物聯網技術在智能安防系統中的應用

王曉軍

（內蒙古偉益房地產開發有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

0 引言

物聯網（Internet of Things，IoT）技術是通過網絡將人與人、人與物、物與物進行相互連接，并進行相關信息傳遞與控制的技術方法[1]。IoT技術的整體框架由感知層、傳輸層以及應用層3部分構成，如圖1所示。

圖1 IoT技術整體架構

感知層位于IoT技術應用框架的最底層，是基于IoT技術的智能安防系統的基礎，主要通過傳感器、二維碼、多媒體、射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）等獲取相關的信息和數據，并將這些內容傳遞至上層的傳輸層。傳輸層又稱為網絡層，是為IoT技術應用提供信息和數據傳輸支持的平臺。應用層則是根據IoT的功能屬性及其具體應用場景開發的應用端口、模型，通常包括數據集成管理平臺和業務平臺。

從功能上看，感知層主要為IoT技術的應用提供基本信息，并進行相應的信息識別；傳輸層主要為基本信息和數據的傳輸提供通信網絡方面的支持，使感知層與應用層實現信息的互通；應用層則承擔著客戶端與服務端之間的對接工作，以實現不同應用場景下IoT的準確、有效應用[2]。

1 基于IoT技術的智能安防系統

基于IoT技術的智能安防系統是借助RFID、傳感器、全球定位系統（Global Positioning System，GPS）以及激光掃描器等各類技術或裝置構建人與物之間的信息互聯互通，從而實現安防的智能化[3]。基于IoT技術開發的具有聯動性質的智能安防系統架構如圖2所示。

圖2 基于IoT技術的智能安防系統架構

基于IoT技術開發的智能安防系統可以最大程度降低系統每個節點之間的潛在安全風險，提高系統整體的安全性。該系統主要通過在空間范圍內部署相應的攝像機、傳感器等監控設備，實時采集空間內的各項數據信息，并通過網絡將數據傳送至系統對應的服務器中，供服務器進行智能化的分析和相應的安全狀態識別與風險處置。當空間范圍內出現異常情況或者有可疑人員進入后，系統的報警功能就會被觸發，從而做出報警響應。而服務器會根據前端傳送的數據進行空間狀況的分析，快速采取相應的應對處置措施[4]。

安防系統的智能化主要體現在充分借助IoT技術實現了不同功能和行為之間的聯動，進而構建了網絡化、協同化的智能安防體系。具體而言，智能安防系統中的聯動主要包括視頻監控與報警行為之間的聯動、視頻監控與門禁管理系統之間的聯動、視頻監控與AB門之間的聯動以及視頻監控與智能監控之間的聯動。其中，視頻監控與報警行為之間的聯動主要體現為視頻監控系統與各類報警系統之間的功能聯動，一旦視頻監控中發現異常情況，就會觸發報警裝置，進而產生聲光電警示、報警點圖像電視墻顯示、圖像抓拍以及錄像存儲等。視頻監控與門禁管理系統是視頻監控系統自動化拍攝室內現場的動態視頻，實現實時存儲錄像，并將所有人員的出入信息記錄、保存起來。對于系統中未錄入的陌生人信息，系統會默認為非法入侵者，進而在門禁系統中產生報警信息。視頻監控與AB門之間的聯動是AB門管理系統根據視頻監控系統傳輸的信息進行確認，并作出相應的開門、閉門響應。視頻監控與智能監控之間的聯動則是將覆蓋范圍內不同位置、不同狀況的視頻監控通過智能化的系統實現關聯，形成視頻監控網絡，實現全方位、無死角監控。

除了上述聯動功能之外，智能安防系統還有人員定位系統，可以對進入覆蓋范圍的人員移動軌跡進行監控、記錄、存儲以及傳輸，使智能監控系統可以根據這些信息進行相應的安全防范判斷與行為決策。

