多響應(yīng)視頻監(jiān)控樓宇防盜門系統(tǒng)探析

劉彤彤，商 坤

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

0 引言

在當(dāng)前入室盜竊的犯罪行為中，有很大一部分是犯罪分子多日連續(xù)觀察目標(biāo)房屋晚間有無(wú)燈亮，并在樓宇單元門外或者在房屋門外按門鈴，試探屋內(nèi)有無(wú)人員響應(yīng)。 若目標(biāo)房無(wú)燈亮并多次按門鈴而無(wú)人員響應(yīng)，犯罪分子就會(huì)大膽地實(shí)施犯罪活動(dòng)。

在現(xiàn)行的樓宇安防系統(tǒng)中，有些單元門有視頻通話功能，可以讓屋內(nèi)人員探視樓外呼叫人員的影像；有些在房屋入室門上安裝貓眼，使屋內(nèi)人員可以探視到房屋外呼叫人員。 但如果房屋內(nèi)沒(méi)有人，則無(wú)法記錄來(lái)訪人員。 而一旦被入室盜竊，則很難確定犯罪嫌疑人。 針對(duì)這一問(wèn)題，筆者提出了多響應(yīng)視頻監(jiān)控樓宇防盜門系統(tǒng)。 該系統(tǒng)可以根據(jù)來(lái)訪者在門前作出的響應(yīng)，做出相應(yīng)的響鈴、拍照、錄像等反應(yīng)，從而為住戶提供安全保障。

1 系統(tǒng)工作原理及流程

1.1 系統(tǒng)的工作原理

根據(jù)實(shí)際情況，一個(gè)人來(lái)訪一般會(huì)先敲門或按門鈴，如果是惡意的來(lái)訪者，有可能會(huì)在門前駐足張望。 多響應(yīng)視頻監(jiān)控樓宇防盜門系統(tǒng)通過(guò)紅外傳感器、振動(dòng)傳感器，以及門鈴，可以很好地對(duì)不同的來(lái)訪方式做出響應(yīng)，并通過(guò)單片機(jī)控制攝像頭采集來(lái)訪者的信息，然后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并根據(jù)需要發(fā)送到住戶手機(jī)上。 住戶可以利用系統(tǒng)儲(chǔ)存的來(lái)訪者影像資料，或通過(guò)手機(jī)接收系統(tǒng)發(fā)送的來(lái)訪者影像信息，了解來(lái)訪者。 系統(tǒng)工作原理如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)工作原理圖Fig.1 Principle of the system work

1.2 系統(tǒng)的工作流程

系統(tǒng)工作情況分為正常模式（模式一）、夜間模式（模式二）和無(wú)人值守模式（模式三）3 種（如表1所示）。 這3 種模式可以由用戶來(lái)設(shè)定，一般住戶在家時(shí)選擇模式一或模式二，外出時(shí)可以選擇模式三。 系統(tǒng)具體的工作流程如圖2 所示。

表1 系統(tǒng)工作模式表Table 1 System work module

圖2 系統(tǒng)工作流程圖Fig.2 Flow-process of the system work

如圖2-a 所示，當(dāng)有來(lái)訪者按住戶防盜門門鈴呼叫住戶時(shí)，1min 后住戶無(wú)響應(yīng)，感光器啟動(dòng)感光（如光線充足，不亮LED 燈；如果光線不足，點(diǎn)亮LED燈）。 隨后，視頻攝像頭啟動(dòng)，拍攝1 張照片并錄像10 s，照片及錄像資料（該照片及錄像資料右下角記錄來(lái)訪時(shí)間并標(biāo)記“門鈴”字樣）上傳至住戶防盜門存儲(chǔ)器保存，并通過(guò)通訊模塊，把照片發(fā)送至戶主手機(jī)。

如圖2-b 所示，當(dāng)有來(lái)訪者在住戶防盜門外50 cm 范圍內(nèi)持續(xù)1min，但未按住戶防盜門門鈴呼叫住戶時(shí)，紅外探測(cè)器發(fā)送門鈴呼叫信號(hào)，同時(shí)，感光器啟動(dòng)感光（如光線充足，不亮LED 燈；如果光線不足，點(diǎn)亮LED 燈）。隨后，視頻攝像頭啟動(dòng)，拍攝1 張照片并錄像10 s，照片及錄像資料（該照片及錄像資料右下角記錄來(lái)訪時(shí)間并標(biāo)記“紅外探測(cè)”字樣）上傳至住戶防盜門存儲(chǔ)器保存，并通過(guò)通訊模塊，把照片發(fā)送至戶主手機(jī)。

