對物聯網的智能樓宇安防監控系統設計

曾瑩瑩

（江西應用工程職業學院 江西省萍鄉市 337000）

現階段，城市的現代化建設進程已經在逐漸地加快當中，物聯網技術也得到了很大的發展，在各種辦公的場合當中，對智能樓宇的建設需求也越來越大，智能樓宇在各大城市都得到了非常廣泛的應用。隨著智能樓宇的普及，對智能樓宇的安防監控能力也有了更高的要求。在智能樓宇中應用物聯網技術的話，可以將智能樓宇的安防監控的智能化以及自動化的水平進一步地提升上來。

1 物聯網技術的概述及應用

1.1 物聯網技術的概述

物聯網技術（IOT），通過應用識別的射頻技術和感知的紅外感應器技術以及其他定位系統如全球定位系統等設備，然后再根據相關的約定協議，讓各式各樣物品和互聯網進行連接，借助互聯網實現信息互換，還有通信進行實現，這樣的話，就可以對這些物品進行智能化的控制。物聯網技術屬于一種新興的技術，主要包括識別物體、對物體實施定位、還有監控等，該技術的核心是互聯網技術。在物聯網體系當中，互聯網的作用是非常重要的，能夠實現信息的傳輸，而物聯網技術則是對互聯網技術進行一定的延伸還有拓展，把人和人之間的通信，還有數據的交換，逐漸延伸到人和物品，還有物品和物品之間[1]。

1.2 物聯網技術的應用

物聯網技術在日常的生活當中應用的范圍是非常廣泛的，對改變大家的生活質量也起到了至關重要的作用。物聯網技術的出現使得智能化樓宇在實際的應用當中更加具有可行性，在對智能化樓宇進行設計的時候，電氣系統的設計非常地復雜，同時，在對智能樓宇進行電氣方面安裝時，會用到較多的專業知識，不光得對安裝技術進行控制，對電氣設備也得進行實時地監控，將設備的穩定性進行相應的提高，這樣的話，能提高人們的生活便捷程度，讓生活更加方便、智能。在建設智能化樓宇的時候，利用物聯網技術的話，能夠有效地提供相應的支持，將物品，還有人之間，建立一個連接的通道，有效地實現信息的傳遞，對各種物品，都能進行實時地管理和監控。智能樓宇當中的安防監控，必須要將準確、自動、快速等特點都進行突出，在應用互聯網技術之后，智能樓宇的重點位置上的傳感器，被環境的異常，都能實時地進行監測，例如，異常的聲響，異常的氣味，或者是紅外異常等，傳感器都能將這些異常的情況，十分清晰地進行傳遞，讓智能樓宇的安防管理的人員，可以及時了解這些異常，從而實時一定的應對措施[2]。

2 基于物聯網智能樓宇安防監控系統的總體架構

在物聯網樓宇的智能安防監控系統設計時，它的總體的架構可以分為感知層，還有網絡層，以及應用層這三層，它們每一層的工作原理還有功能如下所示：

2.1 感知層

感知層的話，屬于整個架構的最底下的一層，同時，感知層也是安防監控系統最核心的一個部分，對環境信息進行采集，主要也是通過感知層去完成的。感知層一共可以分成兩個部分，它們分別是：第一、感應器件，第二、網絡感應器。應用在樓宇監控系統的時候，其中第一部分的器件，主要包括常用的紅外傳感器，還有大火警報的煙霧傳感器，以及用于防爆的玻璃探測器，同事配備聲音傳感器等等，這些感應的器件，都可以對外部的環境，進行異常數據的采集。感應器網絡的話，則是由各種感應器的節點，進行相應的組合，從而形成的網絡，主要包括了無線傳感器網絡和RFID網絡，以及無線multi-media傳感器網絡等，感應器網絡通信的距離非常短，可以對各種環境的信息進行采集還有處理以及相應的分析，還能對各種環境的信息進行傳送，這些信息主要指的是溫度、聲音以及位置、移動的物體等，也包括了圖像，還有音視頻等多媒體的信息。

