時(shí)間：2022-03-22 12:23:16
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關(guān)鍵詞：GPS，集群通信，車輛監(jiān)控系統(tǒng)
1.概述
GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)是利用GPS接收機(jī)、無(wú)線通信、地理信息技術(shù)對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度、指揮的新型車輛管理系統(tǒng)。按照子功能劃分，車輛監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規(guī)通信、集群通信、GSM的短信息業(yè)務(wù)三種。
基于常規(guī)通信的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)、組網(wǎng)及使用相對(duì)簡(jiǎn)單，但其作用范圍較?。籊SM的短信息業(yè)務(wù)用于定位數(shù)據(jù)傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國(guó)漫游，但是其時(shí)延問(wèn)題是制約其發(fā)展的瓶頸，且其呼叫功能無(wú)法與集群系統(tǒng)相比；集群系統(tǒng)是專用的調(diào)度指揮系統(tǒng)，對(duì)某些特殊單位而言具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文就集群方式下GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及信道利用等方面進(jìn)行介紹。
2．集群系統(tǒng)
無(wú)線集群實(shí)際上就是多信道中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）系統(tǒng)中自動(dòng)共享若干個(gè)信道，并在此基礎(chǔ)上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無(wú)線通信系統(tǒng)。
和常規(guī)通信方式相比，集群通信系統(tǒng)具有信道利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、通話阻塞率低、通話具有私密性、系統(tǒng)智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優(yōu)點(diǎn)。
集群通信系統(tǒng)的分類方法有多種，按照信令類型分有模擬信令、數(shù)字信令及混合信令系統(tǒng)；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話音分有數(shù)字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統(tǒng)，信令有MPT1327標(biāo)準(zhǔn)的，也有非公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的?；贛PT1327標(biāo)準(zhǔn)信令的系統(tǒng)，傳輸車輛定位數(shù)據(jù)可以在信令信道中進(jìn)行；而非公開(kāi)信令標(biāo)準(zhǔn)，車輛定位數(shù)據(jù)只能在話音信道中進(jìn)行。相應(yīng)地，對(duì)車輛的數(shù)字信息必須進(jìn)行調(diào)制才能在話音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)
3．1系統(tǒng)組成
基于集群的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。其中，集群網(wǎng)為系統(tǒng)提供無(wú)線通信鏈路以進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以利用話音的多種呼叫方法實(shí)現(xiàn)。
圖1GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控中心以矢量化電子地圖為背景，監(jiān)控軟件具有實(shí)時(shí)顯示移動(dòng)用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時(shí)，監(jiān)控中心兼有差分基準(zhǔn)站的功能，為整個(gè)監(jiān)控范圍內(nèi)的移動(dòng)用戶提供差分GPS修正信息，使車輛定位精度提高到10米以內(nèi)。各移動(dòng)用戶設(shè)備由集群電臺(tái)和GPS接收機(jī)及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統(tǒng)需要的邏輯時(shí)序，還具有數(shù)據(jù)處理功能，包括調(diào)制解調(diào)器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統(tǒng)中，各個(gè)信道的管理在一個(gè)控制信道上實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)用戶守候在控制信道上，發(fā)起呼叫或接收呼叫均在該信道上進(jìn)行。一旦申請(qǐng)到信道，則主呼方和被呼方在申請(qǐng)到的信道上完成話音聯(lián)絡(luò)，之后轉(zhuǎn)換到控制信道上守候。
利用話音信道傳輸車輛定位數(shù)據(jù)，每傳輸一次定位信息，電臺(tái)都需要申請(qǐng)一次信道，而申請(qǐng)時(shí)間不傳輸任何數(shù)據(jù)，時(shí)間利用率較低；且申請(qǐng)不到空閑信道時(shí)，該車輛的信息就會(huì)丟失。所以傳輸數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)該設(shè)置優(yōu)先級(jí)，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統(tǒng)中，用戶的呼叫方式有：?jiǎn)魏?、組呼、群呼、私密呼叫等。基于GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，為提高系統(tǒng)定位精度采用差分方式，差分信息由監(jiān)控中心以組呼的方式下發(fā)，分配在同一組內(nèi)的用戶均可接收。
為使各移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r(shí)采集，采用時(shí)分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照?qǐng)D2所示的時(shí)序依次發(fā)起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時(shí)間間隔包括數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間和保護(hù)時(shí)間（防止數(shù)據(jù)相互影響）。一個(gè)采樣周期內(nèi)可容納的用戶數(shù)為，其中，為采樣周期。
為了避免監(jiān)控中心對(duì)某用戶的話音調(diào)度影響其它用戶的數(shù)據(jù)傳輸，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別在不同的組進(jìn)行。移動(dòng)用戶傳輸數(shù)據(jù)時(shí)工作在數(shù)據(jù)組，利用專用信道完成。當(dāng)監(jiān)控中心需要對(duì)某用戶進(jìn)行話音呼叫時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)切換命令將該用戶的組號(hào)設(shè)置為話音組，而后再進(jìn)行話音呼叫。在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)完成通話，由用戶自動(dòng)切換到數(shù)據(jù)組再傳輸數(shù)據(jù)。
在監(jiān)控中心，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別利用不同的無(wú)線集群電成。
3．4同步方式
在GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用異步的數(shù)據(jù)傳輸，接收端和發(fā)送端不需要同步。但是，各移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)采集為時(shí)分多址方式，相互之間的時(shí)序關(guān)系不能混疊，也就是說(shuō)，移動(dòng)用戶之間必須同步。
各移動(dòng)用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機(jī)的秒脈沖進(jìn)行同步；②利用監(jiān)控中心發(fā)送廣播同步碼進(jìn)行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動(dòng)用戶統(tǒng)一的時(shí)間起點(diǎn)，不同車輛的發(fā)送時(shí)隙由不同的延遲來(lái)產(chǎn)生。利用監(jiān)控中心發(fā)送同步碼，可以在一個(gè)采樣周期內(nèi)發(fā)送1個(gè)同步碼，也可以周期性地發(fā)送多個(gè)同步碼。
3．5數(shù)據(jù)傳輸格式
監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸分上行和下行兩部分。上行數(shù)據(jù)主要為被監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)位置、速度、時(shí)間、狀態(tài)（包括報(bào)警、故障等）；下行數(shù)據(jù)主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監(jiān)控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報(bào)頭用戶地址緯度經(jīng)度速度時(shí)間車輛狀態(tài)
B．下行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報(bào)頭廣播同步碼RTCM電文調(diào)度命令用戶地址
上行和下行的數(shù)據(jù)報(bào)頭不同，用于對(duì)上、下行數(shù)據(jù)的解碼。用戶地址指是各監(jiān)控車輛的識(shí)別號(hào)碼，調(diào)度命令為監(jiān)控中心對(duì)相應(yīng)地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運(yùn)輸、關(guān)閉汽車引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統(tǒng)中不用。車輛狀態(tài)由駕駛員根據(jù)實(shí)際情況輸入，如遇劫報(bào)警、車輛故障等。
