基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安防系統(tǒng)

連天鋒

【摘要】隨著信息化時(shí)代的到來(lái)與群眾生活水平的日漸提升，實(shí)現(xiàn)智能化家居生活將是發(fā)展的必然趨勢(shì)。物聯(lián)網(wǎng)不僅涵蓋了互聯(lián)網(wǎng)整體功能，而且其物理實(shí)體與物理實(shí)體間能良好通信；并把物理實(shí)體和虛擬網(wǎng)絡(luò)相連起來(lái)，讓用戶不受空間因素限制的對(duì)物理實(shí)體進(jìn)行控制。根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能家居安防系統(tǒng)及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析，其次分析研究了物聯(lián)網(wǎng)智能家居安防系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建和工作原理。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【Abstract】With the advent of the information age and the rising standard of living of the masses， to achieve intelligent home life will be the inevitable trend of development. Internet of Things not only covers the overall function of the Internet， but also its physical entities and physical entities can communicate well； and physical entities and virtual networks connected to allow users from space constraints on the physical entities to control. According to their own work experience， firstly， the intelligent home security system and its characteristics are analyzed. Secondly， the system construction and working principle of the intelligent home security system are analyzed and analyzed.

【Key words】Internet of things；Intelligent home；Security system design

1. 前言

物聯(lián)網(wǎng)是以無(wú)線傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的物流網(wǎng)絡(luò)，隨著技術(shù)與應(yīng)用的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵有了較大變化。早在2005 年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在《The Internetof things》報(bào)告中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)概念進(jìn)行擴(kuò)展，在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)、任何物體之間的互聯(lián)，無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)和無(wú)所不在計(jì)算的發(fā)展愿景，智能終端、傳感器技術(shù)等技術(shù)將被更加廣泛地應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”均具有標(biāo)識(shí)、物理屬性以及實(shí)質(zhì)上的個(gè)性，使用智能接口，完成與信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫整合。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為“感知 - 傳輸 - 處理- 反饋”。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能安防系統(tǒng)的完美組合，可以實(shí)現(xiàn)全面的的安全管理和安全保護(hù)，使得安全管理機(jī)構(gòu)可以全方位的監(jiān)控所有的安全測(cè)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能安防系統(tǒng)能力的大幅提升。

2. 智能安防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)/ 泛傳感器網(wǎng)絡(luò)系指在物理世界的實(shí)體內(nèi)，部署具有一定感知能力、執(zhí)行能力或計(jì)算能力的各類信息傳感設(shè)備，使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施完成信息傳輸，從而實(shí)現(xiàn)大范圍的人與物、物與物之間的信息交換需求的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)由各種末端網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層3個(gè)層次組成，傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)末端采用的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能安防系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)體系包括三個(gè)層次。第一層為傳感網(wǎng)絡(luò)。包括智能家電、監(jiān)控終端、門(mén)禁終端、RF 讀寫(xiě)器等，這些設(shè)備一般帶有 RF 讀寫(xiě)器或紅外、ZIGBEE、藍(lán)牙、GPRS等配備數(shù)據(jù)通信模塊的傳感器，能夠提供底層的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集；第二層為傳輸網(wǎng)絡(luò)，包括寬帶網(wǎng)絡(luò)與安防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的傳送功能、電信網(wǎng)關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)傳送功能兩部分，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算；第三層為應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，主要包括物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用功能、網(wǎng)關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能以及由物業(yè)安全監(jiān)控平臺(tái)等組成的第三方應(yīng)用功能。第三方應(yīng)用主要用于實(shí)現(xiàn)跟蹤具體的安全管理異常。

3. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安防系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能視頻監(jiān)控。

（1）傳統(tǒng)安防系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種報(bào)警手段，具有通觀全局、一目了然的特點(diǎn)，判斷事件具有很高的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，已成為安全防范系統(tǒng)技術(shù)集成的核心。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將視頻攝像機(jī)、射頻設(shè)備和雷達(dá)等傳感器納入治安防控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)大范圍、多場(chǎng)景、全天候的安防檢測(cè)。以高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為主要的傳感設(shè)備，通過(guò)其獲取高清監(jiān)控影像，再利用智能視頻分析系統(tǒng)對(duì)影像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，做出報(bào)警等決策，極大地提高了視頻監(jiān)控的智能化和安全可靠性。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，將智能視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，下圖1為智能視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)圖。

（2）感知層包括各種視頻采集設(shè)備，借助各種平臺(tái)，采集各種格式的視頻信息。網(wǎng)絡(luò)層將視頻采集設(shè)備所獲取到的視頻信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，任何信息源都可以連入互聯(lián)網(wǎng)，豐富和拓展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能力和覆蓋范圍。

3.2 RFID 技術(shù)及門(mén)禁系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)的針對(duì)居民社區(qū)和校園的安防中，除了使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)外，使用最多的就是對(duì)進(jìn)出社區(qū)和校園的人員、車輛進(jìn)行身份識(shí)別，通過(guò)安保人員核查人員的身份、出入證等證件雖然行之有效，但也存在身份偽造、錯(cuò)漏等現(xiàn)象，還容易發(fā)生沖突現(xiàn)象。系統(tǒng)采用非接觸式的 RFID 卡，當(dāng)持卡人靠近門(mén)禁系統(tǒng)時(shí)，讀寫(xiě)器將對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，將其序列號(hào)發(fā)送到主控機(jī)和 PC 機(jī)，通過(guò)應(yīng)用程序連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取與該卡號(hào)對(duì)應(yīng)的用戶信息，若該卡已注冊(cè)，則通過(guò)驗(yàn)證并允許其進(jìn)入，若卡中信息非法或無(wú)效，則禁止其通過(guò)并觸發(fā)警報(bào)。

