福州大學物理與信息工程學院 張揚藝

?

關(guān)于智能小區(qū)安防系統(tǒng)的設(shè)計及其實現(xiàn)探析

福州大學物理與信息工程學院 張揚藝

【摘要】本文對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能小區(qū)安防系統(tǒng)的設(shè)計原則進行總結(jié)，對系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計進行研究，分別對安全監(jiān)控子系統(tǒng)、報警響應子系統(tǒng)以及報警管理子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行探討。

【關(guān)鍵詞】小區(qū)安防系統(tǒng)；智能；設(shè)計；實現(xiàn)；物聯(lián)網(wǎng)

1　基于物聯(lián)網(wǎng)的智能小區(qū)安防系統(tǒng)的設(shè)計原則

1.1準確性

智能小區(qū)安防系統(tǒng)的設(shè)計原則中，最重要的就是準確性。如果出現(xiàn)突發(fā)狀態(tài)、告警信息，系統(tǒng)要快速、準確的做出回應。還有就是正常行為不能出現(xiàn)非法操作，產(chǎn)生的不友好的影響，甚至讓居民心中不安。還有就是，系統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸中數(shù)據(jù)丟失而產(chǎn)生誤判。因此，在對智能小區(qū)安防系統(tǒng)進行設(shè)計時，要盡量對提升系統(tǒng)準確性的因素進行綜合考慮。

1.2穩(wěn)定性

智能小區(qū)安防系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可用性非常重要，如果系統(tǒng)不穩(wěn)定、不可用，甚至都不能稱其為安防系統(tǒng)，尤其是小區(qū)這種人流密集的區(qū)域，安防系統(tǒng)的作用不可替代。

1.3及時性

及時性對于信息系統(tǒng)來說也比較關(guān)鍵，尤其是突發(fā)狀態(tài)下，必須盡快做出響應，這一點和安防系統(tǒng)的實時性有直接關(guān)系。還有就是系統(tǒng)的軟件架構(gòu)、網(wǎng)絡選擇對于及時性的影響比較大，要在設(shè)計時多加注意。

1.4交互友好

界面交互友好對于用戶好感度的提升有很大幫助，系統(tǒng)簡潔是在界面設(shè)計時要采取的規(guī)則，能夠快速找到相關(guān)信息。此外，設(shè)計時，首先要注意功能實現(xiàn)，另外就是界面布局、色彩搭配以及用戶體現(xiàn)，搭配合理可以提升系統(tǒng)美感。

2　基于物聯(lián)網(wǎng)的智能小區(qū)安防系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

（1）系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先，在小區(qū)所有單元樓進行傳感器的安裝，系統(tǒng)具體包括三個部分，分別是小區(qū)管理中心、網(wǎng)關(guān)以及末端的傳感器設(shè)備。每一個傳感器裝置均是利用WIFI和網(wǎng)關(guān)進行連接，之后和管理中心進行連接，繼而共同組成安防系統(tǒng)的局域網(wǎng)。

（2）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)分為四層，分別是物理連接層、網(wǎng)絡層、業(yè)務邏輯層及應用層。其中，物理連接層也就是布置傳感器的節(jié)點層，作用是對小區(qū)區(qū)域內(nèi)環(huán)境信息進行采集，利用WIFI接入到網(wǎng)絡中，根據(jù)協(xié)議把信息傳輸至網(wǎng)絡層；網(wǎng)絡層的主要作用在于和底層設(shè)備通信，接受信息并傳達管理指令；業(yè)務層包括數(shù)據(jù)處理模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，主要作用在于對信息進行壓包/解包，以及預數(shù)據(jù)或者上交；應用層也就是小區(qū)安防管理系統(tǒng)，對所有操作進行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化顯示及快捷管理。

（3）系統(tǒng)總體功能模塊設(shè)計

具體來說，系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)參考圖1，有四個主要子系統(tǒng)組成，分別是安全監(jiān)控、報警響應、報警管理以及輔助管理。其中，輔助管理子系統(tǒng)的主要作用是對用戶基本系統(tǒng)進行維護和管理，在本文中不作贅述。

圖1　系統(tǒng)主要功能模塊圖

3　安全監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)計及其實現(xiàn)

安全監(jiān)控子系統(tǒng)，顧名思義其作用在于利用對小區(qū)周邊信息的全面感知，對小區(qū)動態(tài)信息進行采集。如果小區(qū)中有突發(fā)狀態(tài)，安全監(jiān)控子系統(tǒng)一方面可以提供監(jiān)控信息，另一方面還可以準確執(zhí)行控制指令。除此之外，還可以讓安防系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)之間完成數(shù)據(jù)共享，以避免產(chǎn)生信息孤島。安全監(jiān)控模塊能夠?qū)崿F(xiàn)從多個渠道獲取安防數(shù)據(jù)，以此完成安防設(shè)備聯(lián)動。此系統(tǒng)可以細分為三個子模塊，分別是周圍防范、居民樓單元門禁及家中安防子模塊。

3.1周圍防范子模塊

周圍防范子模塊的設(shè)置是為了避免不法分子利用各種非法手段進入小區(qū)，以確保小區(qū)居民安全。該模塊是利用Socket對設(shè)備上報信息進行監(jiān)聽，管理者做出決策后才可解除警報。該模塊的順序流程是系統(tǒng)啟動，進入探測狀態(tài)，一旦有非法進入信息，產(chǎn)生報警信號，發(fā)送告警信息，等待處理。