4．結(jié)束語(yǔ)
1.1RS-485總線RS-485是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。楊衛(wèi)中等（2006）[1]開(kāi)發(fā)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件由上位機(jī)、智能控制器和智能節(jié)點(diǎn)3層組成，采用RS-485總線作為層間通信網(wǎng)絡(luò)。曹洪太等（2006）[2]提出了一種針對(duì)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)的基于WEB的數(shù)據(jù)采集和信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，從軟、硬件的角度介紹了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。硬件系統(tǒng)通過(guò)RS-485總線與數(shù)字傳感器連接，并與具有聯(lián)網(wǎng)功能的監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成溫室現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。韓慧（2012）[3]設(shè)計(jì)了一套能實(shí)時(shí)控制溫室內(nèi)溫度、濕度以及CO2濃度等多參數(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由一臺(tái)PC機(jī)與多個(gè)下位機(jī)組成主從式分布結(jié)構(gòu)，采用RS-485總線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)時(shí)采集各環(huán)境參數(shù)值進(jìn)而進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。楊靖等（2013）[4]設(shè)計(jì)了一種基于RS-485總線和短距離無(wú)線通信方式相結(jié)合的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；在每個(gè)溫室內(nèi)，由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)測(cè)量單元（網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)），各測(cè)量單位通過(guò)485總線與計(jì)算機(jī)連接。RS-485接口具有良好的抗干擾性，按其接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根連線，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等優(yōu)點(diǎn)使其成為首選的串行接口，但是RS-485總線的主從和半雙工的工作方式難以實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換，且存在效率低、實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題。
1.2CAN總線CAN總線（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。胡真明等（2007）[5]設(shè)計(jì)了基于CAN總線的溫室環(huán)境單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由上位機(jī)、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線、智能測(cè)控節(jié)點(diǎn)組成，考慮到一般是幾棟溫室連成一片以及在大型溫室里通常都有若干個(gè)測(cè)控點(diǎn)，基于CAN總線的優(yōu)越特性、可以將若干個(gè)溫室的測(cè)控點(diǎn)和具有CAN接口的PC機(jī)監(jiān)控站通過(guò)CAN總線連在一起。張穎超等（2009）[6]利用CAN總線的特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)，提出基于CAN總線的溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方案，采用主從方式，通過(guò)CAN總線將每一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)傳送到上位PC機(jī)進(jìn)行處理；同時(shí)自定義了CAN總線通信協(xié)議，并給出數(shù)據(jù)通信流程。為了提高溫室控制系統(tǒng)的效率、性能和智能化水平，李曉靜等（2010）[7]基于CAN總線，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性、可靠性相對(duì)較好的溫室群控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。張麗紅等（2011）[8]基于CAN總線設(shè)計(jì)了溫室節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連棟溫室內(nèi)多小區(qū)的灌溉自動(dòng)控制，可集中管理，也可獨(dú)立控制。相對(duì)于RS-485總線，基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：①工作于多主方式，無(wú)主從之分，數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)；②節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響；③通信直接傳輸距離可達(dá)10km/5kbps，掛接設(shè)備數(shù)達(dá)110個(gè)；④報(bào)文為短幀格式，并具有硬件CRC校驗(yàn)，傳輸時(shí)間短，出錯(cuò)率極低。
2無(wú)線通信方式
與有線方式相比，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是一種以數(shù)據(jù)為中心的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，具有可快速臨時(shí)組網(wǎng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可動(dòng)態(tài)變化、抗毀性強(qiáng)、無(wú)需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等優(yōu)點(diǎn)。常用的無(wú)線通信方式有ZigBee、藍(lán)牙、WIFI以及GSM/GPRS技術(shù)等。
2.1ZigBee技術(shù)ZigBee這一名稱來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工作在2.4GHz的ISM頻段上，符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，主要用于近距離無(wú)線連接。運(yùn)用這種技術(shù)將溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各種電子設(shè)備組成一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而方便快捷地對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，這將是溫室環(huán)境控制的又一突破，具有重大意義。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)溫室監(jiān)控系統(tǒng)，溫室內(nèi)傳感器使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而溫室與管理系統(tǒng)之間使用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對(duì)溫室布線復(fù)雜、擴(kuò)展性差、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee無(wú)線通信技術(shù)的溫室環(huán)境群控的解決方案，采用JN5121-DKl03模塊設(shè)計(jì)了基于ZigBee樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式溫室群控系統(tǒng)，并介紹了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。Hwang等（2010）[11]利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建立了三層溫室紅辣椒管理系統(tǒng)，傳感器、監(jiān)控相機(jī)等數(shù)據(jù)采集為物理層，傳感器管理、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等為中間層，WEB應(yīng)用、PDA應(yīng)用等為應(yīng)用層。傳感器包含環(huán)境傳感器和生長(zhǎng)傳感器，環(huán)境傳感器用于采集植物生長(zhǎng)的環(huán)境信息，如照度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、CO2濃度、營(yíng)養(yǎng)液EC、pH等；生長(zhǎng)傳感器用于測(cè)量葉溫、莖稈直徑、植株高度、體積等的變化。Park等（2011）[12]開(kāi)發(fā)了基于ZigBee的溫室測(cè)控系統(tǒng)，采集的環(huán)境參數(shù)包括作物葉片溫濕度、環(huán)境溫濕度和露點(diǎn)測(cè)控系統(tǒng)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并為遠(yuǎn)程用戶提供查詢服務(wù)。Fukatsu等（2011）[13]采用智能體（Agent）技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與Internet的連接，并開(kāi)發(fā)了基于WEB的農(nóng)田信息監(jiān)控管理系統(tǒng)。陳勇等（2012）[14]提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地表下植物根部深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)。應(yīng)用ZigBee技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線傳輸方式實(shí)現(xiàn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)溫室環(huán)境控制器與管控計(jì)算機(jī)的組網(wǎng)和靈活的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，提高了溫室群控系統(tǒng)的可靠性和靈活性，并大幅度降低了成本。
