一种基于物联网技术的警示防范系统

李湛

摘 要：视频监控系统是目前基站广泛应用的警示防范系统，借助远程摄像系统的布控，值守人员不用亲临现场就可以发现基站可能发生的盗窃行为，借助预警系统可以很大程度上降低基站设施被盗情况的发生。基站进入无人值守的时代后，基站的建设数量和值守人员数量的增长没有形成同步，图像智能化为值守人员降低了一定的工作量，但是误报频发又使得值守人员慢慢疲于应付“狼来了”的告警事件，系统告警日志和影像资料等无效资料占据系统宝贵的资源空间，最终智能化的图像比对功能趋同于“摆设”。

关键词：物联网技术；预警系统；技术方案

中图分类号： TP391.44 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-169-2

0 引言

保定移动所使用的动环系统中的移动侦测、门态侦测、刷卡信息可以为监控系统提供更丰富的人（Man）的信息；电源检测、馈线防盗检测、空调防盗检测又为监控系统提供了机房内机器设施（Machine）的信息。以物联网模型为警示防范系统的技术方案，其应用模式为通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。系统引入先进的智能图像分析模型和算法并与动环系统中人的相关信息，综合比对判断其人员进入的合法性；对有可能威胁到基站安全情况的行为实施自动报警和现场威慑，有效预防犯罪行为的发生。机器设施（Machine）的信息对于发生突发事件的后果描述更为准确，使得值守人员可以第一时间采取补救措施，降低了基站停服的现象发生。综合应用动环数据和智能视频，使得基于物联网技术的警示系统具有更低的误报率，更详实的警示防范描述，使得基站防范有举、查而有据。

1 项目描述

系统在充分利用现有动环监控系统资源与视频监控融合的基础上，解决目前保定移动视频系统只“记录”不“报警”、室外报警功能薄弱、防范设施脆弱易识别、缺乏对作案分子威慑效果等问题，建立一套新的以智能图像分析技术为核心，物联网平台为载体，动环系统数据为参照的警视防范系统。一方面充分提高视频监控系统图像分析的精确度，扩展摄像头隐藏，双向语音震慑、警示灯光、抓拍彩信、感应报警联动；另一方面通过动环告警联动触发视频告警实时呈现。从而为基站的安全防范和稳定运营提供高可靠、更完备的技术手段支持和保障。

1.1 项目目的

①通过项目研究，改视频监控只“记录”不“报警”为既“记录”又“报警”：一方面降低图像移动侦测的误报率，避免频发的误报产生，另一方面可以引入一些新的智能图像分析功能和算法，对确实有可能威胁到基站安全的情况实施报警，对于过往行人等情况进行自动过滤，有效增强系统的智能性。②通过项目研究，实现动环监控系统和视频监控系统之间的数据互通。动环监控系统可将相关报警信息传送给基站视频监控系统，在遇有动环监控报警时，可自动弹出基站报警画面、提示报警类型，并通过远程视频实时查看、确认基站情况，从而有效扩展报警类型。③增强现场威慑能力，对于有可能威胁基站安全的情况，系统自动触发语音广播喊话，对入侵者进行警示，预防犯罪的发生。④增强与维护值班人员的实时报警能力；一旦中心确认现场情况可能遭遇风险，系统将自动发送彩信至相关维护人员手机，提供基站名称、报警类型、报警时间并带有相关情况照片等主要报警信息，维护人员可将其作业相关凭证提供给警方请求协助。

1.2 项目意义

①原有系统因采用图像移动侦测，所以误报率很高，导致值班人员进行排查的工作量剧增，长期误报致使其报警功能降低，存在较大的安全隐患。该项目研究可有效解决上述问题，提高系统图像分析的精确度。②基站目前配置有视频监控系统和动力及环境监控系统，系统之间无法实现资源共享、无法实现互联互通，造成现有资源无法充分利用；通过该项目研究可充分利用各种数据资源，提高资源利用率，并有力地促进了运营安全和生产管理。③系统增加了很多实用功能，如现场威慑、短信报警等内容，便于及时发现、上报、处理问题。

2 实现方案

2.1 系统架构

2.2 IVS智能图像分析系统基本功能

①支持高分辨率、低延时的H.264图像编码；②支持1～4路的视频输入；③支持1～4路模拟视频输出，并支持智能报警信息的OSD叠加；④支持双向的语音对讲；⑤强大的网络处理能力，支持多种网络传输和控制协议；⑥支持遥信输入和遥控输出，可以接入多种报警源，控制多种报警器；⑦支持智能RS485控制，支持多种协议的云镜、球机的控制；⑧支持RS232串口调试；⑨支持SD卡的报警录像和报警日志存储（扩展功能）；⑩支持十几种智能图像识别工作模式（智能监控），实现智能分析功能。

