物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

王曉軍

（內(nèi)蒙古偉益房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）技術(shù)是通過網(wǎng)絡(luò)將人與人、人與物、物與物進(jìn)行相互連接，并進(jìn)行相關(guān)信息傳遞與控制的技術(shù)方法[1]。IoT技術(shù)的整體框架由感知層、傳輸層以及應(yīng)用層3部分構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 IoT技術(shù)整體架構(gòu)

感知層位于IoT技術(shù)應(yīng)用框架的最底層，是基于IoT技術(shù)的智能安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要通過傳感器、二維碼、多媒體、射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）等獲取相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，并將這些內(nèi)容傳遞至上層的傳輸層。傳輸層又稱為網(wǎng)絡(luò)層，是為IoT技術(shù)應(yīng)用提供信息和數(shù)據(jù)傳輸支持的平臺(tái)。應(yīng)用層則是根據(jù)IoT的功能屬性及其具體應(yīng)用場景開發(fā)的應(yīng)用端口、模型，通常包括數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)和業(yè)務(wù)平臺(tái)。

從功能上看，感知層主要為IoT技術(shù)的應(yīng)用提供基本信息，并進(jìn)行相應(yīng)的信息識(shí)別；傳輸層主要為基本信息和數(shù)據(jù)的傳輸提供通信網(wǎng)絡(luò)方面的支持，使感知層與應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)信息的互通；應(yīng)用層則承擔(dān)著客戶端與服務(wù)端之間的對接工作，以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用場景下IoT的準(zhǔn)確、有效應(yīng)用[2]。

1 基于IoT技術(shù)的智能安防系統(tǒng)

基于IoT技術(shù)的智能安防系統(tǒng)是借助RFID、傳感器、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）以及激光掃描器等各類技術(shù)或裝置構(gòu)建人與物之間的信息互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)安防的智能化[3]?；贗oT技術(shù)開發(fā)的具有聯(lián)動(dòng)性質(zhì)的智能安防系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于IoT技術(shù)的智能安防系統(tǒng)架構(gòu)

基于IoT技術(shù)開發(fā)的智能安防系統(tǒng)可以最大程度降低系統(tǒng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)整體的安全性。該系統(tǒng)主要通過在空間范圍內(nèi)部署相應(yīng)的攝像機(jī)、傳感器等監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集空間內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至系統(tǒng)對應(yīng)的服務(wù)器中，供服務(wù)器進(jìn)行智能化的分析和相應(yīng)的安全狀態(tài)識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)處置。當(dāng)空間范圍內(nèi)出現(xiàn)異常情況或者有可疑人員進(jìn)入后，系統(tǒng)的報(bào)警功能就會(huì)被觸發(fā)，從而做出報(bào)警響應(yīng)。而服務(wù)器會(huì)根據(jù)前端傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間狀況的分析，快速采取相應(yīng)的應(yīng)對處置措施[4]。

安防系統(tǒng)的智能化主要體現(xiàn)在充分借助IoT技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同功能和行為之間的聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化的智能安防體系。具體而言，智能安防系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)主要包括視頻監(jiān)控與報(bào)警行為之間的聯(lián)動(dòng)、視頻監(jiān)控與門禁管理系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)、視頻監(jiān)控與AB門之間的聯(lián)動(dòng)以及視頻監(jiān)控與智能監(jiān)控之間的聯(lián)動(dòng)。其中，視頻監(jiān)控與報(bào)警行為之間的聯(lián)動(dòng)主要體現(xiàn)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)與各類報(bào)警系統(tǒng)之間的功能聯(lián)動(dòng)，一旦視頻監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)異常情況，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置，進(jìn)而產(chǎn)生聲光電警示、報(bào)警點(diǎn)圖像電視墻顯示、圖像抓拍以及錄像存儲(chǔ)等。視頻監(jiān)控與門禁管理系統(tǒng)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化拍攝室內(nèi)現(xiàn)場的動(dòng)態(tài)視頻，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)錄像，并將所有人員的出入信息記錄、保存起來。對于系統(tǒng)中未錄入的陌生人信息，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)為非法入侵者，進(jìn)而在門禁系統(tǒng)中產(chǎn)生報(bào)警信息。視頻監(jiān)控與AB門之間的聯(lián)動(dòng)是AB門管理系統(tǒng)根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行確認(rèn)，并作出相應(yīng)的開門、閉門響應(yīng)。視頻監(jiān)控與智能監(jiān)控之間的聯(lián)動(dòng)則是將覆蓋范圍內(nèi)不同位置、不同狀況的視頻監(jiān)控通過智能化的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，形成視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全方位、無死角監(jiān)控。

除了上述聯(lián)動(dòng)功能之外，智能安防系統(tǒng)還有人員定位系統(tǒng)，可以對進(jìn)入覆蓋范圍的人員移動(dòng)軌跡進(jìn)行監(jiān)控、記錄、存儲(chǔ)以及傳輸，使智能監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的安全防范判斷與行為決策。

