1  傳統(tǒng)安防系統(tǒng)的不足及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢

物聯(lián)網(wǎng)有三個特征：一是全面感知，它可利用RFID、傳感器和二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳輸，可通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于傳統(tǒng)智能建筑安防系統(tǒng)具有以下幾個方面的優(yōu)勢。

1.1  布線優(yōu)勢

傳統(tǒng)安防系統(tǒng)在建筑物內(nèi)的布線方式可以采用電話線、總線、電話線、專線等多種方式，但其總線容量大，集成度高，對線路敷設、抗干擾、總線隔離技術(shù)要求等。對于智能家居來說，在家庭內(nèi)部可共用總線，但在各個家庭間不適合用同一根總線。電話線不需要額外布線，但電話線帶寬窄，容易產(chǎn)生信號堵塞,且不適合傳輸圖形、圖像等信號;專線信號傳輸性能好，但安防系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)較多，各子系統(tǒng)均采用專線，則布線繁雜，增加了施工和維護難度。另外，對于舊建筑改造，以上幾種布線方式都存在改造工作量大等問題。

物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)能有效解決上述問題。基于無線傳感器網(wǎng)絡的安防系統(tǒng)布線不受建筑物本身的限制，可以按照需要方便地接入各種無線傳感器，從而為設計、施工、維護以及改造提供了極大的方便，同時也節(jié)約了大量的布線材料，在人們不易到達的地方或危險的區(qū)域布置，更是具有得天獨厚的優(yōu)勢。在各傳感器中設置RFID（無線射頻識別）裝置，可實現(xiàn)對傳感器的識別與定位。

1.2  遠程監(jiān)控的實現(xiàn)

傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)將各種安防探測器信號集中至管理中心（如大樓保安管理中心或小區(qū)管理中心等），由中心的智能管理設備或值班人員對這些信號進行監(jiān)控與聯(lián)動處理。這種結(jié)構(gòu)僅局限于建筑物或小區(qū)內(nèi)部實施安防，而無法滿足遠程監(jiān)控的應用場合，如智能家居中的遠程監(jiān)控等。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為獨立的安防網(wǎng)絡與幾乎無處不在的互聯(lián)網(wǎng)建立起溝通的橋梁，安防管理人員或者住戶本人可以隨時隨地通過各種終端（計算機或手機）對建筑空間進行主動監(jiān)控、當發(fā)生異常情況時，報警信號能夠及時發(fā)送給監(jiān)控者或住戶本人。

1.3  傳感器的智能化

目前智能建筑系統(tǒng)中的各種安防子系統(tǒng)（如門禁、視頻監(jiān)控、火災報警等子系統(tǒng)）之間相互獨立，而且所采用的傳感器絕大多數(shù)功能單一，沒有智能化。例如，對非法入侵檢測的紅外線探測器，只要監(jiān)測到紅外信號，無論是否確實為非法入侵，都會產(chǎn)生報警信號;視頻監(jiān)控攝像機只具有攝像功能。這樣，雖然在報警后，各系統(tǒng)之間能夠產(chǎn)生相應的聯(lián)動，但在產(chǎn)生報警信號方面,彼此之間沒有配合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的每個傳感器都是一個智能化的節(jié)點，具有信息采集、數(shù)據(jù)處理和通信三方面的功能。它不僅可以使傳感器本身具有智能處理數(shù)據(jù)的功能，而且可以將各種安防子系統(tǒng)組織在一起,形成具有智能聯(lián)動的系統(tǒng)。如紅外探測器節(jié)點檢測到報警信號后,首先經(jīng)過節(jié)點本身數(shù)據(jù)處理模塊對該信號進行判斷，以判斷其是否符合非法入侵的紅外信號特征，同時可經(jīng)通信模塊與視頻監(jiān)控節(jié)點聯(lián)動，由攝像機采樣報警部位的圖像,然后對其進行圖像分析,進一步確認是否滿足非法入侵圖像特征，最后決定是否產(chǎn)生報警。這樣就可以有效減少或防止誤報警的產(chǎn)生。

1.4  網(wǎng)絡可靠性優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的布線方式中，如果總線出現(xiàn)故障，那么，這條總線上所有的監(jiān)控設備都將處于癱瘓狀態(tài)。而物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡各節(jié)點地位平等，通過分布式算法可以協(xié)調(diào)彼此的行為，實現(xiàn)自動組網(wǎng)。由于消除了中心節(jié)點，因而具有很強的健壯性和抗毀性。無線傳感器網(wǎng)絡各節(jié)點的通信是利用中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)，形成網(wǎng)絡的多跳路由，而不是由專用的路由設備（如路由器）完成。因此，即使個別節(jié)點出現(xiàn)故障,其他節(jié)點的通信仍然可以依靠彼此維持，從而提高了網(wǎng)絡的可靠性。