3.3 智能面部識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用。endprint

（1）智能面部識(shí)別技術(shù)是指與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連的攝像頭動(dòng)態(tài)捕捉人的面部圖像，同時(shí)把捕捉到的圖像與預(yù)先錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的人臉圖像進(jìn)行比對(duì)識(shí)別。系統(tǒng)由人臉圖像采集、人臉檢測(cè)和定位、人臉圖像規(guī)范化及人臉圖像分析等部分組成，其工作原理示意圖如圖2：

（2）在社區(qū)校園安防系統(tǒng)中，在如社區(qū)銀行、校園辦公樓、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等特殊安保單位均可廣泛采用智能面部識(shí)別技術(shù)。通過(guò)圖像采集，將授權(quán)人員的面部信息存儲(chǔ)在人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可使用現(xiàn)有的PC機(jī)、攝像機(jī)等常規(guī)設(shè)備構(gòu)成智能面部識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將面部識(shí)別信息與視頻監(jiān)控信息在應(yīng)用層進(jìn)行匯集，將二者結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析，互通有無(wú)，形成對(duì)受監(jiān)控目標(biāo)的精確監(jiān)控、定位、跟蹤的目標(biāo)。

4. 智能安防系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

智能安防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的目的是打造一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，在這個(gè)安全監(jiān)控自動(dòng)化的平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)門(mén)禁系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、智能設(shè)備的安全運(yùn)行，形成一個(gè)以有線接入（Cable）、寬帶接入（光纖和以太網(wǎng)）、電話接入（固話和移動(dòng)）等不同方式接入的安防服務(wù)體系。網(wǎng)關(guān)作為整個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控中心，能夠?qū)崟r(shí)觀察整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況與報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)Intemet與 GSM 網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程客戶端實(shí)現(xiàn)交互，以通知用戶報(bào)警事件的發(fā)生，用戶同樣能夠通過(guò)Intemet和 GSM 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況并能夠遠(yuǎn)程控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，全部的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及報(bào)警事件均存入網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。

4.1 智能物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)。

物聯(lián)通信網(wǎng)關(guān)功能主要包括：應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)接口模塊、多模網(wǎng)絡(luò)接入處理模塊、傳感器數(shù)據(jù)推送模塊、IP網(wǎng)絡(luò)層接口和串口、傳感網(wǎng)接口模塊、USB 等外圍設(shè)備接口。

（1）應(yīng)用平臺(tái)接口模塊：處理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)和網(wǎng)關(guān)的接口，主要為傳感數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，對(duì)內(nèi)網(wǎng)處理模塊的指令接收和返回值發(fā)送等，是物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)通道。

（2）傳感數(shù)據(jù)分發(fā)模塊：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)發(fā)送中心。平臺(tái)接口模塊和內(nèi)網(wǎng)處理模塊能夠到傳感數(shù)據(jù)分發(fā)模塊中注冊(cè)數(shù)據(jù).建立數(shù)據(jù)分發(fā)模塊的數(shù)據(jù)處理路由表。根據(jù)該表，傳感數(shù)據(jù)分發(fā)模塊決定從傳感網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的去向。同時(shí)，該模塊還負(fù)責(zé)把來(lái)自內(nèi)部處理模塊的數(shù)據(jù)和指令發(fā)送到傳感網(wǎng)絡(luò)。

（3）內(nèi)網(wǎng)處理模塊：用于處理網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用功能。該模塊可以接收來(lái)自傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù). 并根據(jù)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)反饋，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的閉環(huán)控制功能。

（4）傳感網(wǎng)接口模塊：同各種協(xié)議的智能設(shè)備通信，接收這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)交互。

上述網(wǎng)關(guān)物聯(lián)網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)與軟件將內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)接，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的自我管理功能，并給用戶提供了進(jìn)行應(yīng)用擴(kuò)展的能力，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了有效的支撐。

4.2 視頻監(jiān)控服務(wù)子系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程音頻、視頻實(shí)時(shí)互動(dòng)，主要功能是在監(jiān)視端的音頻、視頻終端完成數(shù)據(jù)的壓縮編碼，并通過(guò)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的加密與封裝，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸，客戶端完成對(duì)數(shù)據(jù)的解碼以及數(shù)據(jù)同步處理。在過(guò)程中要求偵查網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)選擇數(shù)據(jù)壓縮模式，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)線路的不穩(wěn)定狀態(tài)。

5. 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)能夠在監(jiān)控區(qū)域大范圍地分布節(jié)點(diǎn)，可以探測(cè)區(qū)域火災(zāi)、煤氣、人體紅外、物體定位以及監(jiān)控錄像等，以防止各種火災(zāi)、爆炸、中毒以及盜竊事件的發(fā)生。隨著社會(huì)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能安防系統(tǒng)的結(jié)合必將更加的緊密和智能。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）07-20-676endprint