2.2 網絡層

網絡層的話，是必須得將各種的網絡通訊技術，進行相應的融合，這個結構層的作用，主要就是把感知層所采集的各種信息，然后再利用網絡技術，將這些信息數據往應用層傳輸。對于智能樓宇的網絡層，是能夠通過以太網的結構進行設計的，這樣的話，就能對樓宇中已經建設好的基礎網絡設施，進行充分有效地利用，如果需要增加設備的話，還能利用增加IP 的方式，去進行相應的標識，可擴展性是非常良好的，而且，還可以讓布置安防監控的位置，更加地靈活。除此之外，對于感知層中所采集數據，因為數據的量會比較大，需要將數據進行存儲，例如視頻監控的數據，在存儲的時候，可以利用云計算服務器來實現。

2.3 應用層

應用層，這個架構層，屬于智能樓宇安防監控中安防管理員，還有物聯網的接口。應用層把網絡層傳輸過來的各類監控的數據和安防監控業務的需求進行了一定的結合，這樣的話，安防管理人員就能夠利用各種智能設備的終端，或者是智能設備的應用，對實時監控的數據資源進行查看，對各類的報警信息也能做到實時的接收。各種智能終端的話，主要包括電腦端，還有智能手機，以及監控電視墻等，當樓宇中各位置的傳感器對異常的環境感知到以后，就會對智能的終端發出報警的信息，這樣就能讓安防管理人員可以針對報警信息及時地做出應對的措施[3]。

3 物聯網的智能樓宇安防監控系統設計

3.1 安防監控系統工作原理

監控系統是由硬件還有軟件所組成的，硬件的話，主要包含單片機模塊：如MSP430 地板的開發板等，還有傳感器模塊，以及數據處理模塊，還有顯示報警模塊等。軟件的話，主要包含單片機應用系統，還有與其相關的程序共同組成的。在傳感器模塊，對入侵的信息感應出來的時候，就會把感應到的外界信息，進行轉換，變成電信號，主要是數字信號，還有模擬信號這兩種，在單片機或者是微型的計算機，對數據信息進行處理還有分析之后，電信號就會轉變成報警的信號，接著就會發出聲光的報警提醒，這個報警提醒設計方式可以是通過Wi-Fi 或者藍牙等無線方式進行傳輸的，當報警的提醒傳輸到聯動設備，還有相關的責任人員那里的時候，就能夠實現實時的監控[4]。

3.2 傳感器節點的數據采集

紅外傳感器，該設備主要是在感應的有效范圍內通過感應侵入者所發出的紅外線從而檢測出是否存在非法進入的現象。通常情況下，人體的溫度測量范圍基本都在三十六度五到三十七度之間，我們設定這個值。紅外傳感器中的熱釋電元件，被紅外線輻射到的時候就會失衡，然后就會對外釋放電荷，然后電路檢測到電荷之后，就會發出報警的信號。

對空氣中的異常進行檢測的話，通常都會利用到煙霧傳感器。煙霧傳感器對房間中的煙霧濃度能夠進行檢測，還能把濃度信息轉變成電信號，然后再傳輸到中央控制器中。只要濃度當超過了設定的閾值時，執行單元就會發送報警的信號。如果發生火災的話，就得實時地啟動煙霧傳感器。在樓宇的消防管理，設計樓宇的安全防范系統時候，煙霧傳感器得到了全面性的應用。在出現火災的時候，煙霧都是向著空氣的上方進行飄散的，所以安裝煙霧傳感器的時候，也都是安裝在房間中比較靠上的位置，只要出現火災，就會及時響應，還有報警。眾所周知，對于住宅的話，廚房是最容易發生火災的地點，所以家用的煙霧傳感器，通常是安裝在廚房的。煙霧傳感器其靈敏度是非常高的，還能根據實際的情況對靈敏度進行相應的調整。如果是在比較容易發生火災的地方，煙霧傳感器的靈敏度就要調到較高的標準，反之就不用太高[5]。