2.2藍(lán)牙通信技術(shù)藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無(wú)線接口，使各種設(shè)備在無(wú)線連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，而且不容易受到外界干擾源的影響。杜輝等（2005）[15]將藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合用于溫室群控，環(huán)境傳感器與溫室現(xiàn)場(chǎng)控制器之間通信采用藍(lán)牙技術(shù)，而溫室現(xiàn)場(chǎng)控制器與中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信使用CAN總線的方式，以提高系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性以及靈活性；并以藍(lán)牙芯片EricssonROK101007和CAN總線為例，闡述了基于藍(lán)牙技術(shù)的分布式溫室氣候監(jiān)控系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)方法。Kim等（2008）[16]利用無(wú)線傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)定點(diǎn)精準(zhǔn)線性移動(dòng)灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與基站的通信,并利用GPS技術(shù)定位灌溉點(diǎn)。黃曉鵬等（2008）[17]設(shè)計(jì)一種基于DSP和藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)的分布式沼氣加熱溫室控制系統(tǒng)，環(huán)境傳感器與現(xiàn)場(chǎng)控制器的通信采用了藍(lán)牙技術(shù)，采用的DSP處理芯片具有CAN總線功能，克服了溫室內(nèi)部管道和線纜布置復(fù)雜以及線纜容易老化、損壞的缺點(diǎn)。賈海政等（2009）[18]基于藍(lán)牙技術(shù)設(shè)計(jì)了一套溫室溫度自動(dòng)檢控系統(tǒng)，測(cè)溫點(diǎn)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(加熱器、通風(fēng)窗)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，系統(tǒng)根據(jù)作物不同時(shí)期對(duì)溫度的需求，將溫度控制在適合作物生長(zhǎng)的最適宜溫度區(qū)，使作物快速、高效生長(zhǎng)，提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.3無(wú)線WIFI技術(shù)/無(wú)線局域網(wǎng)WLANWIFI（WirelessFidelity）網(wǎng)絡(luò),符合IEEE/802.11b協(xié)議，是由AP（AccessPoint）和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)方式較為簡(jiǎn)單，主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)線接入、高速傳輸以及傳輸距離遠(yuǎn)。為管理一組溫室，Serodio等（2001）[19]開(kāi)發(fā)了一個(gè)分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，并將多種技術(shù)用于數(shù)據(jù)通信。在每個(gè)溫室內(nèi)，底層傳感器與控制器的連接采用頻率為433.92MHz的無(wú)線局域網(wǎng)（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]開(kāi)發(fā)了一個(gè)可以在大田和溫室使用的基于WLAN技術(shù)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，他們認(rèn)為遠(yuǎn)程控制策略可以極大提高產(chǎn)量和降低勞動(dòng)量。馬增煒等（2011）[21]設(shè)計(jì)了一套以集成了WIFI功能和ARM內(nèi)核的智能溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能溫室內(nèi)溫濕度、光照和CO2濃度的采集、匯總、顯示和記錄。Otoniel等（2012）[22]提出了一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),基于一個(gè)低成本W(wǎng)IFI技術(shù)的圖像傳感器，周期性的捕捉和發(fā)送農(nóng)田作物的病蟲害信息到遠(yuǎn)程控制站。溫室監(jiān)控系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有普及的WIFI網(wǎng)絡(luò)資源，有效地提高了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信距離和覆蓋面積，具有成本低、普及性好、兼容性強(qiáng)、傳輸帶寬、傳輸速度快、標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)。
2.4GPRS/GSM通信技術(shù)GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分組無(wú)線服務(wù)）是一種分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，具有實(shí)時(shí)在線、按量計(jì)費(fèi)、快捷登錄、高速傳輸、無(wú)距離限制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在手持式儀器設(shè)備、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。Mancuso等（2006）[23]在一個(gè)番茄溫室中設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)空氣溫度、相對(duì)濕度、土壤溫度等進(jìn)行測(cè)量；并開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于WEB技術(shù)的植物監(jiān)控應(yīng)用。當(dāng)測(cè)量快速變化時(shí)，報(bào)警信息就會(huì)通過(guò)短消息服務(wù)（SMS）或GPRS方式發(fā)送到溫室管理者手機(jī)中。孫忠富等（2006）[24]針對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點(diǎn)，提出了一種基于GPRS和WEB技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和信息系統(tǒng)方案，將485總線與數(shù)字傳感器連接，并與監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成溫室現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，利用GPRS無(wú)線通信技術(shù)建立現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，將實(shí)時(shí)采集信息發(fā)送到WEB數(shù)據(jù)服務(wù)器。李莉等（2009）[25]設(shè)計(jì)一種結(jié)合嵌入式技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的溫室環(huán)境信息采集與監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，系統(tǒng)控制終端基于ARM9和嵌入式Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用于溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的接收、實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，通過(guò)GPRS方式實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程管理中心的通信。張西良等（2010）[26]構(gòu)建了三層次無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將短距離無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與遠(yuǎn)程GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)之間信息高效無(wú)線傳輸。Antonio等（2011）[27]提出了一個(gè)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)田信息的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)與集成檢測(cè)電路構(gòu)成，通過(guò)傳感器和GPRS通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸，滿足了作物信息實(shí)時(shí)獲取的要求。GPRS通信方式適合遠(yuǎn)距離并且不具備有線網(wǎng)絡(luò)的情況下的數(shù)據(jù)傳輸，采用包交換的優(yōu)點(diǎn)是在有數(shù)據(jù)需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬，而且可以以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量計(jì)價(jià)，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是比較合理的計(jì)費(fèi)方式。
3常用通信技術(shù)比較
