對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

曾瑩瑩

（江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院 江西省萍鄉(xiāng)市 337000）

現(xiàn)階段，城市的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程已經(jīng)在逐漸地加快當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，在各種辦公的場(chǎng)合當(dāng)中，對(duì)智能樓宇的建設(shè)需求也越來(lái)越大，智能樓宇在各大城市都得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著智能樓宇的普及，對(duì)智能樓宇的安防監(jiān)控能力也有了更高的要求。在智能樓宇中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的話，可以將智能樓宇的安防監(jiān)控的智能化以及自動(dòng)化的水平進(jìn)一步地提升上來(lái)。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述及應(yīng)用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IOT），通過(guò)應(yīng)用識(shí)別的射頻技術(shù)和感知的紅外感應(yīng)器技術(shù)以及其他定位系統(tǒng)如全球定位系統(tǒng)等設(shè)備，然后再根據(jù)相關(guān)的約定協(xié)議，讓各式各樣物品和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，借助互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息互換，還有通信進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這樣的話，就可以對(duì)這些物品進(jìn)行智能化的控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于一種新興的技術(shù)，主要包括識(shí)別物體、對(duì)物體實(shí)施定位、還有監(jiān)控等，該技術(shù)的核心是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)體系當(dāng)中，互聯(lián)網(wǎng)的作用是非常重要的，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳輸，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行一定的延伸還有拓展，把人和人之間的通信，還有數(shù)據(jù)的交換，逐漸延伸到人和物品，還有物品和物品之間[1]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常的生活當(dāng)中應(yīng)用的范圍是非常廣泛的，對(duì)改變大家的生活質(zhì)量也起到了至關(guān)重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)使得智能化樓宇在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中更加具有可行性，在對(duì)智能化樓宇進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常地復(fù)雜，同時(shí)，在對(duì)智能樓宇進(jìn)行電氣方面安裝時(shí)，會(huì)用到較多的專業(yè)知識(shí)，不光得對(duì)安裝技術(shù)進(jìn)行控制，對(duì)電氣設(shè)備也得進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)控，將設(shè)備的穩(wěn)定性進(jìn)行相應(yīng)的提高，這樣的話，能提高人們的生活便捷程度，讓生活更加方便、智能。在建設(shè)智能化樓宇的時(shí)候，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的話，能夠有效地提供相應(yīng)的支持，將物品，還有人之間，建立一個(gè)連接的通道，有效地實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，對(duì)各種物品，都能進(jìn)行實(shí)時(shí)地管理和監(jiān)控。智能樓宇當(dāng)中的安防監(jiān)控，必須要將準(zhǔn)確、自動(dòng)、快速等特點(diǎn)都進(jìn)行突出，在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，智能樓宇的重點(diǎn)位置上的傳感器，被環(huán)境的異常，都能實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如，異常的聲響，異常的氣味，或者是紅外異常等，傳感器都能將這些異常的情況，十分清晰地進(jìn)行傳遞，讓智能樓宇的安防管理的人員，可以及時(shí)了解這些異常，從而實(shí)時(shí)一定的應(yīng)對(duì)措施[2]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)

在物聯(lián)網(wǎng)樓宇的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，它的總體的架構(gòu)可以分為感知層，還有網(wǎng)絡(luò)層，以及應(yīng)用層這三層，它們每一層的工作原理還有功能如下所示：

