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智能小區(qū)中安防系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)

閱讀:2202發(fā)布時(shí)間:2012-8-2

  智能小區(qū)安防系統(tǒng)的組成
  
  智能小區(qū)以科技為基礎(chǔ),在住宅小區(qū)內(nèi)充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù),為人們提供快速便捷的信息通訊服務(wù),安全舒適的居住環(huán)境以及科學(xué)的物業(yè)管理功能,它包括安防系統(tǒng)、管理與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能。小區(qū)安防系統(tǒng)是智能小區(qū)的重要組成部分,它是通過各種采用安全技術(shù)的器材設(shè)備,實(shí)現(xiàn)小區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,保障小區(qū)住戶安全的綜合性多功能防范系統(tǒng)。隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高,智能小區(qū)安防系統(tǒng)不僅提供基本的安全防范服務(wù),還提供小區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)等服務(wù)。
  
  一、智能小區(qū)安防系統(tǒng)的組成
  
 ?。ㄒ唬┳≌瑘?bào)警裝置為保證住戶在住宅內(nèi)的人身安全,在室內(nèi)安裝各種探測(cè)器進(jìn)行監(jiān)控,并提供緊急呼救功能。
  
  (二)訪客對(duì)講裝置主要針對(duì)外來訪客進(jìn)行管理,有效防范外來人員進(jìn)入住宅單元,在實(shí)現(xiàn)時(shí)常常與門禁系統(tǒng)集成在一起,有效控制人員的出入。
  
  (三)周邊防越報(bào)警裝置是在封閉的小區(qū)周邊安裝各類探測(cè)器,防止非法入侵。
  
 ?。ㄋ模┮曨l監(jiān)控裝置是在小區(qū)出入口、周界及公共通道等重要場(chǎng)所安裝攝像設(shè)備,由小區(qū)監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)視和錄像,使管理人員能充分了解小區(qū)的動(dòng)態(tài)。
  
 ?。ㄎ澹╇娮友哺b置是在小區(qū)內(nèi)安裝巡更站點(diǎn),保安巡更人員攜帶巡更記錄機(jī)按的路線和時(shí)間到達(dá)巡更點(diǎn)并進(jìn)行記錄,實(shí)現(xiàn)小區(qū)中心對(duì)保安人員的監(jiān)控和檢查,同時(shí)當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)便于保安人員的調(diào)度。
  
  以上這些裝置在實(shí)現(xiàn)時(shí)往往由多個(gè)子系統(tǒng)相互集成在一起,特別是隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展,它們之間相互融合,高度集成。
  
  二、智能小區(qū)安防系統(tǒng)的特點(diǎn)
  
 ?。ㄒ唬┲悄苄^(qū)安防系統(tǒng)的數(shù)字化
  
  隨著嵌入式和智能控制技術(shù)的發(fā)展,智能小區(qū)安防系統(tǒng)已由模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展為數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了各類資源和信息的數(shù)字化。集成網(wǎng)絡(luò)通訊、信息處理的數(shù)字安防設(shè)備已逐步取代模擬設(shè)備,特別是在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,采用圖像傳感器+圖像編碼芯片+微控制器+網(wǎng)絡(luò)通訊芯片的方式構(gòu)建的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐步成為主流。數(shù)字化的智能小區(qū)安防系統(tǒng)克服了模擬監(jiān)控系統(tǒng)的局限性,有效地解決了模擬系統(tǒng)中信號(hào)傳輸距離有限、抗干擾差、視頻畫面品質(zhì)不高、信息存儲(chǔ)不方便以及查詢繁瑣等問題,具有設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試便利、存儲(chǔ)方便、遠(yuǎn)程傳輸及隨機(jī)檢索等許多優(yōu)點(diǎn)。
  
  目前,智能小區(qū)安防數(shù)字化的發(fā)展方向是將圖像探測(cè)作為報(bào)警防范的主要手段,通過模式識(shí)別技術(shù)使得系統(tǒng)具有特征識(shí)別和探測(cè)功能,從而有效判斷各類非法入侵和火警等聲光警情,降低警報(bào)的誤報(bào)率。隨著新成像技術(shù)的不斷發(fā)展,安防監(jiān)控范圍也擴(kuò)展到不可視范圍。
  