2  基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠程安防系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通常物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)可以分為三層:感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層主要是識別物體，采集信息；網(wǎng)絡層主要是信息傳遞和處理,實現(xiàn)通信與互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡融合;應用層則是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，其與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)行業(yè)智能化。

下面以一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居遠程安防系統(tǒng)為例來介紹其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

由圖1可見,該智能家居遠程安防系統(tǒng)由三部分組成。其中，家庭無線傳感器網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控終端依次對應物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡層、應用層。

家庭無線傳感器網(wǎng)絡由設置于家庭內(nèi)部的各種安防傳感器、家庭智能網(wǎng)關組成。安防傳感器一般包括玻璃碎裂傳感器、門窗防盜監(jiān)測模塊、嵌入式攝像機、人體紅外探測器、感煙探測器、燃氣泄露傳感器以及報警按鈕等。各傳感器均作為無線傳感網(wǎng)絡的一個節(jié)點。傳感器節(jié)點組成框圖如圖2所示。其中傳感模塊由于完成對現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)測;MCU微處理器為該節(jié)點的控制中心,MCU可采用單片機或DSP等實現(xiàn);RF射頻通信模塊負責無線信號的發(fā)射與接收，同時可為該節(jié)點定義一個網(wǎng)絡中唯一的身份編碼。無線網(wǎng)絡組網(wǎng)方式采用ZigBee網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)。ZigBee是一種新興的近距離無線組網(wǎng)技術(shù)，由節(jié)點群組成面向任務的分布式網(wǎng)絡，可通過各類微型傳感器對信息目標進行實時監(jiān)測。智能家庭網(wǎng)關處在智能家庭網(wǎng)絡的中心位置，是通信、決策、報警的核心。其主要功能有兩個：一是對布防在家庭中的各個安防節(jié)點進行環(huán)境數(shù)據(jù)采集和處理；二是通過GSM/GPRS模塊將報警信號提交到網(wǎng)絡層以實現(xiàn)遠程通信。

網(wǎng)絡層是家庭無線傳感器網(wǎng)絡和外界的通信橋梁。它一方面可以通過GSM/GPRS網(wǎng)絡直接向用戶手機發(fā)送報警、現(xiàn)場信號或者接收用戶的控制命令;另一方面可以將現(xiàn)場信息發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)的服務器。常用的監(jiān)控終端包括手機和連接在互聯(lián)網(wǎng)上的計算機，用戶可以通過在其上運行的監(jiān)控軟件實現(xiàn)各種各樣的監(jiān)控功能。

3  物聯(lián)網(wǎng)亟待解決的問題

雖然將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于智能建筑的安防系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢，但由于其仍處于初期發(fā)展階段，所以也存在一些迫切需要解決的問題。

首先是節(jié)點電池能量、計算能力和存儲容量有限等問題。物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點會受到體積的限制，所以其存儲空間、通信帶寬都比較有限，而且節(jié)點需要持續(xù)供電，目前大多節(jié)點產(chǎn)品只能靠配備電池供電，因此，其使用周期受到嚴重制約。

其次是物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡的容錯能力要求高的問題。傳感器網(wǎng)絡具有很強的異構(gòu)性，節(jié)點的增加、刪除或失效較多,從而使整個系統(tǒng)呈現(xiàn)高度的動態(tài)性，這對無線傳感器網(wǎng)絡的通信算法提出了很高的要求，特別是對于安防系統(tǒng)這種對可靠性要求很高的應用場合。

另外,還有信息安全問題。一方面，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安防系統(tǒng)在建筑物內(nèi)部大多借助無線傳輸，這種暴露的信號很容易被竊取，也容易被干擾，這將直接影響到系統(tǒng)的安全;另一方面，物聯(lián)網(wǎng)將建筑物內(nèi)部的安防監(jiān)控系統(tǒng)連接到開放的互聯(lián)網(wǎng)中，在引入了互聯(lián)網(wǎng)的眾多優(yōu)點的同時，也引入了互聯(lián)網(wǎng)中的安全隱患，如病毒攻擊等,可能使系統(tǒng)徹底癱瘓，或泄露建筑物內(nèi)住戶的個人隱私。

上述問題都制約著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑安防系統(tǒng)中的應用，相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，這些問題都會得到較好地解決。

4  結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多學科交叉的前沿學科，具有良好的發(fā)展空間和廣闊的應用前景。本文針對傳統(tǒng)智能建筑安防系統(tǒng)中存在的問題，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠程安防系統(tǒng)的應用方案，分析了其優(yōu)勢與亟待解決的問題。該方案對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入智能建筑其他子系統(tǒng)的應用也具有一定的參考價值。