標(biāo)簽：TCP/IP  UDP

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)境以及高效科學(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(guò)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(lái)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

(一)住宅報(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(lái)訪客進(jìn)行管理，有效防范外來(lái)人員進(jìn)入住宅單元，在實(shí)現(xiàn)時(shí)常常與門(mén)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。

(四)視頻監(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)。

(五)電子巡更裝置是在小區(qū)內(nèi)安裝巡更站點(diǎn)，保安巡更人員攜帶巡更記錄機(jī)按指定的路線和時(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)

(一)智能小區(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(huà)面品質(zhì)不高、信息存儲(chǔ)不方便以及查詢繁瑣等問(wèn)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(guò)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。

(二)智能小區(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(guò)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(如基于電話線的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(kāi)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(lái)Internert無(wú)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(guò)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)高端、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。

(二)系統(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(lái)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(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)接入家居服務(wù)器。可以看出在本方案中視頻監(jiān)控和周邊防越已集成在一起。

通過(guò)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(lái)了極大的方便。

(三)系統(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SQL SERVER 2000，充分利用SQL SERVER中的存儲(chǔ)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)控制網(wǎng)絡(luò)連接各類傳感器，通過(guò)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(guò)熱線聯(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。

(四)系統(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(guò)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(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)器來(lái)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。

(五)系統(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(lái)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(guò)設(shè)置的控制規(guī)則通過(guò)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(guò)采用通用數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)PSTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電話或短信息報(bào)警，保證外界及時(shí)有效地接收到報(bào)警。