物联网技术在智能安防系统中的应用

王晓军

（内蒙古伟益房地产开发有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

0 引言

物联网（Internet of Things，IoT）技术是通过网络将人与人、人与物、物与物进行相互连接，并进行相关信息传递与控制的技术方法[1]。IoT技术的整体框架由感知层、传输层以及应用层3部分构成，如图1所示。

图1 IoT技术整体架构

感知层位于IoT技术应用框架的最底层，是基于IoT技术的智能安防系统的基础，主要通过传感器、二维码、多媒体、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）等获取相关的信息和数据，并将这些内容传递至上层的传输层。传输层又称为网络层，是为IoT技术应用提供信息和数据传输支持的平台。应用层则是根据IoT的功能属性及其具体应用场景开发的应用端口、模型，通常包括数据集成管理平台和业务平台。

从功能上看，感知层主要为IoT技术的应用提供基本信息，并进行相应的信息识别；传输层主要为基本信息和数据的传输提供通信网络方面的支持，使感知层与应用层实现信息的互通；应用层则承担着客户端与服务端之间的对接工作，以实现不同应用场景下IoT的准确、有效应用[2]。

1 基于IoT技术的智能安防系统

基于IoT技术的智能安防系统是借助RFID、传感器、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）以及激光扫描器等各类技术或装置构建人与物之间的信息互联互通，从而实现安防的智能化[3]。基于IoT技术开发的具有联动性质的智能安防系统架构如图2所示。

图2 基于IoT技术的智能安防系统架构

基于IoT技术开发的智能安防系统可以最大程度降低系统每个节点之间的潜在安全风险，提高系统整体的安全性。该系统主要通过在空间范围内部署相应的摄像机、传感器等监控设备，实时采集空间内的各项数据信息，并通过网络将数据传送至系统对应的服务器中，供服务器进行智能化的分析和相应的安全状态识别与风险处置。当空间范围内出现异常情况或者有可疑人员进入后，系统的报警功能就会被触发，从而做出报警响应。而服务器会根据前端传送的数据进行空间状况的分析，快速采取相应的应对处置措施[4]。

安防系统的智能化主要体现在充分借助IoT技术实现了不同功能和行为之间的联动，进而构建了网络化、协同化的智能安防体系。具体而言，智能安防系统中的联动主要包括视频监控与报警行为之间的联动、视频监控与门禁管理系统之间的联动、视频监控与AB门之间的联动以及视频监控与智能监控之间的联动。其中，视频监控与报警行为之间的联动主要体现为视频监控系统与各类报警系统之间的功能联动，一旦视频监控中发现异常情况，就会触发报警装置，进而产生声光电警示、报警点图像电视墙显示、图像抓拍以及录像存储等。视频监控与门禁管理系统是视频监控系统自动化拍摄室内现场的动态视频，实现实时存储录像，并将所有人员的出入信息记录、保存起来。对于系统中未录入的陌生人信息，系统会默认为非法入侵者，进而在门禁系统中产生报警信息。视频监控与AB门之间的联动是AB门管理系统根据视频监控系统传输的信息进行确认，并作出相应的开门、闭门响应。视频监控与智能监控之间的联动则是将覆盖范围内不同位置、不同状况的视频监控通过智能化的系统实现关联，形成视频监控网络，实现全方位、无死角监控。

除了上述联动功能之外，智能安防系统还有人员定位系统，可以对进入覆盖范围的人员移动轨迹进行监控、记录、存储以及传输，使智能监控系统可以根据这些信息进行相应的安全防范判断与行为决策。

2 IoT相关技术在智能安防系统设计中的应用

IoT技术涵盖诸多的技术内容，这些技术在智能安防系统的设计和应用中均有较多的体现，例如RFID技术、传感器技术以及智能识别技术。

2.1 RFID技术

目前，RFID在居民住宅、写字楼以及校园等场所的门禁管理方面具有较多的应用[5]。RFID是一种非接触式自动识别技术，可以通过射频信号自动识别对象，并获取对象中包含的相关数据信息。RFID电子标签具有较强的灵活性，适用于智能安防系统场景。智能安防系统中使用较多的RFID系统主要由电子标签、读写器以及信息处理系统构成，当人员携带具有RFID电子标签的物品通过读写器时，RFID系统会通过无线电波将电子标签中包含的信息传送至读写器，并反馈给信息处理系统，由系统结合已有的信息进行比对和处理。RFID系统中的读写器可以同时读取多条RFID电子标签，并且这种读取不受光线、非金属覆盖等条件因素的影响[6]。此外，其信息处理系统具有较大的存储容量，可以实现信息的反复读写和批量读写，从而有效满足智能安防系统在人员密集场所的应用需求。

2.2 传感器技术

传感器可以感知外界声音、光线、热度以及湿度等信号的状态和变化情况，并将这些信息转化为可传输、可识别的信号传送至智能安防系统，供安防系统对覆盖范围内的情况进行智能化监测和安全防范。近年来，随着科学技术的快速发展，传感器也逐渐朝着微型化、智能化、信息化以及网络化的方向发展，嵌入式Web传感器、无线传感器等在智能安防系统设计中得到了广泛应用[7]。从智能安防系统整体角度看，传感器主要应用于系统对应网络中的节点位置，通过在空间内的各个关键节点布置传感器，实现实时、动态且全面的状态监测和数据采集[8]。具体的传感器网络节点主要由传感单元、处理单元、通信单元以及电源等组成，其中传感单元由传感器和模数转换功能模块构成，处理单元由中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、存储器以及嵌入式操作系统等构成，通信单元由无线通信模块组成。除了上述的基本单元外，在设计智能安防系统时还可以根据需要增加定位系统、移动系统以及电源自供电系统等，确保智能安防系统功能的扩展性和运行的稳定性。

2.3 智能识别技术

智能识别技术是通过智能识别装置自动获取、识别相关对象的信息，并将这些信息通过网络传输给服务器系统进行比对处理[9]。作为智能化的技术类型，智能识别技术在智能安防系统设计中的应用更加普遍。按照识别对象的不同，可以将智能识别技术划分为有生命识别技术和无生命识别技术。其中：有生命识别技术是识别声音、指纹以及人脸等有生命特征的信息；无生命识别技术则是识别智能卡片、条形码、电磁波等没有生命特征的信息[10]。

在实际的智能安防系统开发中，智能识别技术在出入口控制系统和访客管理系统方面有较多的应用。出入口控制系统中，智能识别技术通过识别指纹、密码、人脸等特征来判断出入者是否属于本小区或单位经常出入的人员，进而向智能安防系统发出通行或者禁止通行的指令。除此之外，出入口控制系统还可以对车辆进行识别和管理。访客管理系统通过声音、人脸等生物特征对访客的身份进行识别和验证，进而做出安防管理方面的行为响应。需要注意的是，由于智能安防系统应用中的智能识别是将现场采集到的信息与智能安防系统对应数据库中已有的数据信息进行比对，因此在实际应用中要注意对数据库中的数据信息进行更新，以提高智能安防系统识别的精准性和有效性[11]。

3 结 论

综上所述，IoT技术为智能安防系统的设计和应用提供了相应的技术支持。开发基于IoT技术的智能安防系统，不仅能够整合各种资源，逐步实现人、物等要素的互联互通，而且还能提高智能安防的实用性。目前，包括RFID技术、传感器技术、智能识别技术在内的IoT技术在智能安防系统中得到了广泛且深入的应用，具有较好的应用价值。