基于物联网的智能安控系统在重庆烟草物流仓库安防管理中的应用

李 康

(中国烟草总公司重庆市公司物流分公司技术部，重庆 400021)

一、基于物联网的智能安控系统

物联网［1－3］(The Internet of Things)即“物物相连的互联网”，它有两层意思:第一，物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础上的网络延伸和扩展;第二，物联网延伸和扩展到了任何物品与物品之间，或者任何的物品与人之间的信息通讯和交互。物联网的目的是让所有物品都能够远程感知和控制，并与互联网一起，实现智能化的识别和管理，形成一个智能化的生产生活体系。

基于物联网的智能安控系统［4，5］即利用物联网，结合智能安防控制系统，对物品进行全天候的实时监控，准确知道物品的实时位置和状态，感知物品在多个方面的安全实时数据;然后对数据进行汇总、整理和分类，计算出物品的一个综合安全指数;最后根据各方面的安全数据和综合的安全指数制定出相应的安防响应措施。基于物联网的智能安控系统可分为三层:最底层为安防监控设备层;中间层为数据融合层;最高层则为决策响应层(如图1所示)。

1)安防监控设备层

安防监控设备层由各种传感器和控制器组成，主要完成对信息的实时采集、实时转换，以及将转换后的信息进行实时传输。安防监控设备层的关键技术是信息采集技术、传感技术和可靠的网络传输技术。

2)数据融合层

数据融合层由大型的监控室和数据融合主机组成，主要完成信息的优化和传输处理。在数据融合层，大型的监控室可以对监控现场进行实时的人为监控，数据融合主机会将底层传来的各种数据进行汇总、整理和分类，计算出一个综合的安全指数。数据融合层的关键技术包含了信息优化处理技术和可靠的网络传输技术。

图1 基于物联网的智能安控系统

3)决策响应层

决策响应层主要是由高性能的电脑终端组成。操作人员可以根据不同的情况做出相应的决策和相应的操作。高性能电脑对数据进行存储、分类、分析等处理后，会自动给操作人员提供三种最佳的操作措施进行选择。操作人员可以采用由高性能电脑提供的选项，也可以人为地选择另外的方法对报警进行处理。决策响应层主要是基于软件技术、计算机技术和各种数据处理技术来实现的，例如前沿的“云处理”技术［6］等。

二、以重庆烟草物流的仓库安防系统设计为例进行的应用与研究

目前重庆烟草正在大力开展新一轮物流项目建设，规划中的重庆市烟草公司新江北卷烟物流配送中心的仓库安防管理将分为仓库外安防管理和仓库内安防管理两大部分。在基于物联网的智能安控系统的支撑下，可以有效实现仓库内部安防管理和仓库外部安防管理的高效融合，仓库内外信息的实时交互联动。该系统还能够大大降低仓库的安全隐患，提升仓库的安防等级。

1)仓库外部的安防管理

在仓库外部的安防管理规划中，最具特色的是“虚拟护栏”技术。即利用智能安控系统，提出可以在距离仓库大门以外的一定范围内(以下称之为“安全距离”)设置一道看不见摸不着的、具有任意形状的“虚拟的护栏”(如图2所示)。在仓库的四周安装全天候高清摄像机对安全距离进行监控，在正常的上班时间段，全天候高清摄像机只提供一般的监控功能;在非上班时段，特别是晚上和节假日期间，智能安控系统将会自动启动这道“虚拟护栏”，安装在仓库四周的全天候高清摄像机也会自动进入夜间模式。一旦有物体(人或动物)越过了这道“护栏”，高清摄像机便会对该物体进行标定并实时跟踪。同时，网络硬盘录像机开始录像，报警设备也会根据不同的安全等级进行报警(例如打亮感应灯、拉响警报等)。如图3所示。

图2 虚拟护栏

如图2所示，智能安控系统能够实现任意形状的虚拟护栏的设置。

图3 入侵虚拟护栏和报警演示

2)仓库内部的安防管理

卷烟配送中心仓库内部存放了大量成品卷烟和生产设备，以及其他人、财、物，是烟草物流行业安全保卫的重中之重，为了保证仓库内部的安全，准确了解仓库的库存货物状况，及时发现库房内部的非正常现象，我们利用基于物联网的智能安控系统来对仓库内部的安防进行精准管理。