當智能樓宇當中出現震動，或者是玻璃被敲碎的時候，就會產生一種高頻的聲響，還有次聲波。所以對玻璃的破碎情況也要進行探測，這時候就要用到玻璃破碎探測器。這種探測器的話，一般都是用壓電陶瓷片中的壓電效應所制成的，如果玻璃破碎的話，人說話的聲音，還有走路的聲音，頻率和玻璃沒破碎的時候，是不一樣差異的，所以，探測器可以檢測其它波率頻率的玻璃如遇破碎時的聲音頻率，然后再將這種信號傳遞出去。玻璃探測器反應是比較迅速的，在進行報警的時候也會比較準確，誤報的現象很少會出現。

運動偵測的話，對特定區域當中的物體變化所引起的視頻，還有圖像的變化，是能夠檢測到的。和之前紅外監控相比的話，運動偵測能夠對非生物引發的視頻的異常也能進行監測，而且還可以有效地避免光線對監測的干擾。運動偵測通常都是利用網絡攝像頭，對所采集的不同幀的圖像，按照一定的算法進行分析，一旦變化的數值，超出了閾值的時候，就會自動地發送異常的畫面，或者異常的視頻，進行報警。通過運動偵測，就不需要人員去值守監控，它能進行自動地錄像報警，有效地減少了人員分配查看的工作量，還能把偵測到的畫面變化，提高精確度，目前的話，在很多自動識別門禁，還有其它的安防設施中，已經得到了廣泛的應用[6]。

聲音傳感器，通過音律可以分析聲波的發射頻率、能夠對聲響進行分辨聲音監控，一般分為我們說話時的語音識別，還有個人說話特點的聲紋識別。聲紋識別的話，屬于一種生物類的識別技術，可以對聲波中傳遞的說話聲音，對說話的人，進行身份的識別，但是對說話的內容不會進行考慮。語音識別可以識別出語音信息當中的內容，對說話人的身份不會進行考慮。因為聲音不會受到光線得到影響，也具有明顯的特征，不會被遮擋，還具有方向性，通過聲源還能進行定位，所以在安防監控系統中，語音識別通常都是跟視頻監控一塊進行應用的。

3.3 重點監控布防點選擇

在面對不同的智能樓宇的時候，需要對其需要監控的場所還有比較重要的設備進行相應的評估，然后再進行分級還有分類的處理，這樣的話就能通過級別來確定具體的監控措施，對每個樓層都設置重點的監控位置，做到不留任何的死角。針對安防級別比較高的位置，可以設置紅外傳感器，還能安裝運動偵測探頭，對異常的畫面信息，及時傳輸報警的視頻信息。在安裝監控的時候，可以根據需求的情況，在布防的控制防御區域適當地安裝傳感器語音識別，對樓宇各房間的門口，還有樓梯的出入口等都安裝紅外攝像機，做到實時的監控，然后將視頻信息存儲下來。針對那些公共的區域，還有一些禁煙區的話，需要多安裝幾個煙霧傳感，另外，我們在大片玻璃門窗附近，也要適當地安排一些玻璃探測器，對玻璃的破碎情況進行監控[7]。

4 結語

現階段，智能化樓宇的發展速度已經越來越快，在智能化樓宇當中已經應用了更多的電氣設備，如果想要進一步地提高樓宇的智能性，在建設智能化樓宇的時候還需要安裝相應的安防監控系統，從而對樓宇有效地進行實時的監控、提高安全性。應用物聯網技術去設計智能樓宇的安防監控系統，對樓宇中的各個重要的位置都能進行實時的監控，還能對房屋中的情況進行仔細地觀察，一旦發現異常的情況，相應的安防監控系統就會立馬發出聲響，從而有效地避免了故障的進一步擴大。