物联网安防技术在细分领域的应用分析

安防技术

业务和应用的创新是物联网的核心。物联网技术与智能化技术的深度融合,加快了行业的智能化发展,促使了行业需求在应用层上的落地。安防技术架构是物联网架构的一个子集,传统安防是一个相对保守的行业。现代安防和物联网在业务和技术上的融合发生了剧烈的化学反应,产生了新的价值,更加智能化,更加一体化,使安防行业的核心价值得以彰显。

“十二五”发展规划以来,国家标准、省地市标准、行业标准、以及各技术设备等安防标准雨后春笋般的出台,同时大量配套政策和资金的投入、产业技术升级推动着整个物联网安防产业迅速发展,势不可挡。而在目前发展最为强劲的智能交通、智慧社区、智能楼宇等行业中,物联网安防是如何发挥作用呢,我们在此做一个简单的分析和探讨。

一、智慧社区

为社区居民提供温馨、安全、便利的现代化、智慧化生活环境是智慧社区的终极目标。设备及平台是安防企业的传统优势,在初期以“平安社区”切入后,原有的视频监控系统扩展为物联网平台,结合社区和家庭传感器,可穿戴设备、社区出入口管理系统,为现代化的社区管理、智慧化的大数据应用提供基础设施解决方案。但安防依然是智慧社区的基础需求。因此,物联网安防在该领域中的应用主要体现在感知层和应用层的综合安防管理平台。每个子系统的应用无不渗透着“智能化”和“一体化”的理念。

1、周界报警系统

社区的安保队伍存在控制面不全、防范盲区和设备维护等问题,因此为了避免因这些漏洞造成的财产受损和人员伤害,在已有安保队伍的基础上,利用多种传感技术:视频侦测、红外、微波、电缆、电子围栏、光纤等周界报警装置,结合智能视频监控系统,实时对现场情况进行调阅和决策。

随着最近几年视频监控系统集成的视频侦测技术被广泛应用,视频监控系统不仅能够实现移动侦测,还可以对人的行为进行分析,例如徘徊、翻越、遗留等。改变了传统周界非可视的状况,而且能够实现自动跟踪等功能,但存在夜晚等低照度和雾霾天气情况下效果差的缺点。因此,视频周界防范技术与各种物理防范传感器能够实现优势互补,两者组成的安防物联网,很大程度上改善了传统人防和物防的困境。

2、车辆出入/停车管理系统

社区的出入口、停车场均是重点防范的区域。将射频识别技术与视频识别技术相结合,建立智能监控卡口,实时获取人、车的运动轨迹信息,不仅改变了单一识别方式,而且实现了人、车、卡口间的交互,并且可接入社会治安系统,便于治安防控稽查,更重要的是提高了打击涉车不法行为的精确度和及时性,更好地维护社会稳定。

3、家庭安防管理系统

智能家庭安防系统由三部分组成,其中,家庭无线传感器网络、互联网、监控终端依次对应物联网的感知层、网络层、应用层。家庭无线传感器网络由设置于家庭内部的各种安防传感器、家庭智能网关组成。

安防传感器一般包括监控摄像机、燃气感应器、人体感应器、红外探测器、振动传感器、门窗防盗探测器、以及报警按钮等,它们均作为无线传感网络的一个节点,利用蓝牙、wifi、zigbee等无线通讯技术接入。大量的传感器构建成的这个密布且无形的网络,全方位地保障了家庭的安全。

智能家庭网关处在智能家庭网络的中心位置,是通信、决策、报警的核心。其主要功能有两个:一是对布防在家庭中的各个安防传感节点接入、环境数据采集和处理;二是通过无线通信模块将报警信号提交到网络层以实现远程通信。可以看出,新一代的家庭中心不仅囊括了传统的报警主机功能,并且与智能家居中的娱乐系统、电力、网关等系统相融合,结合移动通信设备,在提高家庭安防系统的效率的前提下,更加注重互动和体验。