 ?。ǘ┲悄苄^(qū)安防系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化
  
  網(wǎng)絡(luò)化是智能小區(qū)安防系統(tǒng)的關(guān)鍵,它是提供高質(zhì)量和高可靠性安防服務(wù)的基礎(chǔ)。智能小區(qū)安防系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:安防設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)各類安防信息的共享;與智能小區(qū)其他系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的共享和傳輸;通過接入公共網(wǎng),如因特網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡(luò),及時(shí)向外界提供各類安防信息,從而形成了層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖1所示。較好地實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、小區(qū)及家庭3級(jí)防范機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了集監(jiān)測(cè)防范、信息管理及處理控制于一體的安防服務(wù),同時(shí)也大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
  
  智能小區(qū)安防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
  
  目前,安防系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的研究主要集中在系統(tǒng)的組網(wǎng)方式和具有聯(lián)網(wǎng)功能的安防設(shè)備。安防系統(tǒng)組網(wǎng)方式多種多樣,如現(xiàn)場(chǎng)總線方式(如CAN總線、Lonworks等)、已有專線改造方式(如基于線的ADSL方式、基于HFC的雙向有線電視網(wǎng)絡(luò))及局域網(wǎng)方式(主要是基于以太網(wǎng))等。在實(shí)際應(yīng)用中常常采用多種方式混合使用,如底層采用RS485做為控制網(wǎng)絡(luò)用于連接各類傳感器、探測(cè)器和安防設(shè)備,上層采用以太網(wǎng)連接安防設(shè)備和上層信息監(jiān)控系統(tǒng)?;趦?nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的單芯片的各類安防設(shè)備也逐步進(jìn)入市場(chǎng)。
  
  由于以太網(wǎng)速度快、穩(wěn)定性和可擴(kuò)充性好,已成為小區(qū)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的主流,并逐步進(jìn)入家庭網(wǎng)絡(luò)。而隨著安防系統(tǒng)的數(shù)字化和與智能小區(qū)其他系統(tǒng)的資源共享,對(duì)系統(tǒng)通訊協(xié)議的可靠性、安全性及開放性都提出了較高的要求。TCP.IP協(xié)議的獨(dú)立性、穩(wěn)定性及擴(kuò)充性很好地滿足了這些要求,同時(shí)由于TCP.IP在Internet中的主導(dǎo)地位,采用TCP.IP也符合未來Internert無處不在的發(fā)展趨勢(shì),基于以太網(wǎng)和TCP.IP技術(shù)的組網(wǎng)方式已成為安防系統(tǒng)的重要特點(diǎn)。
  
  (三)智能小區(qū)安防系統(tǒng)的智能化
  
  智能小區(qū)安防系統(tǒng)不僅要求快速反映出當(dāng)前環(huán)境的情況,而且需要主動(dòng)地判斷各類環(huán)境變化,并協(xié)同其他系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的控制處理。
  
  智能小區(qū)安防系統(tǒng)的智能化主要體現(xiàn)在報(bào)警的聯(lián)動(dòng)處理和基于模式識(shí)別的探測(cè)。報(bào)警的聯(lián)動(dòng)處理是指當(dāng)系統(tǒng)中某設(shè)備檢測(cè)到險(xiǎn)情時(shí),調(diào)度周邊其他類別的安防設(shè)備對(duì)發(fā)生險(xiǎn)情的區(qū)域進(jìn)行探測(cè),綜合分析;同時(shí)與智能小區(qū)其他系統(tǒng)相互協(xié)作,當(dāng)判別險(xiǎn)情后通知其他系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理?;谀J阶R(shí)別的探測(cè)是通過生物識(shí)別和特征識(shí)別等技術(shù),充分利用光電探測(cè)技術(shù)識(shí)別各類非法入侵和險(xiǎn)情,同時(shí)采用其他輔助手段,從而降低警報(bào)的誤報(bào)率。
  
