基于物聯網的智能安控系統在重慶煙草物流倉庫安防管理中的應用

李 康

(中國煙草總公司重慶市公司物流分公司技術部，重慶 400021)

一、基于物聯網的智能安控系統

物聯網［1－3］(The Internet of Things)即“物物相連的互聯網”，它有兩層意思:第一，物聯網的核心和基礎是互聯網，是在互聯網基礎上的網絡延伸和擴展;第二，物聯網延伸和擴展到了任何物品與物品之間，或者任何的物品與人之間的信息通訊和交互。物聯網的目的是讓所有物品都能夠遠程感知和控制，并與互聯網一起，實現智能化的識別和管理，形成一個智能化的生產生活體系。

基于物聯網的智能安控系統［4，5］即利用物聯網，結合智能安防控制系統，對物品進行全天候的實時監控，準確知道物品的實時位置和狀態，感知物品在多個方面的安全實時數據;然后對數據進行匯總、整理和分類，計算出物品的一個綜合安全指數;最后根據各方面的安全數據和綜合的安全指數制定出相應的安防響應措施。基于物聯網的智能安控系統可分為三層:最底層為安防監控設備層;中間層為數據融合層;最高層則為決策響應層(如圖1所示)。

1)安防監控設備層

安防監控設備層由各種傳感器和控制器組成，主要完成對信息的實時采集、實時轉換，以及將轉換后的信息進行實時傳輸。安防監控設備層的關鍵技術是信息采集技術、傳感技術和可靠的網絡傳輸技術。

2)數據融合層

數據融合層由大型的監控室和數據融合主機組成，主要完成信息的優化和傳輸處理。在數據融合層，大型的監控室可以對監控現場進行實時的人為監控，數據融合主機會將底層傳來的各種數據進行匯總、整理和分類，計算出一個綜合的安全指數。數據融合層的關鍵技術包含了信息優化處理技術和可靠的網絡傳輸技術。

圖1 基于物聯網的智能安控系統

3)決策響應層

決策響應層主要是由高性能的電腦終端組成。操作人員可以根據不同的情況做出相應的決策和相應的操作。高性能電腦對數據進行存儲、分類、分析等處理后，會自動給操作人員提供三種最佳的操作措施進行選擇。操作人員可以采用由高性能電腦提供的選項，也可以人為地選擇另外的方法對報警進行處理。決策響應層主要是基于軟件技術、計算機技術和各種數據處理技術來實現的，例如前沿的“云處理”技術［6］等。

二、以重慶煙草物流的倉庫安防系統設計為例進行的應用與研究

目前重慶煙草正在大力開展新一輪物流項目建設，規劃中的重慶市煙草公司新江北卷煙物流配送中心的倉庫安防管理將分為倉庫外安防管理和倉庫內安防管理兩大部分。在基于物聯網的智能安控系統的支撐下，可以有效實現倉庫內部安防管理和倉庫外部安防管理的高效融合，倉庫內外信息的實時交互聯動。該系統還能夠大大降低倉庫的安全隱患，提升倉庫的安防等級。

1)倉庫外部的安防管理

在倉庫外部的安防管理規劃中，最具特色的是“虛擬護欄”技術。即利用智能安控系統，提出可以在距離倉庫大門以外的一定范圍內(以下稱之為“安全距離”)設置一道看不見摸不著的、具有任意形狀的“虛擬的護欄”(如圖2所示)。在倉庫的四周安裝全天候高清攝像機對安全距離進行監控，在正常的上班時間段，全天候高清攝像機只提供一般的監控功能;在非上班時段，特別是晚上和節假日期間，智能安控系統將會自動啟動這道“虛擬護欄”，安裝在倉庫四周的全天候高清攝像機也會自動進入夜間模式。一旦有物體(人或動物)越過了這道“護欄”，高清攝像機便會對該物體進行標定并實時跟蹤。同時，網絡硬盤錄像機開始錄像，報警設備也會根據不同的安全等級進行報警(例如打亮感應燈、拉響警報等)。如圖3所示。

圖2 虛擬護欄

如圖2所示，智能安控系統能夠實現任意形狀的虛擬護欄的設置。

圖3 入侵虛擬護欄和報警演示

2)倉庫內部的安防管理

卷煙配送中心倉庫內部存放了大量成品卷煙和生產設備，以及其他人、財、物，是煙草物流行業安全保衛的重中之重，為了保證倉庫內部的安全，準確了解倉庫的庫存貨物狀況，及時發現庫房內部的非正常現象，我們利用基于物聯網的智能安控系統來對倉庫內部的安防進行精準管理。