上述6種作為溫室監(jiān)控系統(tǒng)常用的通信方式各有特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下可以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，也可以將這6種通信方式進(jìn)行組合，達(dá)到高效、遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康摹３Ｒ?jiàn)的是適合近距離的通信方式和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腉SM/GPRS結(jié)合，劉士敏等（2013）[28]設(shè)計(jì)了針對(duì)溫室大棚中溫濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度和土壤溫度等參數(shù)的無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，采用WIFI技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集，當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，可以通過(guò)蜂鳴器報(bào)警和GSM短信息報(bào)警。李穎慧等（2013）[29]設(shè)計(jì)了基于ZigBee的營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率實(shí)時(shí)測(cè)量自組織網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)系統(tǒng)集成了GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率與溫度信息的遠(yuǎn)程傳輸與監(jiān)控等功能。有線通信具有高可靠性、速度快、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但布線繁瑣、成本較高。無(wú)線通信方式具有設(shè)備移動(dòng)性好、不需或只需少量布線的優(yōu)點(diǎn)，但存在易受環(huán)境影響和延遲較大的不足。從發(fā)展角度而言，WIFI網(wǎng)絡(luò)因具有帶寬較寬、傳輸速度快、兼容能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[30]，將會(huì)成為設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室監(jiān)控系統(tǒng)重要的信息傳輸方式，也將是溫室信息傳輸技術(shù)的重要研究方向。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞智能交通系統(tǒng)、電子監(jiān)控、行車記錄儀、車輛定位、無(wú)線視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸、車載硬盤錄像機(jī)
0引言
隨著智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem，簡(jiǎn)稱ITS）在大中城市的推廣和電子監(jiān)控技術(shù)的飛速發(fā)展，公交管理部門不但需要了解車輛所在位置和車輛行駛狀況等信息，還希望能獲取現(xiàn)場(chǎng)的圖像，直觀地了解車輛運(yùn)營(yíng)情況，這要求公交車有一個(gè)完整的電子監(jiān)控系統(tǒng)。
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合了行駛記錄儀、GPS定位系統(tǒng)、車載數(shù)字視頻監(jiān)控等功能，采用下列先進(jìn)技術(shù)：汽車電子技術(shù)、數(shù)字視音頻編碼技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等，為城市公交集中調(diào)度管理和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控提供完整的解決方案。公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)不但是城市智能交通系統(tǒng)的重要組成，也是城市治安監(jiān)控系統(tǒng)重要的補(bǔ)充。
1公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)由車載終端機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、中心調(diào)度管理平臺(tái)等幾部分組成。
系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1.1車載終端機(jī)
車載終端機(jī)對(duì)視頻信號(hào)、GPS衛(wèi)星定位信號(hào)、行駛記錄儀和報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集、分析、處理和保存，重要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至管理中心。
公交車電子監(jiān)控終端機(jī)主體是車載硬盤錄像機(jī)，硬盤錄像機(jī)將前端攝像機(jī)采集的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼壓縮、存儲(chǔ)，并接入GPS接收機(jī)和車輛行駛記錄儀相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在硬盤中，重要數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳，歷史數(shù)據(jù)可備事后調(diào)查使用。
1.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)終端到中心的數(shù)據(jù)傳輸。車載終端對(duì)采集到的數(shù)據(jù)分析整理后，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的平臺(tái)將車輛行駛信息、GPS定位信息、車內(nèi)視頻圖像等網(wǎng)傳至調(diào)度管理中心，供管理人員調(diào)度使用。
1.3中心調(diào)度管理平臺(tái)
中心調(diào)度管理平臺(tái)由管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、GIS電子地圖服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器等組成。對(duì)車載終端機(jī)和指揮中心主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)還可接入公安110指揮中心，在發(fā)生重大事件時(shí)可及時(shí)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，供相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)做出判斷決策。
2公交車監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
公交車監(jiān)控結(jié)合了多項(xiàng)先進(jìn)的電子技術(shù)，包括衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字視頻編碼技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)傳技術(shù)和娛樂(lè)節(jié)目廣播功能等。
2.1衛(wèi)星定位技術(shù)
車載終端機(jī)將接收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)定時(shí)發(fā)送至公交調(diào)度管理中心，車輛調(diào)度管理人員在指揮中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息，并做出調(diào)度決策。
2.2數(shù)字視頻編碼技術(shù)
數(shù)字視頻編碼算法從最早的MPEG-1發(fā)展到目前的MPEG-4和H.264。車載監(jiān)控對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼壓縮比要求高，采用最先進(jìn)的H.264編碼技術(shù)比MPEG-4
壓縮效率提高30％以上，是目前最優(yōu)秀的編碼方式，適用于低碼流下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和窄帶寬（如：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）下網(wǎng)絡(luò)傳輸。在CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用H.264編碼技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)CIF格式（352×288）的圖像每秒4～6幀的視頻圖像效果。
隨著硬盤容量的不斷增大，錄像時(shí)間和內(nèi)容也越來(lái)越長(zhǎng)、越來(lái)越多，三路視頻錄像CIF格式使用160GB的硬盤可使用15天左右，在硬盤錄滿后還能對(duì)錄像進(jìn)行覆蓋，循環(huán)使用硬盤空間。
2.3惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)
公交運(yùn)行在顛簸、振動(dòng)的環(huán)境下，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)非常不利。目前，國(guó)內(nèi)外硬盤錄像機(jī)廠家針對(duì)硬盤減振問(wèn)題主要使用橡膠、彈簧等原料做成的避振器械對(duì)硬盤或整機(jī)進(jìn)行減振；也有的廠家在機(jī)械減振的同時(shí)加入電子減振功能，即在機(jī)械減振的基礎(chǔ)上，使用電子振動(dòng)感應(yīng)器獲取外部沖擊信號(hào)，收到?jīng)_擊信號(hào)后驅(qū)動(dòng)硬盤磁頭部分復(fù)位到安全區(qū)域，避免振動(dòng)對(duì)硬盤的損壞。采用對(duì)硬盤進(jìn)行減振處理或使用抗振效果好的FLASH閃存，可達(dá)到數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)的效果。
2.4無(wú)線網(wǎng)傳技術(shù)
由于公交車移動(dòng)范圍大，需要車載終端具備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，將實(shí)時(shí)定位信息和視頻圖像傳輸至指揮中心，同時(shí)駕駛員和中心可通過(guò)無(wú)線傳輸模塊的語(yǔ)音功能進(jìn)行交互。目前，可提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有中國(guó)移動(dòng)的GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)和中國(guó)聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)。下表對(duì)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度進(jìn)行比較：
