一種基于物聯網技術的警示防范系統

李湛

摘 要：視頻監控系統是目前基站廣泛應用的警示防范系統，借助遠程攝像系統的布控，值守人員不用親臨現場就可以發現基站可能發生的盜竊行為，借助預警系統可以很大程度上降低基站設施被盜情況的發生。基站進入無人值守的時代后，基站的建設數量和值守人員數量的增長沒有形成同步，圖像智能化為值守人員降低了一定的工作量，但是誤報頻發又使得值守人員慢慢疲于應付“狼來了”的告警事件，系統告警日志和影像資料等無效資料占據系統寶貴的資源空間，最終智能化的圖像比對功能趨同于“擺設”。

關鍵詞：物聯網技術；預警系統；技術方案

中圖分類號： TP391.44 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-169-2

0 引言

保定移動所使用的動環系統中的移動偵測、門態偵測、刷卡信息可以為監控系統提供更豐富的人（Man）的信息；電源檢測、饋線防盜檢測、空調防盜檢測又為監控系統提供了機房內機器設施（Machine）的信息。以物聯網模型為警示防范系統的技術方案，其應用模式為通過射頻識別（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，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。系統引入先進的智能圖像分析模型和算法并與動環系統中人的相關信息，綜合比對判斷其人員進入的合法性；對有可能威脅到基站安全情況的行為實施自動報警和現場威懾，有效預防犯罪行為的發生。機器設施（Machine）的信息對于發生突發事件的后果描述更為準確，使得值守人員可以第一時間采取補救措施，降低了基站停服的現象發生。綜合應用動環數據和智能視頻，使得基于物聯網技術的警示系統具有更低的誤報率，更詳實的警示防范描述，使得基站防范有舉、查而有據。

1 項目描述

系統在充分利用現有動環監控系統資源與視頻監控融合的基礎上，解決目前保定移動視頻系統只“記錄”不“報警”、室外報警功能薄弱、防范設施脆弱易識別、缺乏對作案分子威懾效果等問題，建立一套新的以智能圖像分析技術為核心，物聯網平臺為載體，動環系統數據為參照的警視防范系統。一方面充分提高視頻監控系統圖像分析的精確度，擴展攝像頭隱藏，雙向語音震懾、警示燈光、抓拍彩信、感應報警聯動；另一方面通過動環告警聯動觸發視頻告警實時呈現。從而為基站的安全防范和穩定運營提供高可靠、更完備的技術手段支持和保障。

1.1 項目目的

①通過項目研究，改視頻監控只“記錄”不“報警”為既“記錄”又“報警”：一方面降低圖像移動偵測的誤報率，避免頻發的誤報產生，另一方面可以引入一些新的智能圖像分析功能和算法，對確實有可能威脅到基站安全的情況實施報警，對于過往行人等情況進行自動過濾，有效增強系統的智能性。②通過項目研究，實現動環監控系統和視頻監控系統之間的數據互通。動環監控系統可將相關報警信息傳送給基站視頻監控系統，在遇有動環監控報警時，可自動彈出基站報警畫面、提示報警類型，并通過遠程視頻實時查看、確認基站情況，從而有效擴展報警類型。③增強現場威懾能力，對于有可能威脅基站安全的情況，系統自動觸發語音廣播喊話，對入侵者進行警示，預防犯罪的發生。④增強與維護值班人員的實時報警能力；一旦中心確認現場情況可能遭遇風險，系統將自動發送彩信至相關維護人員手機，提供基站名稱、報警類型、報警時間并帶有相關情況照片等主要報警信息，維護人員可將其作業相關憑證提供給警方請求協助。

1.2 項目意義

①原有系統因采用圖像移動偵測，所以誤報率很高，導致值班人員進行排查的工作量劇增，長期誤報致使其報警功能降低，存在較大的安全隱患。該項目研究可有效解決上述問題，提高系統圖像分析的精確度。②基站目前配置有視頻監控系統和動力及環境監控系統，系統之間無法實現資源共享、無法實現互聯互通，造成現有資源無法充分利用；通過該項目研究可充分利用各種數據資源，提高資源利用率，并有力地促進了運營安全和生產管理。③系統增加了很多實用功能，如現場威懾、短信報警等內容，便于及時發現、上報、處理問題。

2 實現方案

2.1 系統架構

2.2 IVS智能圖像分析系統基本功能

①支持高分辨率、低延時的H.264圖像編碼；②支持1～4路的視頻輸入；③支持1～4路模擬視頻輸出，并支持智能報警信息的OSD疊加；④支持雙向的語音對講；⑤強大的網絡處理能力，支持多種網絡傳輸和控制協議；⑥支持遙信輸入和遙控輸出，可以接入多種報警源，控制多種報警器；⑦支持智能RS485控制，支持多種協議的云鏡、球機的控制；⑧支持RS232串口調試；⑨支持SD卡的報警錄像和報警日志存儲（擴展功能）；⑩支持十幾種智能圖像識別工作模式（智能監控），實現智能分析功能。

