基于NFC與云計算技術的智慧安防系統(tǒng)研究

周 海 赟

(南京森林警察學院， 南京 210023)

基于NFC與云計算技術的智慧安防系統(tǒng)研究

周 海 赟

(南京森林警察學院， 南京 210023)

城市人口的流動帶來了許多社會治安問題，如何更好地保障人民的生命財產(chǎn)安全成為了城市發(fā)展面臨的一個重要課題。針對常規(guī)的社區(qū)巡邏方式難以實現(xiàn)真實可靠的安全保障問題，基于近場通信與云計算技術的安防系統(tǒng)架構，提升巡檢的真實性，同時引入基于云計算的人工智能技術優(yōu)化巡邏路徑，設計了一種適合社區(qū)安防的巡邏系統(tǒng)，解決了現(xiàn)行治安巡邏監(jiān)管數(shù)字化存在的問題，提高了安防的高效性。

NFC； 云計算； 安全防范； 治安巡邏

社區(qū)治安巡邏是一項重要的社會保障工作，是保證社區(qū)安全的一項重要措施。常規(guī)的巡邏方式是通過人員的走動來實現(xiàn)的，容易存在作弊現(xiàn)象，而這種問題無法獲得有效監(jiān)管。隨著信息技術，特別是移動通訊技術的發(fā)展，如何利用無線通訊的最新技術，提高巡邏人員的巡檢效率，是當前社區(qū)安防系統(tǒng)開發(fā)的重要課題之一[1-3]。

1 技術介紹

1.1 NFC技術

射頻識別 (Radio Frequency Identification，簡稱RFID)技術通過無線電訊號來識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，特別適合短距離的物體識別和通訊，因此得到了廣泛的應用[4]。近場通信(Near Field Communication，簡稱NFC)技術作為RFID技術類別的子類別，其傳輸范圍比RFID更小，距離在10 cm以內(nèi)。相較于藍牙、WiFi等傳輸技術，NFC技術具有安全性高、連接快，功耗低的特點。因此，NFC技術已經(jīng)得到了越來越多廠商的支持，芯片價格也會更加便宜，應用也會越來越廣泛。當前NFC技術主要運用于手機的移動支付，在安防行業(yè)的巡邏領域還處于初步發(fā)展階段[5-6]。國內(nèi)以?？低?、大華科技為首的安防龍頭企業(yè)，逐漸意識到NFC技術的重要性，也開始著手相關領域的研發(fā)工作。

在本項目社區(qū)安防系統(tǒng)中，巡邏人員通過帶有NFC芯片的智能手機與后臺進行實時數(shù)據(jù)交互、儲存和顯示，大大提高了巡邏的真實性。

1.2 云計算技術

云計算技術是一種商業(yè)計算模型，它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。云計算由分布式文件系統(tǒng)、大規(guī)模并行計算、結構化分布式數(shù)據(jù)存儲、虛擬化等子技術構成，包括基礎設施即服務IaaS、平臺即服務PaaS和軟件即服務SaaS等服務。我國已將云計算產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領域之一。云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，具有廣闊的市場潛力和空間[6-8]。

在社區(qū)安防中，將巡邏人員的NFC巡邏數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來源，通過云計算平臺，對數(shù)據(jù)進行分析。

1.3 人工智能技術

人工智能(Artificial Intelligence，簡稱AI)作為計算機科學的一個分支，通過模擬、延伸和擴展智能理論，產(chǎn)生新的方法和技術。通過構造與人的思維、人的學習相類似的，甚至更加深入的思考方式，人工智能可以生產(chǎn)各類智能機器以及算法。人工智能的研究應用十分廣泛，包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，特別是2016年，谷歌的Alpha Go的出現(xiàn)。通過深度學習，Alpha Go打敗了世界圍棋冠軍，為人工智能和深度學習的發(fā)展，提供了廣闊的想象空間[9]。

在社區(qū)安防中，將巡邏人員的位置數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)等作為數(shù)據(jù)來源。利用人工智能方法，對數(shù)據(jù)進行分析，優(yōu)化巡邏路徑和巡邏時間，提高安防效率。

2 安防巡檢系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)框架

從現(xiàn)有巡邏提供的體系、云計算技術、NFC技術、人工智能等方面入手，提出一種適用于社區(qū)安防的安防巡檢系統(tǒng)架構，并對該架構進行安全性、有效性的部分驗證，為其他研究人員提供參考，并為后續(xù)研究提供基礎。