2.1 感知層

感知層的話，屬于整個(gè)架構(gòu)的最底下的一層，同時(shí)，感知層也是安防監(jiān)控系統(tǒng)最核心的一個(gè)部分，對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行采集，主要也是通過(guò)感知層去完成的。感知層一共可以分成兩個(gè)部分，它們分別是：第一、感應(yīng)器件，第二、網(wǎng)絡(luò)感應(yīng)器。應(yīng)用在樓宇監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)候，其中第一部分的器件，主要包括常用的紅外傳感器，還有大火警報(bào)的煙霧傳感器，以及用于防爆的玻璃探測(cè)器，同事配備聲音傳感器等等，這些感應(yīng)的器件，都可以對(duì)外部的環(huán)境，進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的采集。感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)的話，則是由各種感應(yīng)器的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的組合，從而形成的網(wǎng)絡(luò)，主要包括了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID網(wǎng)絡(luò)，以及無(wú)線multi-media傳感器網(wǎng)絡(luò)等，感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)通信的距離非常短，可以對(duì)各種環(huán)境的信息進(jìn)行采集還有處理以及相應(yīng)的分析，還能對(duì)各種環(huán)境的信息進(jìn)行傳送，這些信息主要指的是溫度、聲音以及位置、移動(dòng)的物體等，也包括了圖像，還有音視頻等多媒體的信息。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的話，是必須得將各種的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的融合，這個(gè)結(jié)構(gòu)層的作用，主要就是把感知層所采集的各種信息，然后再利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將這些信息數(shù)據(jù)往應(yīng)用層傳輸。對(duì)于智能樓宇的網(wǎng)絡(luò)層，是能夠通過(guò)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這樣的話，就能對(duì)樓宇中已經(jīng)建設(shè)好的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，進(jìn)行充分有效地利用，如果需要增加設(shè)備的話，還能利用增加IP 的方式，去進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，可擴(kuò)展性是非常良好的，而且，還可以讓布置安防監(jiān)控的位置，更加地靈活。除此之外，對(duì)于感知層中所采集數(shù)據(jù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)的量會(huì)比較大，需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，例如視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)的時(shí)候，可以利用云計(jì)算服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層，這個(gè)架構(gòu)層，屬于智能樓宇安防監(jiān)控中安防管理員，還有物聯(lián)網(wǎng)的接口。應(yīng)用層把網(wǎng)絡(luò)層傳輸過(guò)來(lái)的各類監(jiān)控的數(shù)據(jù)和安防監(jiān)控業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行了一定的結(jié)合，這樣的話，安防管理人員就能夠利用各種智能設(shè)備的終端，或者是智能設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行查看，對(duì)各類的報(bào)警信息也能做到實(shí)時(shí)的接收。各種智能終端的話，主要包括電腦端，還有智能手機(jī)，以及監(jiān)控電視墻等，當(dāng)樓宇中各位置的傳感器對(duì)異常的環(huán)境感知到以后，就會(huì)對(duì)智能的終端發(fā)出報(bào)警的信息，這樣就能讓安防管理人員可以針對(duì)報(bào)警信息及時(shí)地做出應(yīng)對(duì)的措施[3]。

3 物聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 安防監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

監(jiān)控系統(tǒng)是由硬件還有軟件所組成的，硬件的話，主要包含單片機(jī)模塊：如MSP430 地板的開(kāi)發(fā)板等，還有傳感器模塊，以及數(shù)據(jù)處理模塊，還有顯示報(bào)警模塊等。軟件的話，主要包含單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，還有與其相關(guān)的程序共同組成的。在傳感器模塊，對(duì)入侵的信息感應(yīng)出來(lái)的時(shí)候，就會(huì)把感應(yīng)到的外界信息，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成電信號(hào)，主要是數(shù)字信號(hào)，還有模擬信號(hào)這兩種，在單片機(jī)或者是微型的計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理還有分析之后，電信號(hào)就會(huì)轉(zhuǎn)變成報(bào)警的信號(hào)，接著就會(huì)發(fā)出聲光的報(bào)警提醒，這個(gè)報(bào)警提醒設(shè)計(jì)方式可以是通過(guò)Wi-Fi 或者藍(lán)牙等無(wú)線方式進(jìn)行傳輸?shù)模?dāng)報(bào)警的提醒傳輸?shù)铰?lián)動(dòng)設(shè)備，還有相關(guān)的責(zé)任人員那里的時(shí)候，就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控[4]。