  三、智能小區(qū)安防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
  
  (一)概述
  
  本方案采用基于家居服務(wù)器的智能家居系統(tǒng),以家居服務(wù)器為核心構(gòu)建家庭網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)、中端和低端的互聯(lián)和協(xié)議轉(zhuǎn)換,家居服務(wù)器同時(shí)充當(dāng)家庭網(wǎng)關(guān),實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu),如圖2所示。
  
 ?。ǘ┫到y(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與組網(wǎng)方式
  
  從信息的處理模型和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來劃分,系統(tǒng)自上而下劃分為3層結(jié)構(gòu):監(jiān)控管理層、安防設(shè)備層及傳感器層。監(jiān)控管理層是由小區(qū)各類服務(wù)器和基于PC的監(jiān)控終端組成,用于接收安防設(shè)備發(fā)送的各類信息和發(fā)送各類控制指令,它與智能小區(qū)管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,用于管理人員監(jiān)控和信息存儲(chǔ)查詢;安防設(shè)備層是指各類聯(lián)網(wǎng)的安防設(shè)備,包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、家居服務(wù)器及樓宇對(duì)講等,向上報(bào)告各類安防信息和接收?qǐng)?zhí)行控制指令,向下讀取各類傳感器的狀態(tài)信息;傳感器層則是各類接入安防設(shè)備的傳感器和探測(cè)器,用于向上報(bào)告檢測(cè)的各類信息。
  
  在系統(tǒng)中,監(jiān)控管理層和安防設(shè)備層采用以太網(wǎng),傳感器層的接入方式有兩種:在小區(qū)中傳感器采用RS485等方式,接入網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等聯(lián)網(wǎng)的安防設(shè)備中;在家庭中各類網(wǎng)絡(luò)則通過家庭網(wǎng)絡(luò)接入家居服務(wù)器??梢钥闯鲈诒痉桨钢幸曨l監(jiān)控和周邊防越已集成在一起。
  
  通過這種層次結(jié)構(gòu),不僅減小了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,同時(shí)也給系統(tǒng)的維護(hù)帶來了極大的方便。
  
 ?。ㄈ┫到y(tǒng)組成
  
  1.監(jiān)控管理層。主要包括小區(qū)數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器和監(jiān)控終端,其中數(shù)據(jù)服務(wù)器和視頻服務(wù)器組成安防系統(tǒng)監(jiān)控中心的核心,完成相關(guān)信息的記錄和更新;監(jiān)控終端供監(jiān)控人員查看安防狀態(tài),及時(shí)提示各類險(xiǎn)情,供監(jiān)控人員進(jìn)行處理,具體如下:
  
  視頻服務(wù)器用于接收和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù),并監(jiān)視當(dāng)前視頻傳送的質(zhì)量,完成視頻傳輸?shù)慕y(tǒng)計(jì)、管理和控制,并提供相關(guān)視頻信息查詢和統(tǒng)計(jì)服務(wù);在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器采用SQLSERVER2000,充分利用SQLSERVER中的存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器的設(shè)計(jì),在數(shù)據(jù)服務(wù)器中完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)更新規(guī)則。
  
  智能小區(qū)安防系統(tǒng)通訊模型
  
  數(shù)據(jù)服務(wù)器保存整個(gè)小區(qū)的信息(如平面布置信息、設(shè)備信息)及用戶的相關(guān)信息(如傳感器安放信息、三表數(shù)據(jù)等),同時(shí)記錄各種報(bào)警的記錄和響應(yīng)處理。
  
  監(jiān)控終端接收和顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)(包括視頻信息),并通過數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控操作,監(jiān)控人員的相關(guān)控制和警報(bào)響應(yīng)處理也通過數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。
  