按照順序流程對周圍防范模塊進行設(shè)計，DeviceWorker的作用在于保存基本信息，其中有兩個線程，分別是設(shè)備發(fā)送和接收信息，此外還有個socket套接字，和管理中心進行連接，自身信息存儲于DeviceWorker中。

3.2居民樓單元門子模塊

居民樓單元門子模塊的作用在于防止不法分子利用非法手段進入到小區(qū)，以確保居民生命財產(chǎn)安全，模塊系統(tǒng)啟動后進行探測，有非法行為即產(chǎn)生警報，傳感器利用socker上報告警信息。此方面類似于周圍防范子模塊的設(shè)計方法。

3.3居民家中安防子模塊

居民家中安防子模塊的作用在于居民家中對防盜、防災、緊急求助等進行管理，和居民的生命財產(chǎn)安全有直接關(guān)系，該模塊啟動順序類似于周圍防范子模塊。HomeSecurity是一個安全子系統(tǒng)的Frame框架，實現(xiàn)家中安防設(shè)備進行查看，以及對其狀態(tài)進行調(diào)整。

4　報警響應子系統(tǒng)的設(shè)計及其實現(xiàn)

報警響應子系統(tǒng)的作用在于對住宅小區(qū)報警之后的動作進行管理，按照智能小區(qū)安防系統(tǒng)的具體要求，報警響應子系統(tǒng)包括報警受理、事件識別、報警處理、應急通訊子系統(tǒng)等，系統(tǒng)之間相互配合實現(xiàn)該功能。具體來說，該系統(tǒng)可以概括為兩個模塊，分別是報警管理模塊和應急子模塊。

4.1報警管理模塊

報警管理模塊的作用在于對設(shè)備工作狀態(tài)進行查看，以便于及時對信息進行處理，包括解包、識別、預處理等，獲取具體的告警信息，比如時間、地點、原因等。報警管理模塊實際上在設(shè)計時，有更小的三個模塊，分別是緊急處理模塊、事件識別模塊以及方案獲取。該模塊利用socket接收探測信息，解包后獲取關(guān)鍵信息。

4.2應急子模塊

應急子模塊是針對已經(jīng)識別成功的事件，首先進行事件等級，然后報送至管理中心，引導決策模塊啟動，對數(shù)據(jù)庫資源進行搜索，該模塊利用NetManager進行數(shù)據(jù)發(fā)送。EmergencySolution類指的是應急決策和報送，其作用在于對指令進程處理，選擇最恰當?shù)姆桨高M行處理。

5　報警管理子系統(tǒng)的設(shè)計及其實現(xiàn)

報警管理子系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)應急資源信息進行維護及報警預案進行更新，此外還有一些常規(guī)工作，比如，對事件進行登記等。其本質(zhì)在于應急處理工作的數(shù)據(jù)庫，可以用人工方式或自動化的檢索方式。

5.1報警管理子模塊

信息上報時，報警管理子模塊會把信息傳輸至數(shù)據(jù)庫，如有遺漏，也可以直接手動錄入。報警信息會根據(jù)一定周期統(tǒng)計，且在管理中心以可視化方式顯示出來，便于查看。

如果是已經(jīng)發(fā)生的告警信息，首先上傳信息至中心，在數(shù)據(jù)庫中做登記，便于顯示。AlarmLog還具備對信息進行增刪、統(tǒng)計等功

能，系統(tǒng)下發(fā)指令后，模塊利用DAO數(shù)據(jù)庫對執(zhí)行命令進行訪問。

5.2應急預案管理子模塊

對告警信息的處理方案進行設(shè)置，以及報警閾值，此外還有處理關(guān)聯(lián)設(shè)備等。舉例來說，一個煙霧探測器，如果煙霧濃度查過某值，即關(guān)聯(lián)其他設(shè)備，比如，噴淋頭。ResourceManager的作用在于對應急資源類別進行管理，包括設(shè)備關(guān)聯(lián)、閾值等。

6　總結(jié)

總而言之，本文對基于物聯(lián)網(wǎng)平臺下的信息感知、計算、數(shù)據(jù)處理等方面的特征，對智能小區(qū)安防系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行研究，然后詳細設(shè)計了三個子系統(tǒng)模塊，根據(jù)智能小區(qū)安防系統(tǒng)網(wǎng)絡及架構(gòu)，對其具體模型及技術(shù)進行詳細設(shè)計。然而，因為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不夠成熟，在應用方面還存在諸多問題，本文僅是提出一個方案，可以想象的是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，在小區(qū)安防系統(tǒng)的應用將得到廣泛關(guān)注和推廣。

參考文獻

［1］唐于斯.基于博物館被盜的安防系統(tǒng)優(yōu)先解決對策探究［J］.科技創(chuàng)新與應用，2013（27）.

［2］張利，雷冠群.數(shù)字安防系統(tǒng)的設(shè)計及應用［J］.科技資訊，2012（01）.

［3］邢更力，宋京生.博物館安防系統(tǒng)維保需求產(chǎn)生和現(xiàn)狀研究［J］.中國安防，2011（04）.

作者簡介：

張揚藝（1987-），男，福建泉州人，研究生在讀，中級工程師。