手机、平台电脑等移动设备已经成为物联网安防必不可少的组成部分。在发生非法入侵,火灾、燃气泄露等异常情况时,智能传感器会发出报警信号,并通过家庭中心将信号传至小区物业管理中心、报警中心、居民手机,通知安保人员及时赶到现场处理。同时,居民可以通过手机、平板电脑等移动设备可远程监控、可视化对讲。

4、信息发布系统

社区管理人员可以通过社区内显示屏,手机发布各种信息,使居民及时了解到国内国外的新闻时事、金融信息,社区内的各种通知和提供的服务,并提供平台实现信息交互和共享。

过去的社区安防中虽然具备了各个子系统,但都是各自为战,物联网时代的社区与家居已不再是一幢幢孤零零的建筑,用物联网安防技术可以随时随地查看和获取社区和家中的情况,便于对危险和异常事件进行提前预警,这些技术将使社区更为舒适和安全,使社区和人结合的更加紧密。同时,通过技术和功能的外延,使家庭安防更加贴心,更加人性化。

基于物联网的综合安防系统是下一代安防的发展方向,并且未来智慧社区的安防将会在物联网平台的基础上继续外延,这个大数据平台不断地获取海量信息,进行加工处理、中转分发,支撑着安全防范、养老看护、医疗保障等个性化社区服务。

二、智能交通

经济全球化和区域一体化加速发展,新型城镇化和城乡一体化加快推进,机动车保有量不断地激增,对城市的交通提出了更高的要求:安全事故频发、空气污染、交通拥堵常态化,威胁着生命、浪费了时间、制约了经济。

城市道路就是城市生命的大动脉和遍布的毛细血管,要使它们畅通起来,并且安全可靠是目前人们的迫切需求。众所周知,智能交通的思路在于监管、控制、诱导、信息发布和共享,物联网安防的架构及其应用是智能交通中最先实施的,所有的应用都离不开“安防”。

1、视频监控

智能交通应用已经不满足于“看”、“控”、“存”、“查”的视频监控基本需求,在视频监控中的摄像机、编解码器、NVR/DVR、平台等系统完成IP全交换 建设和改造之后,安防物联网的基础架构已经具备。前端、后端设备通过对视频图像可进一步做智能分析,实时地对城市道路和区域的拥堵状况、人的行为、异常事 件等分析和判断,并且不同的业务都有相应的预案,使其智能化、一体化的特点更加凸显。

2、交通安全监督和管理

主要通过两 种方式,第一种是固定式设备,例如,卡口系统和电子警察系统不仅包括摄像类的视频单元,而且包含了大量的交通传感器,例如,地感线圈、磁敏传感器、红外传 感器、RFID系统。它们对于智能交通系统尤为重要,主要完成交通量信息的采集、对车辆出行路线和行为的交通安全管理和控制;对车辆疏导的联网控制和调 度,对违章行为检测、记录和查处。

第二种是针对浮动车信息采集的移动式设备,通过在公交车、出租车、其他特征车辆上的摄像机、全球定位系统、监测运行状态的各种传感器,实时掌握车辆的运行轨迹和状态,便于安全管理和调度。

3、交通信号控制

这 个环节主要在感知层发挥作用。大量的交通传感器包括安防传感器所采集的视频图像、交通流数据、浮动车数据等上传至控制平台,通过仿真模型效验,确定控制模式,进行交通参数设定和预测,实时地反馈给交通信号控制系统,以实现联网协调式控制。

4、交通信息发布及诱导

通过道路交通信息显示屏、车载终端、手持终端等设备实时接收交通控制信息,交通路口信息,以用于及时的规划行车路线和行程,而同时,车载和手持设备不仅可以接收交通信息,还可以上传车辆状态和运行轨迹信息到交通数据中心。信息实时的交互和共享,极大地改善了交通出行及安全的体验。

