有关物联网技术的智能安防系统应用研究

【摘 要】物联网指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网技术能够建立起物物相联、物物可管、资源统筹分配的应用系统，将物联网应用于智能安防系统，能够最大程度地降低系统内各节点的潜在危险，保障节点安全。文章通过关于物联网的智能安防系统的体系结构和应用平台设计，实现了智能安防系统的建立，为探索物联网技术和智能安防系统的更好结合提供了有益的借鉴。

【关键词】物联网；智能安防；通信网关

1引言

早期的物联网是以无线传感技术为基础的物流网络，随着技术与应用的不断发展 ，物联网的内涵有了了较大变化。 根据 2005 年，国际电信联盟（ITU）在《The Internetof things》报告中对物联网概念进行扩展，在任何时间，任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，智能终端、传感器技术等技术将被更加广泛地应用。 物联网中的“物”均具有标识、物理属性以及实质上的个性，使用智能接口，完成与信息网络的无缝整合。 物联网的关键环节为‘感知 - 传输 - 处理”。物联网技术和智能安防系统的完美组合， 可以实现全面的的安全管理和安全保护， 使得安全管理机构可以全方位的监控所有的安全测控点， 实现智能安防系统能力的大幅提升。

2 智能安防系统物联网体系结构设计

物联/ 泛传感器网络系指在物理世界的实体内，部署具有一定感知能力、 执行能力或计算能力的各类信息传感设备，使用网络设施完成信息传输 、协同以及处理 ，从而实现大范围的人与物、 物与物之间的信息交换需求的互联。 物联网由各种末端网、通信网络和应用层 3 个层次组成，传感器网络是物联网末端采用的关键技术之一。智能安防系统的物联网体系包括三个层次。 第一层为传感网络。 包括智能家电、监控终端、门禁终端、RF 读写器等， 这些设备一般带有 RF 读写器或红外、ZIGBEE、蓝牙、GPRS等配备数据通信模块的传感器， 能够提供底层的监控数据采集；第二层为传输网络，包括宽带网络与安防物联网平台的传送功能、 电信网关的物联网传送功能两部分，可以实现数据的传输与计算；第三层为应用网络，主要包括物联网平台应用功能、网关的物联网应用功能以及由物业安全监控平台等组成的第三方应用功能。第三方应用主要用于实现跟踪具体的安全管理异常。

3智能安防系统物联网技术平台

实现安防物联网服务涉及有许多的关键技术：传感器技术、传感网络相关的通信技术、传感器网络技术、通信网络技术、体系架构、物联网平台技术，能量源获取和低功耗、安全和隐私、行业标准化和他们之间的结合技术。传感器负责采集物联网信息， 是感知现实世界的基础，也是物联网服务与应用的基础。 各种传感器，由于温度、压力、湿度、速度、高度、位置、视频、图像等不同，它们提供的信息接口差异巨大， 这是物联网终端规模化面临的最大挑战。传感器网络有丰富的通信传输接口类型， 基于对传感器网络的特性形成了一套完整的但缺乏大规模应用的物理层、链路层、网络层规范。 传感网络相关的通信技术主要有蓝牙、Wi- Fi、RFID 、IrDA、Zigbee 等。 传感网络未来会向下一代IPv6 网络演进。 同时传感器终端也趋于更智能化，传感网的智能性主要体现在lP 化、体积小、功耗低、信息双向传递、不用人工维护等方面。物联网的安全和隐私问题要求较高，主要涉及个人隐私、商业的信任与安全。物联网应该建立一个确保简单、安全的用户控制的方法。 在安防物联网中，必须确保人和物的隐私免于未被授权的识别与跟踪。 能量的获取和低功耗问题也是面临的严峻考验之一，涉及能量的获取、存储以及利用。标准化是实现产业化的重要的部分之一， 是影响物联网普及的重要因素。目前WSN、RFID 等技术领域还没有形成一套完整的国际标准，不同厂家的设备难以实现互操作。 标准化将合理使用现行标准，必要时可以创建新的统一标准。

