过门口主机呼叫相应住户，在得到住户的确认后，访客方能进入楼内。业主进入单元楼内可通过刷卡或密码的方式开启单元门。

　　3.小区围墙主机

　　在每个单元门口配置一台彩色可视的门口主机，用于完成访客与住户或管理中心的音视频通信及开锁。

　　来访者通过门口主机呼叫相应住户，在得到住户的确认后，访客方能进入楼内。业主进入单元楼内可通过刷卡或密码的方式开启单元门。

　　4.中心调度服务器

　　在小区管理中心设置管理服务器，运行可视对讲系统中心调度管理软件。

　　中心调度管理软件集成可视对讲、视频监控、图像存储、电子公告、信息发布、门禁控制、数据备份和网络数据加密等功能。支持SNMP网管协议，能够对在线设备进行统一管理，实时监视小区内门口主机、室内分机、管理主机等设备的运行情况。

　　管理中心配置高性能核心交换机和光电转换设备，用于大数据量的处理和转发，保障整个网络的通畅可靠。

　　管理中心PC通过核心交换机接入小区局域网对小区内所有联网设备(围墙机、门口主机、室内分机)进行管理。

　　IP联网协议

　　IP可视对讲系统基于国际上较为流行SIP联网协议开发，SIP(Session Initiation Protocol)会话初始协议是IETF制订的，用于多方多媒体通信。按照IETFRFC2543的定义，SIP是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议可在TCP或UDP之上传送。

　　联网系统在进行视音频传输及控制时应建立两个传输通道：信令/控制通道和视音频流通道。信令和控制通道用于在设备之间建立会话并传输控制命令;视音频流通道用于传输视音频数据，经过压缩编码的视音频流采用流媒体协议RTP/RTCP传输。

　　信令协议用来实现会话的建立、维护和释放的过程。注册与发现、远程监视、呼叫通话、户户对讲、信息公告、家庭安防报警事件预定和通知等应用的会话控制采用RFC3261(SIP)规定的REGISTER、NOTIFY、INVITE、BYE等请求和响应方法实现;远程开锁、智能家居控制采用SIP扩展方法DO请求和响应实现。联网协议设计如下。

　　1.注册与发现

　　初次联网或断网后重新联网时，数字室内分机、单元门口主机、小区围墙主机向中心发起自动注册，接口协议采用RFC 3261中定义的方法REGISTER。

　　2.远程监视

　　住户、管理中心可以通过室内分机和平台软件，实现对门口主机的实时视频进行访问，接口协议采用RFC 3261中定义的方法INVITE。

　　3.呼叫通话

　　访客在单元门口主机上输入住户房号，实现对室内机分机或管理中心的呼叫请求与双向语音对讲，接口协议采用RFC 3261中定义的方法INVITE。

　　4.户户对讲

　　住户可以呼叫小区内任意一个住户，实现音视频通话，接口协议应采用RFC 3261中定义的方法INVITE。

　　5. 远程开锁

　　访客呼叫数字室内分机后，住户确认访客身份准备接见访客，按下室内分机开门键，实现远程开锁，接口协议采用RFC 3261中扩展定义的方法DO。

　　6.家庭安防报警事件预定和通知

　　室内分机自带多路有线防区，在报警发生时会在本地发出报警提示，并通过网络向管理中心上传报警信息，接口协议采用RFC 3265中定义的方法SUBSCRIBE。

　　7.智能家居控制

　　室内分机可以对住户家里的灯光、窗帘、空调、地暖等智能家居设备进行控制，住户出门以后，还可以通过手机、平板计算机对他们进行远程控制，接口协议采用RFC 3261中扩展定义的方法DO。

　　项目实施

　　江苏某小区一期项目，其中小高层为940户；该小区未来二、三期还将增加相应的户数，是一个中大型的现代化的智能住宅小区。一期项目主要设备包括940台7寸彩色数字室内分机、39台高清数字门口主机、4台高清数字围墙主机、1台服务器和1台管理主机。

　　工程验收至今，各个设备均运转正常。数字门口主机百万像素高清，全球领先，画面非常清晰流畅，对讲声音没有卡顿现象，无杂音回声干扰。数字室内分机独有的超触控技术，用户操作简单快捷。数字室内分机可接入多路防区，发生报警时除了本地有提示外还能主动上报管理中心，物业可以在第一时间上门排查，实现强大的安防报警功能(烟感、红外/微波探测、紧急按钮、门磁等)。克服占线问题，同一个单元户与户之间，不同单元用户间的通话不会占线。小区物业人员可以非常简单的在管理主机上发布物业信息，当有新信息到来时，室内分机界面将会提示有新信息和显示信息的类型。

　　结论和展望

　　随着IP可视对讲联网技术的不断成熟，必将带来智能楼宇系统的发展和创新，对网络可视对讲的影响也极其深远。本文提出的基于分布式网络通讯技术的全数字IP可视对讲系统设计方案，具有跨平台和跨设备的特性，同时系统还具有可重用、易扩展、易升级的优点，Internet三网合一，以及3G/4G无线宽带，为整个系统功能扩展增添无限的想象空间。