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度比較表
傳輸方式理論上行速率實(shí)際測(cè)試速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
從上表來(lái)看，目前運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度不是很高，只能傳輸單幀或低幀率（2～6幀）的視頻流信號(hào)，視頻圖像流暢性不好，管理中心只能從低幀率的圖像獲取車輛基本運(yùn)營(yíng)情況，并做出相應(yīng)的判斷。在未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后，隨著網(wǎng)絡(luò)速率提高，視頻圖像效果將會(huì)得到成倍的改善。
2.5娛樂(lè)節(jié)目廣播功能
車載終端可以使用剩余的硬盤空間進(jìn)行娛樂(lè)節(jié)目廣播，5GB的硬盤空間可記錄20小時(shí)以上的視頻節(jié)目。不少車載硬盤錄像機(jī)廠家在產(chǎn)品中加入了娛樂(lè)播放功能，利用多余的硬盤空間存儲(chǔ)錄像節(jié)目，為公交公司提供公交車內(nèi)廣告和娛樂(lè)節(jié)目播放，做到一機(jī)多用，以提高設(shè)備利用率。
3小結(jié)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)將分散的多個(gè)子模塊集中到一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一管理，全方位地監(jiān)控公交車運(yùn)營(yíng)情況；公交調(diào)度管理人員利用該系統(tǒng)可直觀的了解車輛上運(yùn)行狀況，并可調(diào)用視頻圖像和語(yǔ)音對(duì)講功能和司機(jī)進(jìn)行交流。該技術(shù)既節(jié)約了公交公司電子附加設(shè)備的支出，又減少維護(hù)管理人員，還可利用車載機(jī)的娛樂(lè)節(jié)目播放功能播放廣告以提高公司收入。
公交電子監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的社會(huì)效益，安裝電子監(jiān)控系統(tǒng)的公交車發(fā)生搶劫、盜竊等事件時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，將視頻圖像直接上傳至110指揮中心，公安部門可以盡快部署警力以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。公交電子監(jiān)控系統(tǒng)可增強(qiáng)乘客的安全感，對(duì)公交車輛上的犯罪行為起到威懾作用。
參考文獻(xiàn)
隧道施工與傳統(tǒng)建筑有著較大區(qū)別，具有一定的特殊性，隧道施工中安全事故具有危險(xiǎn)性大、突發(fā)性強(qiáng)、容易發(fā)生傷亡事故等特點(diǎn)，是事故多發(fā)的行業(yè)。造隧道施工安全事故的原因有很多如:施工條件惡劣，施工過(guò)程中有較多手工勞動(dòng)和繁重體力勞動(dòng)。高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)下，身體易疲勞，精神也無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間集中，施工人員在這種情況下進(jìn)行作業(yè)，很有可能引起安全事故的發(fā)生。并且隧道施工中涉及到大型機(jī)械設(shè)備的使用，如不按照相關(guān)操作流程進(jìn)行操作，極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，并且人工隧道易對(duì)周邊地質(zhì)造成破壞，因此施工中也可能出現(xiàn)塌方、落石、蹦塌等現(xiàn)象，十分危險(xiǎn)。另一方面，隧道施工現(xiàn)場(chǎng)如設(shè)備管理不當(dāng)也會(huì)引發(fā)安全事故。因?yàn)樗淼朗┕ぶ行枰挠秒娫O(shè)備較多，布置又比較分散凌亂，并移動(dòng)頻繁，很多機(jī)械設(shè)備均為導(dǎo)體，如管理不當(dāng)易發(fā)生觸電事故，危及施工人員人身安全。隧道施工中處處存在隱患和危險(xiǎn)，避免安全事故的發(fā)生，安全管理至關(guān)重要，只有保障安全管理的有效性，才能將安全管理工作落到實(shí)處，為隧道施工創(chuàng)造有利條件。隧道施工安全管理是規(guī)避安全事故發(fā)生的重要手段，但傳統(tǒng)隧道施工安全管理監(jiān)控手段過(guò)于落后，監(jiān)控效果并不理想，安全事故發(fā)生時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)法有效發(fā)揮隧道施工安全管理職能。信息化監(jiān)控技術(shù)利用傳感器采集數(shù)據(jù)信息，利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)情況，并進(jìn)行全天候監(jiān)控，監(jiān)控過(guò)程更加直觀，實(shí)現(xiàn)了施工安全管理的智能化、科學(xué)化、信息化。從整體上提高了施工安全管理效率和有效性，加強(qiáng)信息化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用意義重大。
二、信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理中的運(yùn)用
(一)隧道施工人員定位系統(tǒng)
隧道施工人員安全定位系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監(jiān)測(cè)和監(jiān)控施工人員具置，確保施工人員人身安全，隧道施工人員定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、精準(zhǔn)的掌握各區(qū)域施工人員的情況，并將其反饋到監(jiān)控中心。安全管理工作中人員就可以隨時(shí)了解到施工人員的分布及走動(dòng)情況，以便于利用遠(yuǎn)程技術(shù)對(duì)施工人員進(jìn)行有效的管理和指示，另外，定位系統(tǒng)還能起到考勤的作用，能夠直觀反映到崗情況。在發(fā)生安全問(wèn)題時(shí)，監(jiān)控中心就可以根據(jù)定位系統(tǒng)所提供的員工分布，對(duì)施工人員采取救援，并指揮員工采取相應(yīng)措施，提供救援效率。隧道施工人員定位系統(tǒng)需要應(yīng)用到無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)、定位軟件、感應(yīng)芯片、讀卡器等等。隧道施工安全管理對(duì)施工人員定位必不可少。
(二)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)
由于隧道施工不同于建筑施工，多在封閉狹小昏暗的空間中，空間內(nèi)的空氣質(zhì)量直接影響著施工人員安全，由于隧道施工過(guò)程周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)將受到破壞，所以在施工中，難免會(huì)產(chǎn)生有害氣體，這些有害氣體一旦積聚到一定濃度，很有可能會(huì)導(dǎo)致施工人員中毒、窒息，甚至引起爆炸。另一方面，除了自然生產(chǎn)的有害氣體外，施工中所使用的機(jī)械設(shè)備在運(yùn)作時(shí)，同樣會(huì)排放多種有害氣體，威脅施工人員身體健康。由于隧道施工空間的封閉特點(diǎn)，這些氣體十分容易積聚，為了保障施工現(xiàn)場(chǎng)安全，監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)有害氣體至關(guān)重要。信息化監(jiān)控技術(shù)下的有害氣體探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)空氣信息采集，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有害氣體濃度和含量做出分析，并反饋到監(jiān)控中心，如有害氣體達(dá)到危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，便立即發(fā)出警報(bào)，監(jiān)控中心便可根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，采取相應(yīng)措施，指導(dǎo)施工人員的撤離和疏散。
(三)語(yǔ)音雙對(duì)講系統(tǒng)
語(yǔ)音雙對(duì)講系統(tǒng)是信息化監(jiān)控技術(shù)下安全管理的常用工具，能夠保障安全管理人員能夠?qū)崟r(shí)與現(xiàn)場(chǎng)保持聯(lián)系。雙語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線或有線通信手段連接監(jiān)控中心，保障通話的暢通。安全監(jiān)控管理人員可通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)遠(yuǎn)程或通知施工流程安全，如發(fā)生緊急情況，可輔助指導(dǎo)施工人員的快速疏散，保障施工人員疏散的秩序，是隧道監(jiān)控施工安全管理的主要手段之一。
三、結(jié)束語(yǔ)
1監(jiān)控范圍
利用現(xiàn)代化電子監(jiān)控技術(shù)和安全生產(chǎn)預(yù)警系統(tǒng)機(jī)制，煤炭企業(yè)能夠隨時(shí)動(dòng)態(tài)掌握監(jiān)控其所有生產(chǎn)管理狀態(tài)，也就是所其監(jiān)控范圍極為全面詳細(xì)。人工安全員進(jìn)行安全檢測(cè)都只能進(jìn)行局部點(diǎn)的檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面動(dòng)態(tài)監(jiān)控掌握，然而煤炭瓦斯泄露爆發(fā)也通常都是由點(diǎn)出發(fā)，逐步導(dǎo)致事故發(fā)生的，人工檢測(cè)就很難檢測(cè)出來(lái)，也就無(wú)法杜絕事故的發(fā)生，尤其檢測(cè)不及時(shí)就會(huì)錯(cuò)過(guò)疏散時(shí)間，而利用該監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)就能夠?qū)φ麄€(gè)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效、詳細(xì)、全面的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)分析，有效實(shí)現(xiàn)了眼觀四路耳聽(tīng)八方的效能。
