淺談物聯網社區安防系統的建設

北京智匯成科技發展有限公司 董也馳 楊中華

物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后引發新一輪信息產業浪潮的核心領域，是應用信息通信技術的最新產物，可實現智能化的實時管理和控制，從而提高資源利用率和生存率。目前物聯網已成為國際新一輪信息技術競爭的關鍵點和制高點。

融現代建筑技術與通信技術等高科技于一體的智能建筑悄然興起，智能大廈、智能小區已經遍布世界各地，其發展勢頭十分迅猛。而目前方興未艾的物聯網技術因其各種特征，引入到建筑智能化技術中，必將是一個重要的發展方向。

1.物聯網技術原理

1.1 物聯網的定義

物聯網指的是將無處不在的末端設備（Devices）和設施（Facilities），通過各種無線或有線的、長距離或短距離通訊網絡實現互聯互通（M2M)、應用大集成（Grand Integration)、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內網（Intranet）、專網（Extranet）、互聯網（Internet）環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面等管理和服務功能，實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化[1]。

其定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念[2-3]。

1.2 物聯網的體系結構

在體系結構上，這里提及的物聯網有別于今天認知的互聯網。他們有如下區別：不同應用領域的專用性、高度的穩定性和可靠性、嚴密的安全性和可控性。

對于物聯網，大多學者認為物聯網主要分為三個層次：感知層、網絡層、應用層[4-5]。

● 感知層：處于各種異構網絡環境中，主要采集物理世界中的各種數據。并擁有與應用層建立聯系的能力。它可以把數據傳給網絡，并能根據反饋的信息做適當的調整。數據的采集過程涉及傳感器、多媒體信息采集、二維碼和實時定位、RFID等技術。通過RFID技術聯入物聯網的物品數量，將遠遠超過當前互聯網用戶的數量。

● 網絡層：起到樞紐的作用。它借助于已有的有線及無線網絡，對上一級傳來的信息進行傳輸，以實現全球通信。

● 應用層：完成信 息的處理，包括信息共享，決策，分析。相當于決策中心，在物聯網中起到核心的作用。

現在還有一些其他的觀點。有的學者認為物聯網體系應該分為5層，應用層，中間件層，網絡層，接入網關層，尖端技術層。有最新研究認為還應加入協調層[6]。

1.3 物聯網中的關鍵技術[7]

● 物理世界的信息獲取：要充分的獲取外部世界的信息，傳感器是關鍵。在感知層方面要解決物理世界事務、物品種類繁多的問題以及要對其賦予獨特的地址的問題。地址資源是有限的，要滿足對每一個事物配備唯一地址，仍需要技術的革新。對于物理世界數量龐大的物品配備傳感識別裝置還要考慮成本的問題。在生產中需要新的工藝以降低生產成本。

● 信息的傳遞：信息的傳遞屬于網絡層應用范疇。物聯網中的信息傳遞依靠有線網絡與無線網絡。主要要實現的是短距離無線通信與廣域通信網絡通信系統。物聯網的大規模建設勢必會需要海量信息的快速傳遞，這就需要短距離無線通信將應用方向轉變為為人服務，也需要廣域通信網絡通信系統做出適當調整，以更適應物聯網的發展。

● 信息的處理：大量信息的處理需要強大的運算技術支持，其中包括云計算、數據融合與挖掘等。物聯網的信息決策具有跨系統，信息龐雜等特點。云計算是挖掘隱藏數據、快速做出決策的重要技術之一，但是現有的云計算水平不足以應對物聯網中對海量信息的處理。因此，發展云計算技術也是我們的首要任務

● 安全：物聯網中實現大量物品的互聯，將世界信息化，為我們提供了便利，但同時也使我們的信息安全變得尤為重要。當我們的信息庫泄露時，我們的利益易受到侵害。對于一個公司，當商業機密被泄露時，公司的利益會受到嚴重侵害，這也可能會促成不正當競爭的日益增多。當國家的機密被泄露時，國家的經濟，國家的政治都有可能會受到別人的控制，一個國家甚至會因此瓦解。因此，信息加密技術需要長足的提高以適應物聯網市場的需要。

