建筑與電子技術融合下的智能安防系統構建分析

【關鍵詞】建筑與電子技術；技術融合；智能安防系統

引言

建筑行業不斷發展，電子技術日益更新，傳統建筑安防系統難以滿足現代建筑安全高效管理的需求。建筑和電子技術相融合，為智能安防系統開辟出新路徑。將先進的電子感知，通信和控制技術整合起來，可以構建出更全面、精準、智能的安防體系，為建筑空間提供可靠的安全保障，這對推動建筑智能化進程有著重要的現實意義。

一、智能安防系統架構概述

（一）感知層

感知層是智能安防系統的根基所在，其要承擔起收集各種安全相關信息的任務。在建筑環境當中，大量設置了各種各樣的傳感器。攝像頭可以采集圖像，隨時觀察人員的舉動，異樣的行為等；入侵探測器能夠察覺到門窗被打開，物體發生位移等狀況，從而針對非法入侵及時發出警報；煙霧傳感器、溫度傳感器則可用來檢測火災，它們能夠靈敏地捕捉到火災起始階段煙霧和溫度的改變情形。這些傳感器依靠電子技術把物理信號轉換成電信號，進而為后面的數據處理提供最原始的資料［1］。

（二）傳輸層

傳輸層肩負著把感知層所采集的數據快速而精準地傳送至處理中心的任務。有線傳輸方式，例如以太網，具有高帶寬，穩定性好的特性，在建筑物內部構筑起了可靠的數據傳輸通路，適宜于大量數據的穩定傳輸，比如高清視頻流的傳輸。無線傳輸技術，例如WiFi、藍牙、ZigBee等，由于部署靈活且成本較低，在一些布線艱難或者對移動性存在需求的區域起著重要的作用。在某些臨時建筑區域或者需要移動監測設備的情形之下，經由多種傳輸技術相互融合，保證了數據傳輸的無縫隙覆蓋及其高效性。

（三）應用層

應用層處于智能安防系統接近用戶的核心地位，要實現對安防數據的深入處理及應用，需依靠電子技術中的數據處理算法以及軟件平臺來剖析所采集到的圖像和傳感器數據。圖像識別技術可用來分析攝像頭采集的畫面，從而識別人員身份并檢測如奔跑、摔倒之類的異常行為，而且通過對各類傳感器數據的綜合分析，實現對安全事件的智能判定與決策［2］。例如，自動觸發警報系統，聯動相關設備如自動關閉門窗、開啟應急照明等，為建筑物安全防護提供便捷，高效的操作界面以及智能化的防護手段。

二、關鍵電子技術在智能安防系統中的應用

（一）圖像處理技術

在智能安防系統的攝像頭監測范疇當中，圖像處理技術可稱為核心支撐所在，應對復雜多變的監測環境時，先進的圖像加強算法開始發揮作用。就拿夜晚昏暗街道的監測情況來說，傳統攝像頭所捕捉到的畫面往往模糊不清，很難分清其中的細節之處，但如果采用直方圖均衡化，同態濾波之類的圖像加強算法以后，圖像的清晰度以及對比度都會得到很大幅度的優化，哪怕處于暴雨傾盆或者大霧彌漫這樣糟糕的天氣狀況之下，仍然可以依靠自適應加強算法來智能化地調整畫面相關參數，從而收獲清晰的監測畫面，圖像識別技術更是表現出色，那些依托深度學習的目標識別算法就好像具備了一雙充滿智慧的眼睛一般［3］。其在海量圖像數據里不斷學習，從而形成精確的模型，在大型商場的安防監測當中，可以及時準確地識別進出人員身份，做到人員考勤管理；對于停車場出入口車輛的車牌，能夠以毫秒級速度完成識別，達成車輛出入登記；而且能夠機敏地察覺到可疑物品，如果識別到無人看管的包裹之類的異常物體，就會馬上報警，這些功能明顯優化了安防監測的智能化水平和效率，為保衛場所安全構筑起牢靠的防線。

（二）傳感器技術

傳感器技術不斷發展，給智能安防系統帶來許多感知途徑，新型紅外傳感器的靈敏度和準確性得到很大提升。在大型倉庫安防方面，傳統紅外傳感器極易受環境影響，誤報率很高，新型紅外傳感器依靠先進的熱成像技術和智能算法，可以精確識別人體發出的特有熱輻射信號，就算距離遠而且周圍存在熱源干擾這種復雜情況，也能夠有效地監測到人體活動，從而提升了入侵檢測的可靠程度，微機電系統傳感器具有很多優點，因其體積小、功耗低、成本低的特點，被全面應用于智能安防設備當中。智能家居安防方面，門窗裝上加速度傳感器后，如果門窗被不正常打開而產生震動，傳感器就能立即察覺，并將信號傳給安防系統。同時，氣體傳感器會實時監測室內燃氣，煙霧等氣體的濃度，一旦濃度超出標準就會立刻報警。這些傳感器從多個角度、很微小細節上為建筑安防提供全方位的安全監測能力，從而全面保障建筑安全。