2.3 系統功能

①室外光纜防盜功能。在光纜附近安裝三技術探測器，其完美融合了被動紅外（PIR）和微波探測技術，并且具有先進的信號處理功能，其開關量信號接入到視野范圍在光纜位置的攝像機所對應的IVS開關量輸入接口上，當開關量信號相反時聯動攝像機進行抓拍，把告警圖片發送給圖片服務器，圖片服務器實時監測更新，把最新圖片通過彩信貓發送給手機客戶；同時把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像。②室外饋線防盜功能。把一根串有電阻的導線與饋線固定在一起，做適當的隱藏，使其不容易被發現，比如安裝時放到電纜的下方，導線的兩端接入到GEAS-1的遙測接口上，當此導線被剪斷或被短接時，電阻值發生變化，GEAS-1根據這個變化產生遙控輸出信號，發送給視野范圍在饋線位置的攝像機所對應的IVS開關量輸入接口上，IVS根據信號變化聯動攝像機進行抓拍，圖片發送給圖片服務器進行相應處理；同時把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像。③室外空調機防盜功能。提供了一種電阻分壓空調室外機防盜系統，由電阻、門磁開關、室內監測設備組成。安裝方式是電阻、門磁開關用導線串聯起來連接到室內監控設備中，門磁固定到空調室外機的外殼和內部設備上，帶有電阻的導線纏繞到空調室外機上。主要原理是室內監測設備實時監測電壓監測點的電壓值，無論偷盜者采用短接分壓電阻和門磁開關兩端或者剪斷分壓電阻和門磁開關任意位置或者拆卸空調室外機機殼的方式移除空調室外機，都會使室內監測設備的電壓監測點的電位產生變化，從而觸發告警。④發射塔攀爬檢測功能。用一個攝像機對著鐵塔位置，在鐵塔的支柱上設置攀爬檢測智能功能，當有物體在攝像機的警戒區域有攀爬事件時，如果停留在警戒區域內的時間超過預警時間閥值，首先啟動聲光報警器和語音喊話，如果停留在警戒區域內的時間超過告警時間閥值時，把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像；同時抓拍告警圖片發送給圖片服務器進行相應處理。⑤聲音檢測功能。在室內的墻壁上安裝聲波震動傳感器，實時檢測周圍環境的聲音進行頻譜分析，當有鑿墻的聲音時，啟動聲光報警器和語音喊話，同時把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像；同時抓拍告警圖片發送給圖片服務器進行相應處理。⑥絆線穿越功能。激光器安裝到房頂向下照射，IVS通過攝像機中的激光線，分析有沒有物體穿越，當有物體穿越時，激光線發生變化，抓拍圖片發送給圖片服務器進行相應處理；同時把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像。⑦周界防范功能。在攝像機監視的視場范圍內，可設置任意形狀及參數的警戒區域。一旦有滿足預設條件的目標進入警戒區域，則觸發告警，并用告警框標識出進入警戒區域的目標，提醒相關人員注意有移動目標侵入（圖2）。⑧物品看守功能。用一個攝像機對著蓄電池柜，畫上警戒區域，當警戒區域內的目標被移動且時間達到預設門限，則自動產生告警，抓拍圖片發送給圖片服務器進行相應處理；同時把信息傳遞給中心服務器進行告警錄像。⑨彩信發送功能。當系統出現報警時，智能監控單元自動截取監控的圖像照片，通過TCP/IP協議把告警照片發送給告警圖片服務器，告警圖片服務器以彩信方式發送到主管人員的手機上。照片上以OSD字幕疊加的方式顯示告警字幕和告警框（圖3）。⑩視頻丟失告警。視頻丟失分基站鏡頭視頻丟失（監控中心與站端智能監控設備通信正常）和監控中心與站端通信中斷的視頻丟失，監控中心進行區分，并且及時產生告警提醒值班人員。

注意：刷卡開門和后臺遙控開門是正常進入，系統把門口位置的絆線穿越撤防，把蓄電池看守功能撤防。IVS進行計時，30分鐘（可以設置）后門口的絆線穿越功能和蓄電池的看守功能布防。

3 系統技術創新

3.1 物聯網技術在警示防范系統中的應用

廣義的物聯網含義：利用條碼、射頻識別、傳感器、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，實現人與人、人與物、物與物在任何時間、任何地點的連接，從而進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的龐大網絡系統。

而本系統正是基于物聯網技術，把傳感器、激光掃描器、智能圖像分析系統相結合，按約定的協議，在任何時間、任何地點實現物與物、人與物的信息交換和通信的網絡系統。

3.2 智能圖像分析與聲音監測的技術融合

本系統利用在室內的墻壁上安裝聲波震動傳感器，實時檢測墻壁的震動聲音進行智能算法分析，分析的結果與室外周界攝像機的智能圖像分析數據相融合，得出精確度很高的周界入侵數據，從而大大降低誤報率和漏報率。

3.3 智能圖像分析與激光掃描器的技術融合

在室內的重要位置安裝激光掃描器，系統根據掃描線的變化，依據室內攝像機的實時圖像進行智能分析，得出有無物體入侵的可靠數據。

3.4 電阻分壓空調室外機防盜系統

電阻分壓空調室外機防盜系統由電阻、門磁開關、室內監測設備組成。室內監測設備實時監測電壓監測點的電壓值，無論偷盜者采用短接分壓電阻和門磁開關兩端或者剪斷分壓電阻和門磁開關任意位置或者拆卸空調室外機機殼的方式移除空調室外機，都會使室內監測設備電壓監測點的電位產生變化，從而觸發告警。