2 IoT相關技術在智能安防系統設計中的應用

IoT技術涵蓋諸多的技術內容，這些技術在智能安防系統的設計和應用中均有較多的體現，例如RFID技術、傳感器技術以及智能識別技術。

2.1 RFID技術

目前，RFID在居民住宅、寫字樓以及校園等場所的門禁管理方面具有較多的應用[5]。RFID是一種非接觸式自動識別技術，可以通過射頻信號自動識別對象，并獲取對象中包含的相關數據信息。RFID電子標簽具有較強的靈活性，適用于智能安防系統場景。智能安防系統中使用較多的RFID系統主要由電子標簽、讀寫器以及信息處理系統構成，當人員攜帶具有RFID電子標簽的物品通過讀寫器時，RFID系統會通過無線電波將電子標簽中包含的信息傳送至讀寫器，并反饋給信息處理系統，由系統結合已有的信息進行比對和處理。RFID系統中的讀寫器可以同時讀取多條RFID電子標簽，并且這種讀取不受光線、非金屬覆蓋等條件因素的影響[6]。此外，其信息處理系統具有較大的存儲容量，可以實現信息的反復讀寫和批量讀寫，從而有效滿足智能安防系統在人員密集場所的應用需求。

2.2 傳感器技術

傳感器可以感知外界聲音、光線、熱度以及濕度等信號的狀態和變化情況，并將這些信息轉化為可傳輸、可識別的信號傳送至智能安防系統，供安防系統對覆蓋范圍內的情況進行智能化監測和安全防范。近年來，隨著科學技術的快速發展，傳感器也逐漸朝著微型化、智能化、信息化以及網絡化的方向發展，嵌入式Web傳感器、無線傳感器等在智能安防系統設計中得到了廣泛應用[7]。從智能安防系統整體角度看，傳感器主要應用于系統對應網絡中的節點位置，通過在空間內的各個關鍵節點布置傳感器，實現實時、動態且全面的狀態監測和數據采集[8]。具體的傳感器網絡節點主要由傳感單元、處理單元、通信單元以及電源等組成，其中傳感單元由傳感器和模數轉換功能模塊構成，處理單元由中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、存儲器以及嵌入式操作系統等構成，通信單元由無線通信模塊組成。除了上述的基本單元外，在設計智能安防系統時還可以根據需要增加定位系統、移動系統以及電源自供電系統等，確保智能安防系統功能的擴展性和運行的穩定性。

2.3 智能識別技術

智能識別技術是通過智能識別裝置自動獲取、識別相關對象的信息，并將這些信息通過網絡傳輸給服務器系統進行比對處理[9]。作為智能化的技術類型，智能識別技術在智能安防系統設計中的應用更加普遍。按照識別對象的不同，可以將智能識別技術劃分為有生命識別技術和無生命識別技術。其中：有生命識別技術是識別聲音、指紋以及人臉等有生命特征的信息；無生命識別技術則是識別智能卡片、條形碼、電磁波等沒有生命特征的信息[10]。

在實際的智能安防系統開發中，智能識別技術在出入口控制系統和訪客管理系統方面有較多的應用。出入口控制系統中，智能識別技術通過識別指紋、密碼、人臉等特征來判斷出入者是否屬于本小區或單位經常出入的人員，進而向智能安防系統發出通行或者禁止通行的指令。除此之外，出入口控制系統還可以對車輛進行識別和管理。訪客管理系統通過聲音、人臉等生物特征對訪客的身份進行識別和驗證，進而做出安防管理方面的行為響應。需要注意的是，由于智能安防系統應用中的智能識別是將現場采集到的信息與智能安防系統對應數據庫中已有的數據信息進行比對，因此在實際應用中要注意對數據庫中的數據信息進行更新，以提高智能安防系統識別的精準性和有效性[11]。

3 結 論

綜上所述，IoT技術為智能安防系統的設計和應用提供了相應的技術支持。開發基于IoT技術的智能安防系統，不僅能夠整合各種資源，逐步實現人、物等要素的互聯互通，而且還能提高智能安防的實用性。目前，包括RFID技術、傳感器技術、智能識別技術在內的IoT技術在智能安防系統中得到了廣泛且深入的應用，具有較好的應用價值。