我们提出了一种用不同于传统二维平面［7］的三维立体空间结构对仓库内部的货物进行更加准确的定位。我们利用x，y，z三维坐标将配送中心仓库以“3×3×0.8米”为单位进行虚拟的立体分割。仓库地面的横向用字母x表示，纵向用字母y表示，高度用字母z表示，对仓库内部的整体三维立体空间进行标注，其中，每个三维立体单位对应8箱(单位数量可以进行自定义设置)同类型的卷烟，并根据单位网格对立体空间的安全等级进行区域划分，形成虚拟的具有不同安全等级的三维空间立体网格(如图4所示)。根据不同安全等级的虚拟网格，将高清全天候摄像机、多普段红外成像仪、烟感、火警探测器、湿度传感器、报警器等监控设备整合进统一的监控平台系统，使该系统具备预警、联动、信息交互、信息统计和信息分析等功能。

图4

3)仓库内外结合区域安防管理

为了统一仓库内外部的安防管理，基于物联网的智能安控系统还能够对仓库内部和外部实现信息的同步和信息的联动接力。当有外来物从仓库外部进入到仓库内部时，安装在仓库外部的全天候高清摄像机在第一时间内，在仓库外部即对入侵物进行实时的监控并提取其特征信息，一旦入侵物进入到仓库内部，仓库外部的全天候高清摄像机立刻将入侵物的所有信息通过数据融合层的数据融合主机传递给安装在仓库内部的所有高清摄像机。仓库内部的所有高清摄像机在接收到来自外部摄像机的信息之后立即启动寻找、识别和追踪模式，一旦识别出外来入侵物，立即对其标定和实时追踪，并根据预先设定好的安防等级进行必要报警。

图5 仓库内部和外部联动接力实时智能监控

三、分析结论和推广应用

众所周知，卷烟这种特殊商品极易受到湿度、温度等环境因素的影响，所以对仓库内部进行精确的温湿度控制十分重要。我们在仓库各个敏感部位安装湿温度传感器、烟感、火警探测器等设备，并通过网络将它们全部联入电脑，根据事先设定好的湿度、温度和烟雾浓度的最佳值范围对仓库内区域进行实时检测，当某项指标超过设定的最佳范围时，电脑就会对其进行智能的调控并向管理人员提示报警。

综上所述，基于物联网的智能安控系统工作流程是这样的:由各类监控器触警后发送信号，由主机自动进行信息的同步、切换和接力。高清全天候摄像机对触警的虚拟网格进行放大，同时对入侵物进行标定和实时追踪。针对不同类型和等级得到一个综合的安全指数，并产生一键式处置方案供操作人员选择，且当警报达到一定响应等级时，系统方案会自动实现远程指挥功能，例如直接在公安局进行报警。该系统能够自动记录整个事件的处置过程，以便于事后评估和持续改进。基于物联网的智能安控系统是科学的，并具有一整套规范统一的管理标准和流程。

由于基于物联网的智能安控系统对烟草物流仓库的安防管理所发挥的重要作用，该系统具备较好的推广应用潜力。

1)仓库外部的安防

基于物联网的智能安控系统能够建筑一道具有任意形状的“虚拟护栏”。该“护栏”能够更早地发现危险源，更快地消除安全隐患。

2)仓库内部的安防

基于物联网的智能安控系统利用了一种全新的三维立体空间网格来定位仓库内的货物，并进行安全等级划分。结合各种摄像机、探测器和传感器，全方位、全天候地传递安防数据，确保各类财产安全。

3)仓库内外的联动安防

基于物联网的智能安控系统能够实现仓库内外安防管理的协调和统一，实现仓库内部和外部信息的同步和联动接力。基于物联网的智能安控系统具有高可靠性、抗干扰性、长寿命、可远程实时监控和可优化升级等特点，应用这一系统能够有效提高仓库的管理效率，大大降低仓库的安全隐患，提高仓库的安防等级，为整个物流供应链提供充足的安防保卫支撑。该系统针对任意大小的卷烟配送中心或智能物流园区建设均具备较好的优化和修改特性，具有较高的推广应用价值。

［1］李振汕.对物联网核心技术发展问题的探讨［J］.硅谷，2011(1):17.

［2］魏光兴，卢晓霞.基于物联网的物流业发展对策研究［J］.江苏商论，2011(4):75.

［3］徐仰高.RFID在烟草行业自动化物流系统中的应用［J］.自动化博览，2012(1):88.

［4］熊春华，云亮.基于3G和物联网的智能环境监控应用研究［J］.电信技术，2011(5):63.

［5］陕西烽火电子股份有限公司.物联网智能监控系统在监狱管理中的应用［J］.物联网技术，2011(3):28.

［6］王艺.云计算在物联网中的应用［J］.通信企业管理，2012(1):73.

［7］王永君.物联网在台烟物流的应用探索与实践［J］.硅谷，2011(1):125.