2及時(shí)通知功能
當(dāng)前煤礦作業(yè)模式都是多個(gè)工作面和采煤區(qū)連續(xù)作業(yè)，不同工作面距離很遠(yuǎn)，甚至部分工作面不同巷道距離也較遠(yuǎn)，因此如果某個(gè)工作面或者巷道發(fā)生安全事故就會(huì)影響波及到其他巷道和工作面員工，其他工作人員就容易在一無(wú)所知的情況下繼續(xù)工作，屆時(shí)再進(jìn)行疏散逃命也就來(lái)不及，而煤礦監(jiān)控預(yù)警機(jī)制和系統(tǒng)廣播功能就能夠及時(shí)準(zhǔn)確通知某個(gè)工作面工作異常狀態(tài)，從而有利于其他工作面作業(yè)員工及時(shí)洞察安全事故，快速反應(yīng)疏散，從而減少企業(yè)人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
3自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的擴(kuò)展
一般煤礦井下各種電氣設(shè)備較多，不少設(shè)備發(fā)生故障也很難立即察覺(jué)，有的設(shè)備故障發(fā)生察覺(jué)后進(jìn)行事后維修也較難，而利用其監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)就能夠借助現(xiàn)場(chǎng)總線路來(lái)及時(shí)監(jiān)控記錄重要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，有利于及時(shí)排除預(yù)警故障設(shè)備及故障設(shè)備點(diǎn)，有利于設(shè)備的快速及時(shí)有效維修，從而切實(shí)保障企業(yè)安全穩(wěn)定高效生產(chǎn)。此外其生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線建立后，就可以利用新的、先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)隨時(shí)升級(jí)擴(kuò)展，如其現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線廣播設(shè)備、圖像監(jiān)控系統(tǒng)等等都能夠隨時(shí)接入并升級(jí)，能夠有效與時(shí)俱進(jìn)，完善企業(yè)完善生產(chǎn)管理裝備。
4事故分析與防范
由于該安全生產(chǎn)管理監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)能夠全程洞察企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，其歷史性和實(shí)時(shí)性的信息數(shù)據(jù)就能夠幫助安全生產(chǎn)管理人員全面掌握事故前后各點(diǎn)工作運(yùn)行狀態(tài)和所有相關(guān)完整信息，使得安全生產(chǎn)管理人員能夠及時(shí)有效尋找事故源頭和事故發(fā)生原因，從而就能夠針對(duì)性采取搶救措施，也有利于工作人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合全部礦井全年不同季節(jié)、月份、氣候下瓦斯活動(dòng)變化規(guī)律，從而科學(xué)有效提出事故預(yù)防措施和應(yīng)急機(jī)制。此外由于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域所需的現(xiàn)代電子監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備成本較低，只需要普通計(jì)算機(jī)、傳感器和現(xiàn)場(chǎng)總線，成本都不高，然而其組成的地面監(jiān)控系統(tǒng)、安全管理預(yù)警機(jī)制等所起到的作用卻十分巨大，能夠有效防范事故發(fā)生，從而間接為企業(yè)節(jié)省了大量的財(cái)產(chǎn)資金，也減少了企業(yè)人員傷亡損失。
5結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)所使用的是有線通信技術(shù)，雖然該技術(shù)性能更好，但是并不適合城市電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。而且所需要花費(fèi)的資金較高，在任何一段線路出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，那么在這種情況下就要發(fā)展無(wú)線通信技術(shù)。以往電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信主要分為三種，首先是利用電力線載波通信技術(shù)，其次就是利用電纜和光纖實(shí)施通信。最后就是利用大微波技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信。但是這三種通信方式都有其缺陷，例如電力載波通信技術(shù)需要電網(wǎng)要達(dá)到35kv以上，但是在電力監(jiān)控系統(tǒng)中主要是監(jiān)控城市的用電情況，而城市的電網(wǎng)電壓通常是10kv，所以電力載波技術(shù)室無(wú)法運(yùn)用在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的，通常電力載波技術(shù)是運(yùn)用在長(zhǎng)途電力監(jiān)控系統(tǒng)中，因?yàn)殚L(zhǎng)途輸電電網(wǎng)中的電壓都超過(guò)了35kv。而通信電纜和通信光纖雖然通信質(zhì)量較好，但是相應(yīng)的其建設(shè)資金也較高，而且城市電網(wǎng)的建設(shè)速度較快，通信電纜和通信光纖無(wú)法及時(shí)加快建造步伐。另外還有不少城市為了保證城市形象就使得一些電力設(shè)施進(jìn)行改造，即通信電網(wǎng)建設(shè)在地下，那么通信電纜和通信光纖也要隨之改道，這樣無(wú)形之中又增加了電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的成本。所以這種方法也沒(méi)有得到較多的運(yùn)用。大微波通信屬于無(wú)線通信技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中也得到了較多的運(yùn)用，不過(guò)運(yùn)用的范圍有限，因?yàn)榇笪⒉夹g(shù)受到微波傳輸特點(diǎn)的影響一般運(yùn)用在長(zhǎng)距離的輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)中，并不適合城市的電力監(jiān)控系統(tǒng)。城市電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于城市居民用電有很大的影響，但是電力監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的通信技術(shù)沒(méi)有得到較好的解決。而無(wú)線通信技術(shù)則可以處理電力監(jiān)控系統(tǒng)中的通信難題，無(wú)線通信技術(shù)不僅傳輸?shù)乃俣容^快，而且在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中不需要通信電纜，信號(hào)更為穩(wěn)定、質(zhì)量也更高。
2無(wú)線通信技術(shù)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前電力監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線通信技術(shù)主要采用的是ZigBee技術(shù)，ZigBee技術(shù)適用于近距離的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以進(jìn)行雙向通信。
2.1快速的傳輸數(shù)據(jù)
電力監(jiān)控系統(tǒng)需要快速的數(shù)據(jù)傳遞，這樣才能夠在終端計(jì)算機(jī)上對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行控制，ZigBee技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一就是傳輸?shù)乃俾瘦^快，電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)是瞬息萬(wàn)變的，如果采集設(shè)備所采集到的信息不能夠及時(shí)的傳遞給終端計(jì)算機(jī)，那么電力工作人員就無(wú)法快速的得知電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行動(dòng)態(tài)，從而無(wú)法對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管控。
2.2提高了工作效率
電力監(jiān)控系統(tǒng)更大限度的加快了電力部門的工作效率，使其能在電力故障發(fā)生之后迅速的反應(yīng)，并排除故障。但是在沒(méi)有運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)之前是無(wú)法實(shí)施快速的檢修與搶修。因此在電力故障發(fā)生之后會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以很好的改變電力故障中存在的問(wèn)題，使得電力工作人員能夠在發(fā)生電力故障之后迅速的找出故障位置，快速的消除故障，更大限度的挽回經(jīng)濟(jì)損失。
2.3降低系統(tǒng)建造成本
（一）環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中空間意識(shí)的概述在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，環(huán)境中實(shí)體和空間是構(gòu)成環(huán)境兩個(gè)彼此依賴的最為重要的方面，環(huán)境設(shè)計(jì)的主體首先是空間，其次才是創(chuàng)造出適合人類的需求，因此環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)著重的認(rèn)識(shí)環(huán)境的空間性，在環(huán)境藝術(shù)教學(xué)的環(huán)節(jié)上加強(qiáng)對(duì)于空間意識(shí)的培養(yǎng)?？臻g被分為二維空間和三維空間，甚至還有一種思維空間，在目前已有的環(huán)境藝術(shù)的建造實(shí)例中，繪畫的應(yīng)用是二維空間，雕塑的應(yīng)用則是三維空間，建筑物的應(yīng)用就是思維空間的最佳體現(xiàn)，這些空間意識(shí)已經(jīng)是構(gòu)成了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的基本元素，由此可見(jiàn)環(huán)境藝術(shù)的重要性。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，空間具有多種的表現(xiàn)形式，構(gòu)成空間的形式也是多種多樣，因此建筑藝術(shù)空間成為了環(huán)境藝術(shù)的主體，并時(shí)刻表現(xiàn)在環(huán)境設(shè)計(jì)的教學(xué)之中，因此培養(yǎng)學(xué)生的空間意識(shí)主要是培養(yǎng)學(xué)生具有多維空間的意識(shí)以及不同的空間屬性整合后的空間意識(shí)。
