淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

葉亭 溫曉岳

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用的迅速發(fā)展以及安防技術(shù)在維

護(hù)社會(huì)穩(wěn)定中的重要作用，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合安防系統(tǒng)使內(nèi)部各子系統(tǒng)之間能協(xié)調(diào)工作，構(gòu)成一個(gè)完整安全技術(shù)防范體系，可以很好地解決傳統(tǒng)人防帶來(lái)的弊端。本文概述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了視頻監(jiān)控、防盜報(bào)警、門(mén)禁系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)的通訊等相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 安防系統(tǒng) RFID

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展，社會(huì)公共安全受到人們的廣泛關(guān)注。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，智能安防技術(shù)及其應(yīng)用的迅速發(fā)展，在維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和家庭安全方面發(fā)揮了重要的作用[1]。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)后信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，它廣泛應(yīng)用于智能家居、智能交通、公共安全、環(huán)境保護(hù)、個(gè)人健康、食品溯源等領(lǐng)域。因此，將傳統(tǒng)安防系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以很好地解決傳統(tǒng)人防帶來(lái)的弊端，實(shí)現(xiàn)區(qū)域入侵檢測(cè)報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控及錄像取證。系統(tǒng)通過(guò)與人防手段結(jié)合，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，提升建筑物安全管理等級(jí)，節(jié)省人力和物力的投入。

1 物聯(lián)網(wǎng)及安防的相關(guān)技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn) 顧名思義，所謂物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)稱IOT。為了有效地實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的功能，其利用射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)以及激光掃描器等給每個(gè)實(shí)體對(duì)象一個(gè)唯一的編碼，從而將覆蓋世界的任何實(shí)物與物聯(lián)網(wǎng)相連來(lái)進(jìn)行信息的交換和通訊[2]。物聯(lián)網(wǎng)具有最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，包括末端設(shè)備和“外在使能”，可通過(guò)各種無(wú)線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，提供安全可控的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、安全防范等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營(yíng)”一體化。

1.2 安防系統(tǒng)的特點(diǎn) 安防系統(tǒng)是建筑智能化中的一個(gè)必不可少的子系統(tǒng)，是確保人身、財(cái)產(chǎn)及信息資源安全的重要設(shè)備系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，安防自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟且應(yīng)用廣泛。安防系統(tǒng)主要包括：防盜報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、訪問(wèn)對(duì)講系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)和停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等。在實(shí)際的應(yīng)用中，這些子系統(tǒng)的部署和管理都相對(duì)獨(dú)立，并發(fā)揮著重要的作用。

2 物聯(lián)網(wǎng)在智能安防系統(tǒng)中的核心技術(shù)

2.1 視頻監(jiān)控 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)安防系統(tǒng)中的重要組成部分，它是報(bào)警系統(tǒng)中有效的復(fù)核手段。視頻監(jiān)控具有直觀、方便、實(shí)時(shí)、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。而物聯(lián)網(wǎng)為了實(shí)現(xiàn)大面積、多場(chǎng)景以及全天候的安防檢測(cè)，從而將攝像機(jī)、射頻設(shè)備和雷達(dá)等傳感器融入整個(gè)安防控制網(wǎng)絡(luò)中。由于一旦在監(jiān)控畫(huà)面中發(fā)現(xiàn)異常情況，物聯(lián)網(wǎng)能夠以最快的方式發(fā)出警報(bào)并提供有價(jià)值的信息，因此，不僅能夠有效地協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并可以最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)的現(xiàn)象。如圖1所示，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層主要包括各種視頻圖像采集設(shè)備，采集各種視頻圖像信息以實(shí)現(xiàn)對(duì)“物”的識(shí)別。網(wǎng)絡(luò)層將視頻圖像采集設(shè)備所采集到的視頻圖像信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、信息網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層。應(yīng)用層中的智能視頻分析技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過(guò)模式識(shí)別等技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別監(jiān)控畫(huà)面中的人、車和物體，并且可以智能化地判斷監(jiān)控畫(huà)面中的異常情況，及時(shí)向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，極大地提高了視頻監(jiān)控的智能化和安全可靠性。