● 標準：標準是對任何技術的統一規范，如果沒有嚴格的標準，一個產業就會陷入混亂。擁有統一的標準是一個產業能夠具有一定規模的基礎。

2.物聯網技術的社區安防系統

系統主要有周界紅外報警系統、數字監控系統、信息發布系統、一卡通管理系統、智能家居系統等系統組成。智能家居系統包括燈光及家電智能控制、遠程控制控制與監控、樓宇對講、室內安防預警系統模塊組成。系統簡易架構圖如圖1所示。

圖1 簡易社區安防系統結構圖

在中心監控機房設置管理中心，配置管理服務器、管理中心平臺、操作控制平臺，管理中心可以同時對周界紅外報警系統、數字監控系統、信息發布系統、一卡通管理系統、智能家居系統的進行管理、控制，實現一個中心，管理社區所有智能化系統。

使用物聯網技術構建小區安防系統不僅可以為物業管理部門提供科學、高效的管理手段和方法，而且也能為住戶提供安全、舒適的現代化生活空間和環境，如果將這樣的小區安防系統全部連接起來，共享更多的信息資源，互動互通，就可以成為建立智能化城市安防系統的基礎。

3.系統組成模塊的實現

3.1 數字監控系統

通過智能視頻，實現無人值守監控，對重要物件和重要區域自動監控，發現有人闖入等行為時，可實現聯動報警。

3.2 信息發布系統

系統由文件服務器，系統管理軟件以及播放終端構成。其中管理軟件可以安裝在文件服務器上或者網絡上任意一臺PC，負責管理服務器和播放終端及內容的下載、播放、控制等。出于穩定性以及安全性考慮，建議本服務器系統運行于Linux上，也可以運行在windows平臺上。

圖2 數字監控系統拓撲圖

圖3 信息發布系統拓撲圖

3.3 一卡通管理系統

針對物聯網社區的建設需要，采用遠近兼容型門禁系統；此系統對出入口進行安全管制，每個門禁控制點由現場控制器負責信號輸入輸出控制，可以與安防系統進行報警或監控的聯動控制。通過這套系統的使用極大地提高了管理者的工作效率和管理區域內的安全程度。

此系統經過后臺管理系統可進行遠程識別、身份判斷、信息記錄、報警、聯動控制、考勤等工作，保障對網絡內的每一個人員進行識別、出入控制。

3.4 智能家居系統

智能家居系統包含的子系統有：家居布線系統、家庭網絡系統、智能家居（中央）控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統、可視對講系統。

家庭安防系統包括：門磁開關、緊急求助、煙霧檢測報警、燃氣泄露報警、碎玻探測報警、紅外微波探測報警等。

可視對講系統具有良好的可擴展性，可根據住戶數量進行系統擴容。住戶可以通過家里的住戶主機與警衛室、管理室、鄰里住戶進行相互呼叫并通話。

4.總結

物聯網是下一代的網絡革命，人們已經認識到發展物聯網的重要性，各國在發展物聯網方面做出了大量的努力。雖然現在應用技術還處于初級階段，但在樓宇智能方面卻已經初見成效，具有良好的發展前景。物聯網會極大的改變我們的生活方式。

[1]沈瑞珠,楊連武.樓宇智能化技術[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.

[2]許錦標,張振昭.樓宇智能化技術[M].北京:機械工業出版社,2010.

[3]周洪波.物聯網:技術、應用、標準和商業模式[M].北京:電子工業出版社,2010.

[4]甘志祥.物聯網發展中的問題初析[J].北京:中國科技信息,2010(5):85-87.

[5]孔寧,李曉東,羅萬明,等.物聯網資源尋址模型[J].軟件學報,2010(7):1657-1666.

[6]趙鈞.構建基于云計算的物聯網運營平臺[J].電信學報,2010(6):48-52.

[7]李祥珍,劉建明.面向智能電網的物聯網技術及其應用[J].電信網技術,2010(8):41-45.