安防智能报障系统的研究与实现

龙昊波 周维林

广州市澳视光电子技术有限公司，广东 510663

引言

随着人们生活水平的不断提高及信息技术的快速发展，视频监控系统已广泛服务于人们的日常生活，特别是“平安城市”的建设促进了视频监控市场的迅速增长，并且监控系统的规模也在不断地扩大。随之而来，视频监控系统的维护问题日益突出，当系统出现故障时，需要人工去发现，这就存在延时的可能，并且由于规模大，排查原因时费时费力，效率低下。

利用传感器及网络等技术设计并实现了基于传感技术的智能报障的安防监控系统。在前端设备里嵌入温度，湿度及电压等各种传感器件，实时采集设备的状态信息，并实时传输给后端的管理平台，后者将依据这些信息判断设备以及视频链路 是否正常。如果出现设备或链路故障，管理平台将通过手机短信，语音，界面及声光四种方式通知给系统维护方。整个过程不需要人工参与，由监控系统自动完成，从而实现智能报障的目的。

图1 系统结构

1 智能报障系统结构设计

系统总体设计如图1所示：

在图1中摄像机内置的温度等传感器将实时采集到的状态数据通过485数据线传输至光端机发射端，再由后者传输至光端机接收端，而接收端将自身的485传感数据和摄像机的485数据一起打包，再转换成以太网数据，然后通过交换机送至报障服务器，由装在服务器上的智能报障平台软件将对数据进行智能分析，如果检测设备或者链路的故障，将通过手机短信，声光及语音三种方式告知用户，从而实现了整个监控系统的智能报障。并且针对容易死机的设备提供了远程开关机功能，使维护人员不必去现场，在控制室即可解决问题。

2 智能报障硬件设计

智能报障的硬件部分实现的功能包括，温度，电压，红外灯状态，风扇状态，光纤链路等数据采集功能。在上述功能，温度和电压是系统的最主要的功能。

2.1 温度传感方案

设备温度采集使用了DS18B20的方案，硬件结构图如图2。

在此方案中，DS18B20芯片将实时采集到的温度数据保存在内部的寄存器中，而控制器需要数据时，就从寄存器中读取二进制数据。再依据下表中的数据将二进制的数据转换成十进制的温度数据。

图2 温度采集电路

表1 温度/数据关系

2.2 电压传感方案

在设备内部增加了电压检测电路，如下图：

图3 电压采集电路

检测电路通过电阻分压取样送到单片机I/O口，然后通过单片机内部的A/D电路计算出实际电压，再上传到平台软件。

3 智能报障平台软件的设计与实现

3.1 智能报障平台软件的功能

智能报障平台软件的功能包括，区域设置，实时监控，数据处理，用户管理及系统维护，而前面三个是平台的主要功能，区域设置将设备的安装地点以拓朴图的形式在界面上显示出来，使得用户能够一目了然的知道设备的分布情况；实时监控模块负责传感数据的采集，及根据通信协议解析数据，并将流数据进行对象化，用以进行后续的数据分析，同时，它还包括局域网客户端，使客户通过客户端能够查看设备的实时状态。数据处理是平台软件的核心功能，它将采集到的所有数据进行综合分析，如果发现故障则通知报警模块，再由后者通过短信，语音及声光三种试告知用户，同时还对发生过的故障信息提供查询打印功能。具体功能模块如下图所示。

图4 功能模块

3.2 关键实现技术

(1)数据分析

对设备的传感数据进行分析，能够识别出摄像机故障及摄像机与光端机之间的链路故障。这些故障包括：数据线故障，电源故障，传感模块故障，机芯故障及视频线故障。具体的分析流程如图5所示。

(2)协议解析

由于设备的传感数据是以二进制流的形式传输到平台软件，因此，平台软件就必须根据通信协议将流数据转换成能不同设备的实时监测数据，为了实现这个目的，平台软件采用了简单工厂设计模式，简单工厂模式中包含的角色及其相应的职责如下：

工厂角色：这是简单工厂模式的核心，由它负责创建所有的类的内部逻辑。当然工厂类必须能够被外界调用，创建所需要的产品对象。

抽象产品角色：简单工厂模式所创建的所有对象的父类，注意，这里的父类可以是接口也可以是抽象类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

图5 数据分析流程

图6 简单工厂模式

具体产品角色：简单工厂所创建的具体实例对象，这些具体的产品往往都拥有共同的父类。

具体实现的主要代码有：

(3)短信发送

短信发送功能是平台软件具有的一项十分重要的功能，它大大提高了维护人员的工作效率。其实现的流程如图7。

4 结束语

智能报障平台软件综合利用传感，网络等信息技术，实现了对安防监控设备的实时监测，并对设备的实时传感数据进行智能分析，从而判断出监控系统是否正常，并能够准备判断出设备的故障类型，提高了维护人员的工作效率，尤其是在较大的监控系统当中，效果更为明显。但是，智能报障平台并不能判断视频遮挡，扭曲，偏色等问题，这需要在后续的版本中进行完善。

图7 短信报警流程

[1]赵晓炎,陶雪丽.安防监控系统的研究与实现[J].郑州大学学报,2012.

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