如圖2-c 所示，當(dāng)有來(lái)訪者未按住戶防盜門門鈴，而是在5 s 內(nèi)兩次敲擊住戶防盜門呼叫住戶時(shí)，震動(dòng)傳感器發(fā)送門鈴呼叫信號(hào)，30 s 后住戶無(wú)響應(yīng)，感光器啟動(dòng)感光（如光線充足，不亮LED 燈；如果光線不足，點(diǎn)亮LED 燈）。隨后，視頻攝像頭啟動(dòng)，拍攝1 張照片并錄像10 s，照片及錄像資料（該照片及錄像資料右下角記錄來(lái)訪時(shí)間并標(biāo)記“敲門”字樣）上傳至住戶防盜門存儲(chǔ)器保存，并通過(guò)通訊模塊，把照片發(fā)送至戶主手機(jī)。

2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

由圖2 我們發(fā)現(xiàn)，防盜門系統(tǒng)接收到不同響應(yīng)后，所做的工作基本相同，即拍照、判斷是否存儲(chǔ)信息、是否發(fā)送信息。 因此，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的重點(diǎn)就是如何應(yīng)對(duì)和解決門鈴響應(yīng)、紅外響應(yīng)、震動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題。門鈴響應(yīng)在大多數(shù)已有的防盜門系統(tǒng)中都有非常成熟的技術(shù)，在此不再對(duì)其進(jìn)行深入的研究。 本文重點(diǎn)探討如何選用合適的模塊以解決紅外響應(yīng)和震動(dòng)響應(yīng)。

2.1 紅外響應(yīng)模塊

圖3 為人體感應(yīng)模塊HQ-418。 該模塊是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制產(chǎn)品，靈敏度高、可靠性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于各類自動(dòng)感應(yīng)電器，如自動(dòng)門、自動(dòng)洗手機(jī)、自動(dòng)滴液器、感應(yīng)沖水器等。 人體感應(yīng)模塊的功能特點(diǎn)為：（1）全自動(dòng)感應(yīng)。 人進(jìn)入其感應(yīng)范圍，就輸出高電平，人離開(kāi)感應(yīng)范圍，則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。 （2）光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）。即白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。（3）不可重復(fù)觸發(fā)和可重復(fù)觸發(fā)方式選擇。 不可重復(fù)觸發(fā)方式是指感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出內(nèi)容將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑豢芍貜?fù)觸發(fā)方式是指感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)，再延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖健?（4）具有感應(yīng)封鎖時(shí)間。 感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出（高電平變成低電平）后，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段。 在此時(shí)間段內(nèi)，感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。 （5）工作電壓范圍寬（DC3V～6V）。（6）微功耗。靜態(tài)電流＜50uA，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。 （7）輸出高電平信號(hào)?？煞奖闩c各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。 （8） 采貼片為BISS0001 紅外專用芯片，體積更小。

圖3 人體感應(yīng)模塊Fig.3 Body sensor module

2.2 需動(dòng)響應(yīng)模塊

圖4為震動(dòng)傳感器模塊SW-420（常閉型）。 與常開(kāi)型震動(dòng)傳感器模塊相比，它震動(dòng)觸發(fā)的時(shí)間更長(zhǎng)，可以驅(qū)動(dòng)繼電器模塊。 該模塊在產(chǎn)品不震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開(kāi)關(guān)呈閉合導(dǎo)通狀態(tài)，輸出端輸出低電平，綠色指示燈亮；產(chǎn)品震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬間斷開(kāi)，輸出端輸出高電平，綠色指示燈不亮。 輸出端可以與單片機(jī)直接相連，通過(guò)單片機(jī)來(lái)檢測(cè)高低電平，由此來(lái)檢測(cè)環(huán)境是否有震動(dòng)，起到報(bào)警作用。 該模塊特點(diǎn)為：（1）以比較器輸出信號(hào)，信號(hào)干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過(guò)15mA。 （2）工作電壓在3.3V～5V 之間。（3）以數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出（0 和1）。（4）設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝。（5）小板PCB 尺寸為3.2cm×1.4cm。（6）使用寬電壓LM393 比較器。

該系統(tǒng)還有單片機(jī)模塊、 攝像頭模塊、LCD 模塊。 這些模塊的應(yīng)用已很成熟，將其應(yīng)用到樓宇防盜門系統(tǒng)中，就能實(shí)現(xiàn)多響應(yīng)視頻監(jiān)控樓宇防盜門系統(tǒng)。

圖4 震動(dòng)傳感器模塊Fig.4 Vibration sensor module

3 結(jié)語(yǔ)

多響應(yīng)視頻樓宇防盜門系統(tǒng)使得住戶不在家時(shí)能夠記錄來(lái)訪者，并能區(qū)分來(lái)訪者以何種方式來(lái)訪，從而提高了樓宇防盜門系統(tǒng)的技術(shù)防范功能，給用戶帶來(lái)了更高的安全性和方便。 該系統(tǒng)再進(jìn)一步的研究方向是，住戶不在家時(shí)，讓其能夠與來(lái)訪者進(jìn)行視頻的監(jiān)控或交互。 這樣，如果來(lái)訪者確實(shí)有事找住戶，可以讓用戶與其直接交互；如果是惡意的來(lái)訪，用戶就可以直接監(jiān)控或交互，甚至報(bào)警。

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