我們提出了一種用不同于傳統二維平面［7］的三維立體空間結構對倉庫內部的貨物進行更加準確的定位。我們利用x，y，z三維坐標將配送中心倉庫以“3×3×0.8米”為單位進行虛擬的立體分割。倉庫地面的橫向用字母x表示，縱向用字母y表示，高度用字母z表示，對倉庫內部的整體三維立體空間進行標注，其中，每個三維立體單位對應8箱(單位數量可以進行自定義設置)同類型的卷煙，并根據單位網格對立體空間的安全等級進行區域劃分，形成虛擬的具有不同安全等級的三維空間立體網格(如圖4所示)。根據不同安全等級的虛擬網格，將高清全天候攝像機、多普段紅外成像儀、煙感、火警探測器、濕度傳感器、報警器等監控設備整合進統一的監控平臺系統，使該系統具備預警、聯動、信息交互、信息統計和信息分析等功能。

圖4

3)倉庫內外結合區域安防管理

為了統一倉庫內外部的安防管理，基于物聯網的智能安控系統還能夠對倉庫內部和外部實現信息的同步和信息的聯動接力。當有外來物從倉庫外部進入到倉庫內部時，安裝在倉庫外部的全天候高清攝像機在第一時間內，在倉庫外部即對入侵物進行實時的監控并提取其特征信息，一旦入侵物進入到倉庫內部，倉庫外部的全天候高清攝像機立刻將入侵物的所有信息通過數據融合層的數據融合主機傳遞給安裝在倉庫內部的所有高清攝像機。倉庫內部的所有高清攝像機在接收到來自外部攝像機的信息之后立即啟動尋找、識別和追蹤模式，一旦識別出外來入侵物，立即對其標定和實時追蹤，并根據預先設定好的安防等級進行必要報警。

圖5 倉庫內部和外部聯動接力實時智能監控

三、分析結論和推廣應用

眾所周知，卷煙這種特殊商品極易受到濕度、溫度等環境因素的影響，所以對倉庫內部進行精確的溫濕度控制十分重要。我們在倉庫各個敏感部位安裝濕溫度傳感器、煙感、火警探測器等設備，并通過網絡將它們全部聯入電腦，根據事先設定好的濕度、溫度和煙霧濃度的最佳值范圍對倉庫內區域進行實時檢測，當某項指標超過設定的最佳范圍時，電腦就會對其進行智能的調控并向管理人員提示報警。

綜上所述，基于物聯網的智能安控系統工作流程是這樣的:由各類監控器觸警后發送信號，由主機自動進行信息的同步、切換和接力。高清全天候攝像機對觸警的虛擬網格進行放大，同時對入侵物進行標定和實時追蹤。針對不同類型和等級得到一個綜合的安全指數，并產生一鍵式處置方案供操作人員選擇，且當警報達到一定響應等級時，系統方案會自動實現遠程指揮功能，例如直接在公安局進行報警。該系統能夠自動記錄整個事件的處置過程，以便于事后評估和持續改進。基于物聯網的智能安控系統是科學的，并具有一整套規范統一的管理標準和流程。

由于基于物聯網的智能安控系統對煙草物流倉庫的安防管理所發揮的重要作用，該系統具備較好的推廣應用潛力。

1)倉庫外部的安防

基于物聯網的智能安控系統能夠建筑一道具有任意形狀的“虛擬護欄”。該“護欄”能夠更早地發現危險源，更快地消除安全隱患。

2)倉庫內部的安防

基于物聯網的智能安控系統利用了一種全新的三維立體空間網格來定位倉庫內的貨物，并進行安全等級劃分。結合各種攝像機、探測器和傳感器，全方位、全天候地傳遞安防數據，確保各類財產安全。

3)倉庫內外的聯動安防

基于物聯網的智能安控系統能夠實現倉庫內外安防管理的協調和統一，實現倉庫內部和外部信息的同步和聯動接力。基于物聯網的智能安控系統具有高可靠性、抗干擾性、長壽命、可遠程實時監控和可優化升級等特點，應用這一系統能夠有效提高倉庫的管理效率，大大降低倉庫的安全隱患，提高倉庫的安防等級，為整個物流供應鏈提供充足的安防保衛支撐。該系統針對任意大小的卷煙配送中心或智能物流園區建設均具備較好的優化和修改特性，具有較高的推廣應用價值。

［1］李振汕.對物聯網核心技術發展問題的探討［J］.硅谷，2011(1):17.

［2］魏光興，盧曉霞.基于物聯網的物流業發展對策研究［J］.江蘇商論，2011(4):75.

［3］徐仰高.RFID在煙草行業自動化物流系統中的應用［J］.自動化博覽，2012(1):88.

［4］熊春華，云亮.基于3G和物聯網的智能環境監控應用研究［J］.電信技術，2011(5):63.

［5］陜西烽火電子股份有限公司.物聯網智能監控系統在監獄管理中的應用［J］.物聯網技術，2011(3):28.

［6］王藝.云計算在物聯網中的應用［J］.通信企業管理，2012(1):73.

［7］王永君.物聯網在臺煙物流的應用探索與實踐［J］.硅谷，2011(1):125.