（三）通信技術

通信技術不斷發展，為智能安防系統的數據傳輸增添了強勁動力。5G技術具備高速率、短時延的特點，改變了安防監測的體驗。在城市交通樞紐的安防監測中，許多高清攝像頭拍攝的視頻數據量極大，以前使用4G網絡傳輸時常會出現卡頓、延誤，這會影響及時監測的效果。而當5G網絡參與進來以后，高清視頻數據就像高速列車一般，能夠及時又順暢地傳送，指揮中心的人員馬上就能看到現場的高清畫面，從而實現遠距離精確監測，并隨時執行指揮調度。在物聯網通信技術中，窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things，NBIoT）具備獨特的優勢，它具有廣覆蓋的特性，其信號可輕松穿透建筑物墻體以及地下空間，而且功耗較低，適合眾多長時間運行的低功耗傳感器設備［4］。在大型商業綜合體內，處于各個角落的溫濕度傳感器、煙霧傳感器、位移傳感器等，依靠NBIoT技術，把數據穩定地傳送至安防運作平臺，實現建筑安防設備全方位的互聯互通，構建起大規模且智能化的安防感知網絡。

（四）智能控制技術

智能控制技術成為智能安防系統的自主“大腦”，使其可實施自主決策與自動控制，經由預先設定好的規則和復雜算法，該系統就像訓練有素的安保人員，能按照傳感器收集來的數據快速評判安全狀況。在現代化寫字樓的安防應用情景中，當火災傳感器察覺到煙霧濃度超標且溫度急速上升時，系統立即依照內置算法判斷可能出現了火災情況，然后自動觸動火災警報裝置，高分貝的警報聲馬上響徹整棟大樓；并且，它還會聯合消防噴淋設備一同啟動，精確地噴水滅火；而且關閉通風系統，以免火勢進一步擴散；打開應急疏散指示燈，引導樓內人員有條不紊地撤離現場，這一過程完全不需要人工操作，從而大幅提升了安防運作的時效性和準確度，有力地縮減了安全事故帶來的損失，從各個角度保護了建筑物和人員的安全。

三、建筑與電子技術融合對智能安防系統的影響

（一）提升安全性

當前安全形勢頗為復雜，建筑和電子技術深入融合，使得智能安防系統產生質變，達成全方位、多層次的周密安全防護。在大型商業綜合體當中，各種傳感器四處分布：紅外傳感器檢測人體熱輻射，防范非法入侵；門窗傳感器隨時感知門窗開閉情況；煙霧傳感器快速察覺火災早期征兆。這些傳感器互相協作，就像一張緊密編織的安全網，完全覆蓋建筑內外各個地方，有力縮減監測死角。智能分析技術恰似系統的“聰明大腦”，依靠深度學習算法來分析海量監測數據。以往人工監控易受疲勞、注意力分散等因素影響，安全威脅識別率較低。當前，智能分析技術可精確識別可疑人員的行為模式，異常物體的出現等潛在安全風險。當檢測到異常時，系統立即協同相關設備，例如自動報警，開啟應急照明等，并及時采取應對措施，這就大幅提升了建筑物整體的安全性，為商場內眾多人員和貴重商品提供穩固保障。

（二）提高管理效率

智能安防系統依靠電子技術，完全改變了建筑安防運作模式，踏入自動化運作新時期，在現代寫字樓日常經營過程中，人員出入運作可輕松達成自動化，人臉識別技術能夠迅速而精準地識別員工身份，并自動記錄考勤情況，無需人工登記，這就極大縮減了人員通行所花費的時間。而且，該系統會隨時監測安防設備的運行狀況，攝像頭畫面質量，門禁系統響應速度等情況，若檢測到設備出現故障或者不正常現象，就立刻自動發出警報，并發送維護信息，當遇到安全事故時，系統依照預先設定好的應急方案，自動開啟應急處理流程，比如發生火災時，自動觸發消防設備，告知人員疏散。經營人員通過集中經營平臺，可以在辦公室隨時查閱建筑各個區域的安防情況，遠程操縱安防設備，執行參數調整，設備開關等操作，這樣就極大地縮減了人力投入。以前需要很多人輪流值班才能完成的工作，現在只需少數幾個人就能高效完成，顯著提升了經營效率，削減了運作成本。