（二）環(huán)境藝術(shù)空間的特征
1.環(huán)境藝術(shù)空間的真實(shí)性在美術(shù)藝術(shù)手法的多重表現(xiàn)之中，工藝美術(shù)、繪畫以及雕塑都是造型藝術(shù)中較常見(jiàn)的審美形象，在表現(xiàn)形式之中是以實(shí)體的形式存在的，這些藝術(shù)表現(xiàn)形式在創(chuàng)作的過(guò)程中最主要的就是要體現(xiàn)出作品中的逼真性和感染力，努力的展現(xiàn)出空間感，但是在真正的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，所具有的空間感是真實(shí)的，而不是通過(guò)不同的藝術(shù)手法展現(xiàn)出真實(shí)的空間感，也只有環(huán)境藝術(shù)才可以突出表現(xiàn)出空間性審美特征，倘若僅以平面的照片或者是圖畫是不可能使得環(huán)境藝術(shù)展現(xiàn)出生機(jī)勃勃的精致以及整體空間氣勢(shì)與空間意境，這些都不符合三維空間中對(duì)于藝術(shù)的追求，所以環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的空間感的真實(shí)性是提升環(huán)境空間感重要性的一點(diǎn)。
2.環(huán)境藝術(shù)空間的固定性環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)創(chuàng)作必需在真實(shí)的地質(zhì)之上，一旦環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)被敲定，環(huán)境藝術(shù)的裝飾品被制作成功之后，就是不能隨意的在空間范圍內(nèi)移動(dòng)，受到空間范圍內(nèi)的因素制約比較多，因此在進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)在完成之后具有較強(qiáng)的審美性，就一定要使得環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的涉及到的街道、建筑、公園甚至是一座廣場(chǎng)，都受到特定的空間的制約，因此要與周圍的環(huán)境保持著各種的聯(lián)系，在環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)中保持環(huán)境藝術(shù)空間審美的固定性特征。只有妥善處理好設(shè)計(jì)作品與周圍大環(huán)境之間的關(guān)系，才可以成功的創(chuàng)造出環(huán)境的藝術(shù)設(shè)計(jì)的意境，達(dá)到預(yù)想的效果。
二、在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中空間意識(shí)的鍛煉學(xué)習(xí)方法
（一）學(xué)會(huì)在多媒體技術(shù)的應(yīng)用中創(chuàng)造出空間的情景由于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者一定要掌握環(huán)境的空間意識(shí)，所以空間意識(shí)的培養(yǎng)就成為了環(huán)境藝術(shù)教學(xué)中的重點(diǎn)。為了使得學(xué)生充分的認(rèn)識(shí)到空間意識(shí)的重要性，環(huán)境藝術(shù)界內(nèi)的專家認(rèn)為首先要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)空間意境，使得環(huán)境藝術(shù)的學(xué)習(xí)者可以通過(guò)聞、摸、嘗、聽(tīng)以及看等感官感受中增強(qiáng)對(duì)于空間的感知。在現(xiàn)代技術(shù)中，多媒體技術(shù)在教學(xué)中的使用是最常見(jiàn)的，在環(huán)境藝術(shù)教學(xué)中對(duì)于創(chuàng)造空間意境也是相當(dāng)容易的，使用多媒體技術(shù)進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，設(shè)計(jì)環(huán)境空間情景，在這一過(guò)程中學(xué)生一定要學(xué)會(huì)通過(guò)感官的感受體驗(yàn)環(huán)境的空間意識(shí)。
（二）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的空間體驗(yàn)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，教師教育學(xué)生產(chǎn)生初步的空間感并不是一件十分困難的事情，但是如何使得學(xué)生合理的利用空間感進(jìn)行環(huán)境設(shè)計(jì)，使得環(huán)境展現(xiàn)出更高的藝術(shù)性則是一件十分困難的事情，因此，為了使得學(xué)生更好的掌握空間意識(shí)，更合理的在環(huán)境設(shè)計(jì)內(nèi)展現(xiàn)出空間感，所以一定教師應(yīng)當(dāng)在課堂上通過(guò)多媒體圖片或者是視頻調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，在這一過(guò)程中，學(xué)生們應(yīng)當(dāng)積極地參與到空間環(huán)境內(nèi)的體驗(yàn)中，這是學(xué)生可以加強(qiáng)對(duì)各種各樣環(huán)境空間實(shí)體的了解，對(duì)一些空間造型和特征有一個(gè)基本的感知和概念，其次，當(dāng)教師在課堂教學(xué)中開(kāi)展實(shí)踐性的教學(xué)的時(shí)候，學(xué)生應(yīng)當(dāng)積極的參與到環(huán)境藝術(shù)空間觀察、體驗(yàn)之中，例如教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀一些著名建筑的設(shè)計(jì)，進(jìn)行參觀，布置一些環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)類的作業(yè)，學(xué)生可以充分的利用自己的想象力進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓教師對(duì)于學(xué)生的作品進(jìn)行內(nèi)容點(diǎn)評(píng)，在教師的教導(dǎo)之下學(xué)生可以充分的認(rèn)識(shí)到自己環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)作品的不足，學(xué)生在教師的點(diǎn)評(píng)的過(guò)程中逐漸的樹(shù)立正確的、合理的、科學(xué)的空間意識(shí)，提升學(xué)生對(duì)于環(huán)境空間感的實(shí)踐教學(xué)，提升學(xué)生對(duì)于空間的體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生形成正確的空間意識(shí)。
（三）加強(qiáng)學(xué)生的眼手心的協(xié)調(diào)性訓(xùn)練，提高學(xué)生對(duì)于空間的把握能力環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)者在完美的使用眼手心之間的關(guān)系而完成的作品，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，眼手心充分的發(fā)揮自己的作用：眼睛對(duì)于環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作具有整體的空間感知，對(duì)于空間結(jié)構(gòu)以及空間形式的把握具有初步的認(rèn)識(shí)，手對(duì)于環(huán)境藝術(shù)的創(chuàng)作在于對(duì)于美術(shù)技巧的掌握，也就是接觸材料并進(jìn)行體驗(yàn)的制作技能，心則是對(duì)于環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作的一個(gè)整體的感知，將藝術(shù)創(chuàng)作能錄、個(gè)體思想以及個(gè)體的主觀意識(shí)用正確的方法展現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于眼與手的技能進(jìn)行加工。當(dāng)眼手心三者之間的關(guān)系得到最佳的協(xié)調(diào)之后，環(huán)境藝術(shù)的空間意識(shí)就被學(xué)生們以最完美的方式展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生在這一過(guò)程中增強(qiáng)了對(duì)于空間情感的把握。
三、總結(jié)
室外空間是別墅區(qū)別于普通住宅的最大優(yōu)勢(shì)，因此也是別墅規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要部分。由于別墅市場(chǎng)的多樣化，各種容積率的別墅規(guī)劃設(shè)計(jì)使得別墅具有豐富多樣的室外空間模式。室外空間作為別墅的一個(gè)不可分割的部分，提供給人們的別墅感覺(jué)可能更重要。別墅室內(nèi)的空間是兩層、三層，跟城里面的復(fù)式住宅沒(méi)有什么區(qū)別，而別墅建筑之外的環(huán)境，卻能使自己真正置身于私家花園，享受到清新自然的優(yōu)美景色。如何使別墅的室外空間更好地滿足不同人群的需要，更好地和室內(nèi)空間配合，是設(shè)計(jì)師需要周詳考慮的問(wèn)題。
早期的包括現(xiàn)在的一些別墅規(guī)劃設(shè)計(jì)更注重單體本身，戶型本身，講究它的豪華氣派，室外空間質(zhì)量往往容易被人們忽視，以為在庭院中有養(yǎng)花弄草、挖池疊石的余地就足夠了。實(shí)際上這只解決了庭院有無(wú)的問(wèn)題，還沒(méi)達(dá)到庭院私密性的營(yíng)造和使用功能細(xì)化的層面，更不用說(shuō)上升到藝術(shù)性的高度了。在室外空間的設(shè)計(jì)中，更需強(qiáng)調(diào)其在水平方向和垂直方向上的延伸和滲透，既要照顧陽(yáng)臺(tái)、露臺(tái)、庭院之間的關(guān)系，也要考慮庭院空間區(qū)域的使用功能和空間效果。再就是室內(nèi)外空間的融合。同時(shí)，相鄰別墅的室外空間之間互相影響，即便是私有庭院，也要與小區(qū)景觀空間體系相協(xié)調(diào)。