3.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集

紅外傳感器，該設(shè)備主要是在感應(yīng)的有效范圍內(nèi)通過(guò)感應(yīng)侵入者所發(fā)出的紅外線從而檢測(cè)出是否存在非法進(jìn)入的現(xiàn)象。通常情況下，人體的溫度測(cè)量范圍基本都在三十六度五到三十七度之間，我們?cè)O(shè)定這個(gè)值。紅外傳感器中的熱釋電元件，被紅外線輻射到的時(shí)候就會(huì)失衡，然后就會(huì)對(duì)外釋放電荷，然后電路檢測(cè)到電荷之后，就會(huì)發(fā)出報(bào)警的信號(hào)。

對(duì)空氣中的異常進(jìn)行檢測(cè)的話，通常都會(huì)利用到煙霧傳感器。煙霧傳感器對(duì)房間中的煙霧濃度能夠進(jìn)行檢測(cè)，還能把濃度信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后再傳輸?shù)街醒肟刂破髦?。只要濃度?dāng)超過(guò)了設(shè)定的閾值時(shí)，執(zhí)行單元就會(huì)發(fā)送報(bào)警的信號(hào)。如果發(fā)生火災(zāi)的話，就得實(shí)時(shí)地啟動(dòng)煙霧傳感器。在樓宇的消防管理，設(shè)計(jì)樓宇的安全防范系統(tǒng)時(shí)候，煙霧傳感器得到了全面性的應(yīng)用。在出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，煙霧都是向著空氣的上方進(jìn)行飄散的，所以安裝煙霧傳感器的時(shí)候，也都是安裝在房間中比較靠上的位置，只要出現(xiàn)火災(zāi)，就會(huì)及時(shí)響應(yīng)，還有報(bào)警。眾所周知，對(duì)于住宅的話，廚房是最容易發(fā)生火災(zāi)的地點(diǎn)，所以家用的煙霧傳感器，通常是安裝在廚房的。煙霧傳感器其靈敏度是非常高的，還能根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)靈敏度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。如果是在比較容易發(fā)生火災(zāi)的地方，煙霧傳感器的靈敏度就要調(diào)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，反之就不用太高[5]。

當(dāng)智能樓宇當(dāng)中出現(xiàn)震動(dòng)，或者是玻璃被敲碎的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生一種高頻的聲響，還有次聲波。所以對(duì)玻璃的破碎情況也要進(jìn)行探測(cè)，這時(shí)候就要用到玻璃破碎探測(cè)器。這種探測(cè)器的話，一般都是用壓電陶瓷片中的壓電效應(yīng)所制成的，如果玻璃破碎的話，人說(shuō)話的聲音，還有走路的聲音，頻率和玻璃沒(méi)破碎的時(shí)候，是不一樣差異的，所以，探測(cè)器可以檢測(cè)其它波率頻率的玻璃如遇破碎時(shí)的聲音頻率，然后再將這種信號(hào)傳遞出去。玻璃探測(cè)器反應(yīng)是比較迅速的，在進(jìn)行報(bào)警的時(shí)候也會(huì)比較準(zhǔn)確，誤報(bào)的現(xiàn)象很少會(huì)出現(xiàn)。

運(yùn)動(dòng)偵測(cè)的話，對(duì)特定區(qū)域當(dāng)中的物體變化所引起的視頻，還有圖像的變化，是能夠檢測(cè)到的。和之前紅外監(jiān)控相比的話，運(yùn)動(dòng)偵測(cè)能夠?qū)Ψ巧镆l(fā)的視頻的異常也能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且還可以有效地避免光線對(duì)監(jiān)測(cè)的干擾。運(yùn)動(dòng)偵測(cè)通常都是利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭，對(duì)所采集的不同幀的圖像，按照一定的算法進(jìn)行分析，一旦變化的數(shù)值，超出了閾值的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)地發(fā)送異常的畫(huà)面，或者異常的視頻，進(jìn)行報(bào)警。通過(guò)運(yùn)動(dòng)偵測(cè)，就不需要人員去值守監(jiān)控，它能進(jìn)行自動(dòng)地錄像報(bào)警，有效地減少了人員分配查看的工作量，還能把偵測(cè)到的畫(huà)面變化，提高精確度，目前的話，在很多自動(dòng)識(shí)別門禁，還有其它的安防設(shè)施中，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[6]。