2 IoT相關(guān)技術(shù)在智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

IoT技術(shù)涵蓋諸多的技術(shù)內(nèi)容，這些技術(shù)在智能安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中均有較多的體現(xiàn)，例如RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)以及智能識(shí)別技術(shù)。

2.1 RFID技術(shù)

目前，RFID在居民住宅、寫字樓以及校園等場所的門禁管理方面具有較多的應(yīng)用[5]。RFID是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別對象，并獲取對象中包含的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。RFID電子標(biāo)簽具有較強(qiáng)的靈活性，適用于智能安防系統(tǒng)場景。智能安防系統(tǒng)中使用較多的RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、讀寫器以及信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，當(dāng)人員攜帶具有RFID電子標(biāo)簽的物品通過讀寫器時(shí)，RFID系統(tǒng)會(huì)通過無線電波將電子標(biāo)簽中包含的信息傳送至讀寫器，并反饋給信息處理系統(tǒng)，由系統(tǒng)結(jié)合已有的信息進(jìn)行比對和處理。RFID系統(tǒng)中的讀寫器可以同時(shí)讀取多條RFID電子標(biāo)簽，并且這種讀取不受光線、非金屬覆蓋等條件因素的影響[6]。此外，其信息處理系統(tǒng)具有較大的存儲(chǔ)容量，可以實(shí)現(xiàn)信息的反復(fù)讀寫和批量讀寫，從而有效滿足智能安防系統(tǒng)在人員密集場所的應(yīng)用需求。

2.2 傳感器技術(shù)

傳感器可以感知外界聲音、光線、熱度以及濕度等信號(hào)的狀態(tài)和變化情況，并將這些信息轉(zhuǎn)化為可傳輸、可識(shí)別的信號(hào)傳送至智能安防系統(tǒng)，供安防系統(tǒng)對覆蓋范圍內(nèi)的情況進(jìn)行智能化監(jiān)測和安全防范。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器也逐漸朝著微型化、智能化、信息化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，嵌入式Web傳感器、無線傳感器等在智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用[7]。從智能安防系統(tǒng)整體角度看，傳感器主要應(yīng)用于系統(tǒng)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)位置，通過在空間內(nèi)的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)布置傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)且全面的狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集[8]。具體的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要由傳感單元、處理單元、通信單元以及電源等組成，其中傳感單元由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊構(gòu)成，處理單元由中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、存儲(chǔ)器以及嵌入式操作系統(tǒng)等構(gòu)成，通信單元由無線通信模塊組成。除了上述的基本單元外，在設(shè)計(jì)智能安防系統(tǒng)時(shí)還可以根據(jù)需要增加定位系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等，確保智能安防系統(tǒng)功能的擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3 智能識(shí)別技術(shù)

智能識(shí)別技術(shù)是通過智能識(shí)別裝置自動(dòng)獲取、識(shí)別相關(guān)對象的信息，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行比對處理[9]。作為智能化的技術(shù)類型，智能識(shí)別技術(shù)在智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更加普遍。按照識(shí)別對象的不同，可以將智能識(shí)別技術(shù)劃分為有生命識(shí)別技術(shù)和無生命識(shí)別技術(shù)。其中：有生命識(shí)別技術(shù)是識(shí)別聲音、指紋以及人臉等有生命特征的信息；無生命識(shí)別技術(shù)則是識(shí)別智能卡片、條形碼、電磁波等沒有生命特征的信息[10]。

在實(shí)際的智能安防系統(tǒng)開發(fā)中，智能識(shí)別技術(shù)在出入口控制系統(tǒng)和訪客管理系統(tǒng)方面有較多的應(yīng)用。出入口控制系統(tǒng)中，智能識(shí)別技術(shù)通過識(shí)別指紋、密碼、人臉等特征來判斷出入者是否屬于本小區(qū)或單位經(jīng)常出入的人員，進(jìn)而向智能安防系統(tǒng)發(fā)出通行或者禁止通行的指令。除此之外，出入口控制系統(tǒng)還可以對車輛進(jìn)行識(shí)別和管理。訪客管理系統(tǒng)通過聲音、人臉等生物特征對訪客的身份進(jìn)行識(shí)別和驗(yàn)證，進(jìn)而做出安防管理方面的行為響應(yīng)。需要注意的是，由于智能安防系統(tǒng)應(yīng)用中的智能識(shí)別是將現(xiàn)場采集到的信息與智能安防系統(tǒng)對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中已有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對，因此在實(shí)際應(yīng)用中要注意對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新，以提高智能安防系統(tǒng)識(shí)別的精準(zhǔn)性和有效性[11]。

3 結(jié) 論

綜上所述，IoT技術(shù)為智能安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。開發(fā)基于IoT技術(shù)的智能安防系統(tǒng)，不僅能夠整合各種資源，逐步實(shí)現(xiàn)人、物等要素的互聯(lián)互通，而且還能提高智能安防的實(shí)用性。目前，包括RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能識(shí)別技術(shù)在內(nèi)的IoT技術(shù)在智能安防系統(tǒng)中得到了廣泛且深入的應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。