而作為一個(gè)完整的別墅來(lái)講，它的室內(nèi)生活空間跟室外空間應(yīng)該是統(tǒng)一的，密不可分的?？赡苁彝饪臻g看起來(lái)是足夠的，但是要把別墅當(dāng)做生活空間考慮，而不是作為財(cái)富炫耀載體來(lái)看，它的室外生活空間相當(dāng)重要，這樣對(duì)它的設(shè)計(jì)，包括它的私密性，有效利用空間大小等方面的考慮更具有實(shí)際意義。
1不同的使用人群對(duì)空間要求不同
別墅作為高端住宅的統(tǒng)稱，從最高端至最低端之間，應(yīng)該有一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品。這些產(chǎn)品針對(duì)不同的客戶群體，決定別墅市場(chǎng)多樣化，而且更多的劃分出不同層次。不同的人群有迥異的生活方式和觀念。生活方式對(duì)戶型的影響，在普通公寓和別墅產(chǎn)品中效果完全不同。普通公寓住宅是求大同、存小異。而別墅由于室內(nèi)外空間的充足和靈活，則是求大異、存小同。人們選擇別墅，也就是選擇了一種新的生活方式。同樣，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)別墅，也就是設(shè)計(jì)一個(gè)適應(yīng)于新生活方式的容器。
別墅規(guī)劃之初，應(yīng)該詳細(xì)研究其可能的客戶群的特征，了解其生活習(xí)慣、文化觀念、價(jià)值取向乃至精神追求等人文因素，還有使用特征、消費(fèi)特征等諸多方面。如，在北京市高端別墅市場(chǎng)需求調(diào)研分析中，在針對(duì)度假物業(yè)使用時(shí)間的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有83％的受訪人群每月使用一次以上，其中，每周使用一次的受訪者達(dá)到28％。周末前往度假型物業(yè)居住，已經(jīng)成為他們郊外休閑娛樂(lè)的重要選擇。在針對(duì)度假物業(yè)使用人群的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有92％的受訪人群喜歡10人以下一起度假。這些度假的人群同時(shí)喜歡用小范圍內(nèi)的聚會(huì)來(lái)和大家分享閑暇時(shí)光，因此更注重室內(nèi)公共空間。而對(duì)于把別墅作為第二居所的人群來(lái)說(shuō)，他們購(gòu)買別墅是為了享有更高品質(zhì)的生活，因此比度假型人群更注重私有的庭院和周邊的自然環(huán)境，注重回歸自然的精神境界。必要而詳盡的調(diào)查有助于把握整體的空間設(shè)計(jì)。
2別墅室外空間的私密性
以往很多別墅室外空間是規(guī)劃后剩下的空間，本身私密性和功能沒(méi)有考慮周到，只是有了庭院的面積，可以養(yǎng)花種草，但是這樣的空間經(jīng)常無(wú)法保證業(yè)主在使用的時(shí)候可以避免干擾。在別墅規(guī)劃階段開(kāi)始，就應(yīng)該對(duì)室外空間作出統(tǒng)一考慮，如何保證庭院的私密性，又要保證在庭院之中對(duì)外面的良好的視線。
很多人仍懷念四合院的特點(diǎn)，實(shí)際上四合院的特點(diǎn)就在于它提供了一個(gè)特別具有私密感的室外生活空間，它的以家庭院落為中心，街坊鄰里為干線，社區(qū)地域?yàn)槠矫娴纳鐣?huì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，符合中國(guó)人特有的傳統(tǒng)文化觀念，這一點(diǎn)是四合院特有的，也是中國(guó)的特點(diǎn)。住在四合院，人與人之間能產(chǎn)生一種凝聚力與和諧氣氛，同時(shí)有一種安全穩(wěn)定感和歸屬親切感。
獨(dú)立住宅的最不利間距在六米左右，既不利于側(cè)窗的開(kāi)設(shè)也不利于側(cè)院的使用，遺憾的是，目前獨(dú)立住宅大多數(shù)項(xiàng)目恰恰如此。宅間距離要么遠(yuǎn)些、要么近些。調(diào)整臥室的位置與良好的社區(qū)規(guī)劃布局，能有效改進(jìn)獨(dú)立住宅的私密性。從設(shè)計(jì)上分析，獨(dú)立住宅的間距應(yīng)在六米的基礎(chǔ)上，適當(dāng)擴(kuò)大，利用樹(shù)木綠籬等元素提高私密性；亦可把間距適當(dāng)縮小，使相鄰住宅開(kāi)窗的錯(cuò)位更明顯，也可提高私密性。獨(dú)立住宅設(shè)置寬敞的屋頂露臺(tái)，是目前開(kāi)發(fā)商增加賣點(diǎn)的重要手段，但過(guò)多地設(shè)計(jì)不合理的露臺(tái)和陽(yáng)臺(tái)使獨(dú)立住宅產(chǎn)生視線干擾。獨(dú)立住宅應(yīng)強(qiáng)調(diào)“地平線的生活”，即生活空間向地面層集中，過(guò)多的露臺(tái)陽(yáng)臺(tái)的設(shè)置與這種精神并不吻合。設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量保證地面層室內(nèi)外生活空間的私密性，不要一味效仿西方建筑，更應(yīng)關(guān)注獨(dú)立住宅的精華空間——地面層。
3別墅室外的鄰里空間
3.1鄰里空間
居住空間不僅僅是城市地域空間內(nèi)某種功能建筑的空間組合，還是人們生活、居住活動(dòng)所整合而成的社會(huì)——空間系統(tǒng)。居住空間從其本質(zhì)上而言是一種社會(huì)空間，城市居住社區(qū)是一個(gè)由家庭、鄰里等基本單位整合而成的社會(huì)、空間統(tǒng)一體，其中家庭是最基本的組織單元，若干具有密切交往和穩(wěn)定交往與互動(dòng)的家庭就形成鄰里，若干個(gè)鄰里的有機(jī)整合就形成了復(fù)雜的社會(huì)、空間系統(tǒng)，即居住社區(qū)。鄰里住戶間的關(guān)系變化很大，有些地區(qū)鄰里住戶間只是點(diǎn)頭、打一下招呼而已；有些地區(qū)關(guān)系很近，經(jīng)常有交談、互相幫助；有些婦女還經(jīng)常在一起議論、交換信息，有時(shí)某家出了事，鄰居們也會(huì)去安慰照顧。一般在出現(xiàn)危機(jī)的情況下鄰里住戶間為保衛(wèi)共同利益，互相間的關(guān)系達(dá)到。Keller于1968年在《城市鄰里》一書中提到鄰里活動(dòng)的內(nèi)容：在危險(xiǎn)情況下能互相幫助，交換信息，尤其是與大家的共同利益有關(guān)的話題。鄰里住戶間接觸的頻率城里比鄉(xiāng)下低得多，城里的鄰居住戶可能在家中、在街上、在社區(qū)設(shè)施中，如學(xué)校、商店相遇。而別墅相對(duì)于普通住宅，其鄰里關(guān)系更弱，可能社區(qū)別墅作為人的居住空間同樣需要鄰里空間，但是和一般居住區(qū)的鄰里空間有所不同，需要更注意到各住戶之間的私密性。既要積極創(chuàng)造適合鄰里交往的空間，又要絕對(duì)保證住戶不受干擾。
3.2如何通過(guò)設(shè)計(jì)營(yíng)造別墅中的鄰里空間
別墅的鄰里空間在設(shè)計(jì)中常被忽視，比起鄰里關(guān)系，設(shè)計(jì)者們往往更注重私密性。但隨著時(shí)代的發(fā)展，購(gòu)買別墅的客戶群已經(jīng)在意識(shí)形態(tài)和觀念上有了很大的變化，已經(jīng)從過(guò)去簡(jiǎn)單的追求到了現(xiàn)在非常高的要求，他們都與朋友、與鄰居共同交流，共同分享他們成功的喜悅。因此買一棟別墅不僅僅是買一棟房屋，更重要的是買到一群與自己經(jīng)歷相似，志趣相投的朋友作鄰居，在一個(gè)溫暖的、親情的鄰居氛圍進(jìn)行交往。這是別墅市場(chǎng)最近的發(fā)展趨勢(shì)，所以應(yīng)該有全新的組織空間形式滿足他們的要求。應(yīng)該在設(shè)計(jì)中有意識(shí)地采取不同的鄰里空間模式，特別注重小群體的營(yíng)造。
要制造鄰里關(guān)系就應(yīng)有靈活的規(guī)劃布局，平行的鄰里關(guān)系就不會(huì)太近，比如一大排房子，出門就是大路，人們?cè)诓慌龅綄?duì)方的時(shí)候，鄰里關(guān)系就自然不親切，就比較獨(dú)立。而獨(dú)立的房子圍合起一個(gè)共用空間后，情況就改觀了，只要處理好視角和透視關(guān)系，就會(huì)感覺(jué)鄰里更親近。
營(yíng)造鄰里氛圍首先就應(yīng)該有人們?cè)敢庵蒙砥渲械氖彝猸h(huán)境，只有停留才有可能發(fā)生交往，才有可能產(chǎn)生鄰里關(guān)系。鄰里空間講究的是場(chǎng)所感，即人對(duì)場(chǎng)所的認(rèn)同度?？臻g設(shè)計(jì)應(yīng)以人的參與便利性為主，如中心庭院的碎石步道、木棧道、淺溪河石、廊架木椅等，設(shè)計(jì)多種參與景觀的渠道。此外，便捷舒適的社區(qū)俱樂(lè)部也是營(yíng)造鄰里關(guān)系的一種好方式，在俱樂(lè)部中討論的問(wèn)題可以非常廣泛和實(shí)際，這也是營(yíng)造和睦社區(qū)的軟環(huán)境，他們甚至可以經(jīng)常討論一些有關(guān)公共利益的東西，從而產(chǎn)生對(duì)社區(qū)的歸屬感和責(zé)任感。當(dāng)然，這里也需要把握合適的程度。
4室內(nèi)外空間的過(guò)渡
在所有的建筑類型中，別墅是室內(nèi)空間與室外空間融合得最好的，因?yàn)橛凶疃嗟臋C(jī)會(huì)創(chuàng)造豐富多變的室內(nèi)外過(guò)渡空間，同時(shí)由于空間的復(fù)雜，別墅室內(nèi)外過(guò)渡空間也是最難于處理的一種類型。
由于很多別墅規(guī)劃設(shè)計(jì)中的脫節(jié)，規(guī)劃、建筑、景觀分別由不同的設(shè)計(jì)師來(lái)完成，就形成了一些盲點(diǎn)、一些空白。比如在建筑和室外相交接的地方，那些露臺(tái)、平臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)、建筑入口處、門斗、雨罩等位置的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，經(jīng)常是既不屬于建筑師的工作，又不屬于園林師的工作。因而缺乏深入的設(shè)計(jì)處理。而這些位置對(duì)于業(yè)主的生活體驗(yàn)又構(gòu)成非常重要的一環(huán)。在環(huán)境行為學(xué)的研究中表明，人愿意在半公共、半私密的空間逗留，這樣他可以既有對(duì)公共空間的參與感，又能看到外面人群或自然中的各種活動(dòng)，如在陽(yáng)臺(tái)向遠(yuǎn)處眺望、在窗內(nèi)向窗外看等。好的過(guò)渡空間設(shè)計(jì)能夠極大地提高空間的可利用性與靈活性。過(guò)渡空間越充分，越有余地，居家的私密性就越強(qiáng)，也越少外界干擾，同時(shí)也越有助于體現(xiàn)業(yè)主的身份地位和尊嚴(yán)，當(dāng)然也就越能體現(xiàn)其居住價(jià)值。