安防巡檢系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 安防巡檢系統(tǒng)架構示意圖

社區(qū)巡檢數(shù)據(jù)采集通過帶有NFC讀寫器的手機以及標簽卡構成。NFC只能夠在近距離范圍內(nèi)與標簽卡進行通訊，比如本項目設其小于10 cm，基本杜絕了巡邏人員的現(xiàn)場作弊。在巡檢人員登陸系統(tǒng)后，點擊發(fā)送數(shù)據(jù)按鈕，手機將基本信息以及位置信息利用4G信號同時傳入云計算中心。NFC數(shù)據(jù)采集流程示意圖如圖2所示。

圖2 NFC數(shù)據(jù)采集流程示意圖

2.3 云計算

為適用于巡檢數(shù)據(jù)的挖掘和分析，基于Hadoop開源云計算平臺，在MapReduce架構下構建聚類分析、關聯(lián)分析以及深度學習等方法，對巡檢過程中的位置信息、路徑信息、人員信息等數(shù)據(jù)進行分析處理，獲取巡檢過程中人員和路徑的最優(yōu)化配置，并構建巡檢信息的查詢平臺。系統(tǒng)平臺架構示意圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)平臺架構示意圖

3 系統(tǒng)實現(xiàn)效果分析

本次研究提出的基于NFC與云服務的智慧安防系統(tǒng)已經(jīng)在杭州市某小區(qū)進行了應用。系統(tǒng)運行界面如圖4所示。與以往人為指派和設計巡檢路徑相比，該系統(tǒng)提高了巡檢的效率，優(yōu)化了巡檢的路徑。

圖4 設計方案在某小區(qū)的示范應用

4 結 語

研究分析現(xiàn)有的NFC技術、云計算技術、人工智能技術，調(diào)研相關技術在其他行業(yè)中的運用情況，歸納總結現(xiàn)有各種相關架構的優(yōu)缺點。結合現(xiàn)有安防體系，設計了更為高效、更為安全的適用于安防領域的智慧安防巡邏系統(tǒng)；研究并建立了巡邏系統(tǒng)安全性、有效性的驗證模型，為驗證和完善智慧安防巡邏系統(tǒng)提供依據(jù)和思路。

[1] 朱裔.社區(qū)治安信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學，2014：72-75.

[2] 邵亞茹，張?zhí)杖?智慧社區(qū)視野下的治安防控策略研究[J].廣西警官高等?？茖W校學報，2015，28(5)：5-9.

[3] 鄭澤暉.論信息化條件下的社區(qū)警務工作創(chuàng)新[J].廣東公安科技，2014，22(1)：8-12.

[4] WANT R. An introduction to rfid technology[J].IEEE Pervasive Computing， 2006，5(1)：25.

[5] 胡星波，晏渭川.基于Android的NFC實現(xiàn)與應用[J].電視技術，2011，35(21)：84.

[6] 張新.基于NFC技術的無線智能巡檢系統(tǒng)[J].無線傳輸與發(fā)射技術，2013(4)：77-79.

[7] 張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應用研究，2010，27(2)：2.

[8] 劉正偉，文中領，張海濤.云計算和云數(shù)據(jù)管理技術[J].計算機研究與發(fā)展，2012,49(S1)：26-31.

[9] 鄭南寧.人工智能面臨的挑戰(zhàn)[J].自動化學報，2016,42(5)：641-642.

Study of Security and Protection System Based on NFC & Cloudy Computing

ZHOUHaiyun

(Nanjing Forest Police College, Nanjing 210023, China)

With the flow of the urban population, community safety has become an important issue. Communities are difficult to achieve true and reliable security by regular patrols, so in this paper, a new security system architecture based on Near Field Communication(NFC) and cloud computing technology is proposed to enhance the inspection of authenticity. And artificial intelligence technology is applied to optimize the patrol route to improve the efficiency of patrol. The aim of the proposed security system architecture is to design a suitable community security patrol system, in order to resolve the current security patrol and increase the efficiency of security.

NFC; cloud computing; security protection; patrol

2016-09-20

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目“NFC與云服務技術在智慧安防系統(tǒng)中的應用研究”(LGYB201607)

周海赟(1980 — )，女，江蘇常州人，副教授，西安交通大學在讀博士研究生，研究方向為公共安全管理及公安技術。

TP277.2

A

1673-1980(2017)01-0101-03