聲音傳感器，通過(guò)音律可以分析聲波的發(fā)射頻率、能夠?qū)β曧戇M(jìn)行分辨聲音監(jiān)控，一般分為我們說(shuō)話時(shí)的語(yǔ)音識(shí)別，還有個(gè)人說(shuō)話特點(diǎn)的聲紋識(shí)別。聲紋識(shí)別的話，屬于一種生物類的識(shí)別技術(shù)，可以對(duì)聲波中傳遞的說(shuō)話聲音，對(duì)說(shuō)話的人，進(jìn)行身份的識(shí)別，但是對(duì)說(shuō)話的內(nèi)容不會(huì)進(jìn)行考慮。語(yǔ)音識(shí)別可以識(shí)別出語(yǔ)音信息當(dāng)中的內(nèi)容，對(duì)說(shuō)話人的身份不會(huì)進(jìn)行考慮。因?yàn)槁曇舨粫?huì)受到光線得到影響，也具有明顯的特征，不會(huì)被遮擋，還具有方向性，通過(guò)聲源還能進(jìn)行定位，所以在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，語(yǔ)音識(shí)別通常都是跟視頻監(jiān)控一塊進(jìn)行應(yīng)用的。

3.3 重點(diǎn)監(jiān)控布防點(diǎn)選擇

在面對(duì)不同的智能樓宇的時(shí)候，需要對(duì)其需要監(jiān)控的場(chǎng)所還有比較重要的設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估，然后再進(jìn)行分級(jí)還有分類的處理，這樣的話就能通過(guò)級(jí)別來(lái)確定具體的監(jiān)控措施，對(duì)每個(gè)樓層都設(shè)置重點(diǎn)的監(jiān)控位置，做到不留任何的死角。針對(duì)安防級(jí)別比較高的位置，可以設(shè)置紅外傳感器，還能安裝運(yùn)動(dòng)偵測(cè)探頭，對(duì)異常的畫(huà)面信息，及時(shí)傳輸報(bào)警的視頻信息。在安裝監(jiān)控的時(shí)候，可以根據(jù)需求的情況，在布防的控制防御區(qū)域適當(dāng)?shù)匕惭b傳感器語(yǔ)音識(shí)別，對(duì)樓宇各房間的門口，還有樓梯的出入口等都安裝紅外攝像機(jī)，做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控，然后將視頻信息存儲(chǔ)下來(lái)。針對(duì)那些公共的區(qū)域，還有一些禁煙區(qū)的話，需要多安裝幾個(gè)煙霧傳感，另外，我們?cè)诖笃ＡчT窗附近，也要適當(dāng)?shù)匕才乓恍┎Ａ綔y(cè)器，對(duì)玻璃的破碎情況進(jìn)行監(jiān)控[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，智能化樓宇的發(fā)展速度已經(jīng)越來(lái)越快，在智能化樓宇當(dāng)中已經(jīng)應(yīng)用了更多的電氣設(shè)備，如果想要進(jìn)一步地提高樓宇的智能性，在建設(shè)智能化樓宇的時(shí)候還需要安裝相應(yīng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)，從而對(duì)樓宇有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、提高安全性。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)去設(shè)計(jì)智能樓宇的安防監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)樓宇中的各個(gè)重要的位置都能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，還能對(duì)房屋中的情況進(jìn)行仔細(xì)地觀察，一旦發(fā)現(xiàn)異常的情況，相應(yīng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)立馬發(fā)出聲響，從而有效地避免了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。