  2.安防設(shè)備層。主要包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、家居服務(wù)器及樓宇對(duì)講等設(shè)備,通過控制網(wǎng)絡(luò)連接各類傳感器,通過以太網(wǎng)與監(jiān)控管理層交互。安防設(shè)備采用巡檢方式監(jiān)控傳感器,同時(shí)與監(jiān)控管理層之間通過聯(lián)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行交互;與以往單純采用RS485等專線方式進(jìn)行組網(wǎng)相比,這種方式不僅簡(jiǎn)單方便,而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或設(shè)備發(fā)生故障時(shí),監(jiān)控人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
  
  3.傳感器層。該層包括各類傳感器和探測(cè)器,向聯(lián)網(wǎng)的安防設(shè)備報(bào)告各類安防信息。
  
 ?。ㄋ模┫到y(tǒng)通訊模型
  
  系統(tǒng)中安防設(shè)備層與管理監(jiān)控層之間采用TCP/IP做為通訊協(xié)議,主要采用UDP方式進(jìn)行連接,其中實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)采用簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議框架;系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖3所示。
  
  1.實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù),由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用組播方式發(fā)送至視頻服務(wù)器和各監(jiān)控終端;監(jiān)控端也可通過視頻點(diǎn)播從視頻服務(wù)器獲取和回放以往的視頻數(shù)據(jù)。
  
  2.系統(tǒng)狀態(tài)信息,由各安防監(jiān)控設(shè)備發(fā)送,數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄,包括室外監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)信息(如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與傳感器的工作狀態(tài)、警報(bào)信息及聯(lián)絡(luò)信息)和室內(nèi)的安防狀態(tài)信息(如住宅內(nèi)各類傳感器的信息更新、報(bào)警和狀態(tài)信息);監(jiān)控終端通過數(shù)據(jù)服務(wù)器來獲取這些系統(tǒng)狀態(tài)信息。
  
  3.控制和處理信息,包括視頻控制指令、控制處理指令。其中視頻服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前傳輸?shù)臓顟B(tài)向網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)送控制指令,調(diào)整圖像傳輸參數(shù);數(shù)據(jù)服務(wù)器向系統(tǒng)中各安防設(shè)備發(fā)送其他控制指令;監(jiān)控終端各類報(bào)警處理和響應(yīng)信息均發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器,并由數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)指令類型和內(nèi)容決定是否發(fā)送控制指令。
  
 ?。ㄎ澹┫到y(tǒng)智能化設(shè)計(jì)
  
  為了提高系統(tǒng)的智能化,在系統(tǒng)中采取聯(lián)動(dòng)處理和智能報(bào)警的措施,具體如下:聯(lián)動(dòng)處理包括3個(gè)方面:當(dāng)某一傳感器發(fā)出報(bào)警時(shí),安防系統(tǒng)同時(shí)對(duì)其他幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的報(bào)警裝置的狀態(tài)進(jìn)行檢查,以確保報(bào)警的可靠性,減少誤報(bào)率;對(duì)于特定的位置傳感(探測(cè))器報(bào)警時(shí),安防系統(tǒng)將控制其他的傳感(探測(cè))器對(duì)該防區(qū)再次進(jìn)行監(jiān)測(cè),來確認(rèn)險(xiǎn)情。一個(gè)典型的應(yīng)用就是當(dāng)周邊紅外探測(cè)器發(fā)出警報(bào)時(shí),安防系統(tǒng)就會(huì)調(diào)整攝像頭轉(zhuǎn)向檢測(cè)位置檢查情況;當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí),通過設(shè)置的控制規(guī)則通過智能小區(qū)系統(tǒng)管理與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)控制設(shè)備處理警情。
  
  智能報(bào)警是指通過采用通用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),對(duì)外提供良好的數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)多通道報(bào)警,當(dāng)發(fā)生警報(bào)時(shí),網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備主要采用網(wǎng)絡(luò)傳送和現(xiàn)場(chǎng)聲光的方式進(jìn)行報(bào)警,而家居服務(wù)器和監(jiān)控中心均可通過PSTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)或短信息報(bào)警,保證外界及時(shí)有效地接收到報(bào)警。

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