（三）優化用戶體驗

就建筑使用者來說，智能安防系統仿若一位貼心管家，會帶來便捷又舒適的新體驗，在高檔住宅小區當中，人臉識別門禁系統成了居民出入的“便捷鑰匙”，居民不用再擔憂出現忘帶門禁卡這樣令人窘迫的狀況，只要“刷一下臉”，門禁就會自動打開，順利通行。智能安防設備同建筑自動化系統緊密關聯在一起，使得居住的舒適感得到了更大的優化，當居民邁進家門的時候，智能安防系統察覺到有人活動，便會自行關聯照明系統，點亮溫暖的燈光；依照室內的溫度情況，智能調控空調的運行模式，營造宜人的室溫［5］。辦公場景亦是如此，員工踏入辦公室，系統便會自行啟動辦公設備，并對室內環境參數加以調節，從而為員工創造便捷而高效的工作環境。此類智能化體驗融入居民的生活與工作場景之中，使得人們真切地體會到科技所帶來的便利，大幅提升建筑環境的智能化水平，打造出更為舒適，便捷的生活與工作場所。

四、智能安防系統的發展趨勢

（一）人工智能深度應用

在智能安防系統中，人工智能的深度應用將帶來革命性的變革。當前，圖像識別為人臉識別門禁提供了支持，行為分析技術能夠察覺到異常舉動，但這僅僅是個開始。未來，通過對大量歷史安全數據以及不斷產生的即時數據進行深度學習，系統的預測和警報能力將得到顯著提升。在大型工廠中，通過分析設備運行數據，可以預先準確判斷設備是否會出現故障，從而防止由于突然故障導致的生產中斷和安全事故；在人流密集的公共場所，如地鐵站，系統能夠捕捉到人員行為的微小變化，識別出有潛在暴力傾向的人，在其采取行動之前就采取安保措施，將安全風險消除在萌芽階段。這樣的前瞻性決策支持使得安防工作由被動應對變為積極防范，顯著提升了安全運作的效果，全面保障了建筑物及其周邊環境的安全。

（二）多技術融合創新

智能安防系統正在朝著多技術融合革新的方向大步前行，大數據、云計算、區塊鏈等先進技術漸漸融入其中。大數據技術就像一座巨大的“數據倉庫”，可以高效存儲海量的安防數據，并用復雜算法加以深入分析和挖掘。在城市安防項目中，經由分析不同區域，時段的安防數據，能夠準確找到犯罪高發的地段及時段，有益于警力的科學安排。云計算技術給系統帶來了很強的計算能力，以前要依靠高端硬件才能做的復雜運算，現在利用云端資源就能輕松搞定。而且它的部署方式很靈活，可以按需求調整，這樣就極大地縮減了系統創建和運維的成本。區塊鏈技術為安防數據安全構筑起牢固防線，它具有去中心化，加密存儲的特性，從而保證了數據在采集、傳送、存儲時不會被篡改。每條數據都是真實可信的，這樣就能讓安防決策依據正確無誤的數據來開展，進而提升整個系統的可信度。

（三）與智慧城鄉融合發展

智慧城市創建的熱潮涌起時，智能安防系統作為關鍵部分，與城市公共安全系統相融合的進程加快。在未來城市的規劃中，建筑智能安防系統將不再獨立運行。以大型寫字樓為例，樓內的安防監測數據能夠與城市交通監測系統完美對接。如果識別到可疑人員駕車逃跑，可以立即通過交通監測確定車輛的行駛路徑，幫助警方實施抓捕。此外，與公安指揮系統聯合起來，一旦出現安全事故，公安部門就能立即獲取建筑內部詳盡的資料，實現精確的指揮調度。這種全面化，一體化的運作模式，將城市各種安全資源整合起來，顯著提升城市整體的安全防護水平。在遭遇突發狀況時，可以快速響應并有效應對，為城市居民創造更加安全穩定的居住環境［6］。

結語

建筑和電子技術相融合，給智能安防系統的形成帶來了變革，經由形成完善的系統架構，采用先進的電子技術，智能安防系統在加強建筑安全系數，管理效率和用戶體驗上表現出大幅的優勢，伴隨技術持續提升，人工智能深入應用，多技術融合更新以及與智慧城鄉融合發展將會是智能安防系統日后的關鍵發展趨向，這會給建筑行業的智能化發展增添新動力，從而為人們營造出更安全，便捷又智能的生活和工作環境。

參考文獻：

［1］ 李凱凱.建筑智能化系統安防工程技術應用探討［J］.百科論壇電子雜志，2020（10）：1889.

［2］ 唐越，王松宏.論智能建筑樓宇安防系統設計及應用［J］.智能建筑與工程機械，2023，5（05）：4951.

［3］ 田靜.淺談智能化建筑與安防系統的應用和發展［J］.建筑工程技術與設計，2021（13）：2775.

［4］ 高清祿.淺談安全防范系統在智能建筑中的重要性［J］.電腦采購，2023（34）：2325.

［5］ 劉保東.淺談智能建筑中智能安防消防系統的發展［J］.科學與信息化，2021（19）：34.

［6］ 王英來.智能建筑安防監控系統的設計與應用［J］.數碼設計（上），2020，9（08）：273274.