4智能安防系统物联网应用实现

智能安防物联网系统的目的是打造一个物联网平台，在这个安全监控自动化的平台上可以实现门禁系统、防盗报警系统、智能设备的安全运行，形成一个以有线接入（Cable）、宽带接入（光纤和以太网）、电话接入（固话和移动）等不同方式接入的安防服务体系。智能安防系统的功能，主要是采集监控数据，在处理数据后产生报警信号并通知用户并及时处理紧急事件，同时用户能够对安防事件实现远程监控。 本文设计的的智能安防物联网，基于无线传感器网络，主要由传感器节点、网关和路由器节点和一些安防执行机构组成。 执行机构由最底层受传感器节点控制， 主要负责执行解决各类安防问题，例如在煤气泄漏时，作为执行机构的排气扇会自动受传感器节点的控制继而开启。 传感器节点负责采集、传送各类安防传感器数据，同时控制执行机构动作。路由器节点不仅能够作为传感器节点而且还能管理网络， 为其子节点分配网络地址同时帮助其它的节点路由数据以送至目的节点，大幅地扩大了网络范围。 网关作为整个区域网络的监控中心， 能够实时观察整个网络的运行情况与报警信号， 并通过 Intemet 与 GSM 网络与远程客户端实现交互，以通知用户报警事件的发生，用户同样能够通过Intemet 和 GSM 网络监控整个网络的运行情况并能够远程控制执行机构， 全部的监控数据以及报警事件均存入网关的数据库服务器中。

4.1 智能物联网通信网关的实现

物联通信网关功能主要包括：应用系统平台数据接口模块、 多模网络接入处理模块、 传感器数据推送模块、IP网络层接口和串口、传感网接口模块、USB 等设备接口.以下对这类主要模块的功能进行具体描述。应用平台接口模块：处理物联网应用平台和网关的接口，主要为传感数据的发送与接收，对内网处理模块的指令接收和返回值发送等.是物联网和物联网应用平台的数据通道。传感数据分发模块：物联网数据的中转发送中心。 平台接口模块和内网处理模块能够到传感数据分发模块中注册数据.建立数据分发模块的数据处理路由表。 根据该表，传感数据分发模块决定从传感网中获取数据的去向。同时，该模块还负责把来自内部处理模块的数据和指令发送到传感网络。内网处理模块：用于处理网关的应用功能。 该模块可以接收来自传感网的数据. 并根据数据做出相应反馈，实现室内物联网的闭环控制功能。传感网接口模块：同各种协议的智能设备通信 ，接收这些设备产生的数据， 实现传感网设备与网关之间的数据交互。 该模块拥有统一的通信协议格式。 其与各种 RF读写设备、 智能设备之间的协议适配通过设备适配接口模块完成。上述网关物联网功能实现了物联网运营平台与软件将内部的物联网对接.同时也实现了物联网内部的自我管理功能.并给用户提供了进行应用扩展的能力 ，将网关改造为区域物联网中心控制设备， 对物联网的区域应用实现了有效的支撑。

4.2 视频监控服务子系统

远程音频、视频实时互动，主要功能是在监视端的音频、视频终端完成数据的压缩编码，并通过特定的协议实现网络数据的加密与封装，通过互联网实现网络传输，客户端完成对数据的解码以及数据同步处理。 在此过程中要求侦查网络的状态， 同时根据网络的状态选择数据压缩模式，以适应的网络线路的不稳定状态。

5 结论

本文从安防管理方面来考虑并设计了以物联网技术为基础的智能安防系统。 该系统能够在监控区域大范围地分布节点，可以探测区域火灾、内煤气、人体红外、物体定位以及监控录像等，以防止各种火灾、爆炸、中毒以及盗窃事件的发生。 用户能够随时监控网络的工作情况。 随着社会的发展， 物联网技术以及智能安防系统的结合必将更加的紧密和智能。

参考文献：

[1]彭巍等.物联网业务体系架构演进研究[J].移动通信，2010.

[2]张明杰，韩建亭，胡冰松，刘文超.用家庭网关打造物联网家庭应用系统[J].电信科学，2010.

[3]黎星，贾环，樊万鹏.为物联网培育完善的运营支撑环境[J].中兴通讯，2009（12）.