2.2 防盜報(bào)警 防盜報(bào)警系統(tǒng)是對(duì)重要區(qū)域的出入口、財(cái)務(wù)及貴重物品儲(chǔ)藏區(qū)域的周界及重要部位進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)主要由探測(cè)器、區(qū)域控制器和報(bào)警控制中心的計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成。系統(tǒng)中采用的探測(cè)器有動(dòng)體監(jiān)測(cè)器、振動(dòng)探測(cè)器、玻璃破碎探測(cè)器、被動(dòng)式紅外線接收探測(cè)及主-被動(dòng)發(fā)射接收器等。一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常情況，經(jīng)系統(tǒng)判斷為非法入侵，系統(tǒng)將采用現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、短信報(bào)警、電話報(bào)警等方式發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)的視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更密切的監(jiān)控。防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

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圖2 防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 門(mén)禁系統(tǒng) 門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用可以說(shuō)是無(wú)處不在。在安防系統(tǒng)中除了使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)外，最多的就是對(duì)進(jìn)出的人員及車輛進(jìn)行身份識(shí)別。傳統(tǒng)模式為了判斷進(jìn)出人員的身份是否可疑，往往通過(guò)安保人員對(duì)其進(jìn)行身份信息的判斷，雖然該方法十分有效，但是卻存在身份偽造、錯(cuò)漏以及效率低等現(xiàn)象。而射頻識(shí)別即RFID作為一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，能夠利用射頻信號(hào)的空間耦合或反射的傳輸特性自動(dòng)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行識(shí)別的同時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有可靠性高、不易偽造以及非接觸、效率高等優(yōu)點(diǎn)，從而很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方式的不足[3]。

RFID系統(tǒng)主要由讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽以及中間件組成，首先在電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)了預(yù)先將被識(shí)別物體的相關(guān)信息，讀寫(xiě)器通過(guò)天線發(fā)送射頻信號(hào)能夠獲取標(biāo)簽中的信息，或者在標(biāo)簽中寫(xiě)入信息，然后經(jīng)過(guò)處理采集的標(biāo)簽信息做出決策判斷。此系統(tǒng)一般采用非接觸式RFID卡，當(dāng)持卡人靠近門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，讀寫(xiě)器會(huì)將采集的序列號(hào)發(fā)送到主控機(jī)和PC機(jī)，通過(guò)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)信息比較，如果此卡已經(jīng)注冊(cè)則通過(guò)驗(yàn)證并允許進(jìn)入，反之則禁止進(jìn)入并觸發(fā)警報(bào)。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)的通訊 基于物物相連來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、處理、共享、識(shí)別和決策的全過(guò)程即物聯(lián)網(wǎng)。而通過(guò)匯總和分析各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)采集的信息將原來(lái)沒(méi)有聯(lián)系的監(jiān)測(cè)點(diǎn)連接起來(lái)，從而形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防系統(tǒng)應(yīng)用中最突出的功能。

傳感器網(wǎng)絡(luò)具有豐富的通信傳輸接口類型，目前傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的通信技術(shù)主要有WiFi、藍(lán)牙、Zigbee 、RFID 等。在將來(lái)，除了傳感網(wǎng)絡(luò)會(huì)向下一代Ipv6網(wǎng)絡(luò)演化外，傳感器終端也會(huì)更加趨于智能化，主要表現(xiàn)在體積小、功耗低、信息雙向傳遞以及便于維護(hù)等方面。此外，由于物聯(lián)網(wǎng)主要涉及個(gè)人隱私、商業(yè)信任和安全等，從而具有極高的安全和隱私要求，因此，為了避免識(shí)別和跟蹤未被授權(quán)的信息，必須確保人和物的隱私。

物聯(lián)通信網(wǎng)關(guān)功能包括：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[4]。由于這些網(wǎng)關(guān)功能不僅有效實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和軟件之間的對(duì)接，更實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的自我管理，從而給用戶提供了擴(kuò)展功能。為了給予物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域應(yīng)用有效的支撐，可以通過(guò)將網(wǎng)關(guān)改造為區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)中心控制設(shè)備的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

安防系統(tǒng)作為由各個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)完整的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的綜合管理能夠有效實(shí)現(xiàn)各部分的聯(lián)動(dòng)控制。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)中，能夠使安防系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)安全隱患的時(shí)候更加快速準(zhǔn)確，從而有效協(xié)助安全人員處理危機(jī)。此外，在傳遞信息的時(shí)候采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅能夠極大的縮短報(bào)警時(shí)間而有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)的兼容性而便于系統(tǒng)的維護(hù)、互通和升級(jí)。

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