三、智能建筑

智能建筑的安防防范系统是社会综合安全防控技术系统的有机组成部分,既包括以防盗、防劫、防破坏、防入侵为主要内容的狭义“安全防范”,也包括通信安全、防火安全、信息安全以及医疗救助、人体防护、防煤气泄漏等诸多内容的广义“安全防范”。

早期智能建筑以楼宇自动化系统为主,消防、安防、梯控、供电、供水、门禁、运维等系统都是相对孤立的,过去所部署的传感节点,难以融合和联动,各独立的节点都不可靠。

另外,从规划和功能上讲,停车场管理系统已经成为智能建筑的标配系统,涉车的核心安防业务绝大部分依赖于它。在规划建设中,同样需要融合能耗监测与能源管理、设备管理、安全管理、环境质量监测、运维管理等。

这样,在IP全交换关键技术背景下,各子系统逐渐地被集成到楼宇自动化系统中,并且与IT管理、办公自动化系统,以及停车场管理系统相融合,形成了一个高度集成、和谐互动、具有统一操作接口和界面的“高智商”的现代智能建筑综合管理系统。

(1)前端数据采集和传输。

物联网技术中的每个传感器都是一个智能化的节点,具有信息采集、数据处理和通信三方面的功能。它不仅可以使传感器本身处理数据时更加智能,而且可以将各种安防子系统组织在一起,形成具有智能联动的系统,就大大提高了系统的智能化、可靠性以及可用性。

安防系统中的视频监控设备所具有的智能化业务,例如周界入侵、徘徊检测、目标识别等功能逐渐前置后,可采集的信息扩展到了人、车、物的特征及相关异常事件。在基础的实时监控业务前提下,其视频传感器与周界类的入侵传感器、灾害检测类的传感器、以及电气设备监测传感器利用射频、蓝牙、zigbee等短距离无线通讯技术组成了传感网络,并且实现了传感器间的互动,使多种传感技术的融合成为可能。

这样的好处就是,可以不再像过去一样,受限于单独一个设备性能、算法、天气等因素。对同一个异常事件或者物体能进行全方位、全天候地甄别,把涉及的安全异常报警信息,及时上传至安全保障部门,管理人员准确、及时地根据警情启动公共安全保障的各种预案,为建筑内各种警情的控制与处理提供支持。

同时,实时地将建筑智能化各系统进行采集运行状态数据,通过物联网接入网关,上传至智能建筑中综合安防管理平台,准确对系统设备状态进行预测,和及时发现系统设备故障,最大程度的保障整个系统的运行效率。

(2)数据的智能化应用。

综合管理中心对接入的海量异构数据进行处理、数据挖掘和分析,将数据按照业务应用的需求,提供给建筑智能化数据应用服务。与传统的方式最大的不同是智能化,智能化离不开技术的融合和信息的融合,而融合可以利用P2P技术和分布式技术,使异构设备、异构数据在前端设备间进行融合,实现“端”的智能化,大大提高了系统的可靠性以及可用性。同时可以利用神经网络技术,数据挖掘算法关联规则在后端平台进行分析,对异常事件及时预警、报警、以及对应态势进行评估,以得出科学、合理的结论,实现“云”的智能化。

未来的智能建筑,一定是高度集成了智慧停车场管理、智能视频监控、能源、消防、报警、一卡通等系统,形成一个智能化的综合安防管理平台。

当前的大安防思维正在逐渐地借鉴互联网思维,已经超越了传统,在融合吸收、在跨界扩张。可以看出,在同属于智慧城市范畴的“智慧”系列的行业需求和应用中,物联网安防的主要应用思路也是一致的,通过类似于人体的大量神经末梢的传感器去感知人、环境、车辆状态,这些数据在云和端进行传输、存储、共享和检索,使各种应用无缝融合,如大脑一般智慧地完成统一调度和管理,完成“智慧”业务。

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