2.3 系统功能

①室外光缆防盗功能。在光缆附近安装三技术探测器，其完美融合了被动红外（PIR）和微波探测技术，并且具有先进的信号处理功能，其开关量信号接入到视野范围在光缆位置的摄像机所对应的IVS开关量输入接口上，当开关量信号相反时联动摄像机进行抓拍，把告警图片发送给图片服务器，图片服务器实时监测更新，把最新图片通过彩信猫发送给手机客户；同时把信息传递给中心服务器进行告警录像。②室外馈线防盗功能。把一根串有电阻的导线与馈线固定在一起，做适当的隐藏，使其不容易被发现，比如安装时放到电缆的下方，导线的兩端接入到GEAS-1的遥测接口上，当此导线被剪断或被短接时，电阻值发生变化，GEAS-1根据这个变化产生遥控输出信号，发送给视野范围在馈线位置的摄像机所对应的IVS开关量输入接口上，IVS根据信号变化联动摄像机进行抓拍，图片发送给图片服务器进行相应处理；同时把信息传递给中心服务器进行告警录像。③室外空调机防盗功能。提供了一种电阻分压空调室外机防盗系统，由电阻、门磁开关、室内监测设备组成。安装方式是电阻、门磁开关用导线串联起来连接到室内监控设备中，门磁固定到空调室外机的外壳和内部设备上，带有电阻的导线缠绕到空调室外机上。主要原理是室内监测设备实时监测电压监测点的电压值，无论偷盗者采用短接分压电阻和门磁开关两端或者剪断分压电阻和门磁开关任意位置或者拆卸空调室外机机壳的方式移除空调室外机，都会使室内监测设备的电压监测点的电位产生变化，从而触发告警。④发射塔攀爬检测功能。用一个摄像机对着铁塔位置，在铁塔的支柱上设置攀爬检测智能功能，当有物体在摄像机的警戒区域有攀爬事件时，如果停留在警戒区域内的时间超过预警时间阀值，首先启动声光报警器和语音喊话，如果停留在警戒区域内的时间超过告警时间阀值时，把信息传递给中心服务器进行告警录像；同时抓拍告警图片发送给图片服务器进行相应处理。⑤声音检测功能。在室内的墙壁上安装声波震动传感器，实时检测周围环境的声音进行频谱分析，当有凿墙的声音时，启动声光报警器和语音喊话，同时把信息传递给中心服务器进行告警录像；同时抓拍告警图片发送给图片服务器进行相应处理。⑥绊线穿越功能。激光器安装到房顶向下照射，IVS通过摄像机中的激光线，分析有没有物体穿越，当有物体穿越时，激光线发生变化，抓拍图片发送给图片服务器进行相应处理；同时把信息传递给中心服务器进行告警录像。⑦周界防范功能。在摄像机监视的视场范围内，可设置任意形状及参数的警戒区域。一旦有满足预设条件的目标进入警戒区域，则触发告警，并用告警框标识出进入警戒区域的目标，提醒相关人员注意有移动目标侵入（图2）。⑧物品看守功能。用一个摄像机对着蓄电池柜，画上警戒区域，当警戒区域内的目标被移动且时间达到预设门限，则自动产生告警，抓拍图片发送给图片服务器进行相应处理；同时把信息传递给中心服务器进行告警录像。⑨彩信发送功能。当系统出现报警时，智能监控单元自动截取监控的图像照片，通过TCP/IP协议把告警照片发送给告警图片服务器，告警图片服务器以彩信方式发送到主管人员的手机上。照片上以OSD字幕叠加的方式显示告警字幕和告警框（图3）。⑩视频丢失告警。视频丢失分基站镜头视频丢失（监控中心与站端智能监控设备通信正常）和监控中心与站端通信中断的视频丢失，监控中心进行区分，并且及时产生告警提醒值班人员。

注意：刷卡开门和后台遥控开门是正常进入，系统把门口位置的绊线穿越撤防，把蓄电池看守功能撤防。IVS进行计时，30分钟（可以设置）后门口的绊线穿越功能和蓄电池的看守功能布防。

3 系统技术创新

3.1 物联网技术在警示防范系统中的应用

广义的物联网含义：利用条码、射频识别、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接，从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。

而本系统正是基于物联网技术，把传感器、激光扫描器、智能图像分析系统相结合，按约定的协议，在任何时间、任何地点实现物与物、人与物的信息交换和通信的网络系统。

3.2 智能图像分析与声音监测的技术融合

本系统利用在室内的墙壁上安装声波震动传感器，实时检测墙壁的震动声音进行智能算法分析，分析的结果与室外周界摄像机的智能图像分析数据相融合，得出精确度很高的周界入侵数据，从而大大降低误报率和漏报率。

3.3 智能图像分析与激光扫描器的技术融合

在室内的重要位置安装激光扫描器，系统根据扫描线的变化，依据室内摄像机的实时图像进行智能分析，得出有无物体入侵的可靠数据。

3.4 电阻分压空调室外机防盗系统

电阻分压空调室外机防盗系统由电阻、门磁开关、室内监测设备组成。室内监测设备实时监测电压监测点的电压值，无论偷盗者采用短接分压电阻和门磁开关两端或者剪断分压电阻和门磁开关任意位置或者拆卸空调室外机机壳的方式移除空调室外机，都会使室内监测设备电压监测点的电位产生变化，从而触发告警。