物聯網技術下的智能安防視頻監控系統

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【摘要】自動化、智能化是視頻監控技術發展的主流趨勢。將物聯網技術與傳統安防監控有機結合，構建智能安防視頻監控系統，具備探測感知、預警定位、實時反饋、智慧決策等一系列功能，該系統的推廣使用，在維護公共場所安全、提升社會服務水平等方面發揮了重要價值。本文首先介紹了智能安防視頻監控系統的組成架構和技術平臺，隨后重點分析了基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統各種應用功能的實現方法，以及其中包含的RFID、云計算、傳感器等核心技術。

【關鍵詞】物聯網；智能安防；視頻監控系統；RFID技術

引言

傳統的安防視頻監控通常只有視頻錄制功能，安全防護具有明顯的滯后性，實用性較差。將物聯網技術應用到安全視頻監控中，構建智能安防視頻監控系統，能夠集識別、定位、跟蹤、監控、預警、管理等多種功能于一體，提高了安全防護的實時性，從而更好的發揮了保障公共領域安全的功能。從實際應用效果來看，智能安防視頻監控系統可以精準、全面的識別監控范圍內的人、物、環境的變化信息，然后利用大數據、AI等技術做出智能分析，從而實現對危險因素的有效識別、動態監管、自動報警，為安全管理提供了技術支持。隨著“大智移云物”的成熟發展，未來智能安防視頻監控系統的功能將會日益豐富，應用范圍和使用效果也會進一步提升。

一、智能安防視頻監控系統總體架構設計

該系統的組織結構主要分為三個模塊，分別是傳感器模塊、傳輸網絡模塊和應用管理模塊。其中：傳感器模塊的硬件組成是各種功能的傳感元件，并且配合監控設備、門禁設備以及RFID系統等，共同組成了傳感網絡。不同類型的傳感元件，可以捕捉聲、光、電等信號，然后通過傳輸網絡將其發送給控制終端。傳輸網絡模塊主要有2種功能，其一就是接收傳感元件識別、采集到的信息，確保實時發送到控制終端；其二則是將控制終端下達的指令，實時傳遞到各個動作單元。例如將控制終端發送的報警信息，發送到蜂鳴器上，控制蜂鳴器發出警報，提醒相關人員做好安全防護工作。管理模塊的核心設備是終端計算機，并且搭配有多種應用軟件，可以實現數據信息的智能分析，并且根據分析結果，下達相應的控制指令，確保整個智能安防視頻監控系統的順利運行。

二、物聯網技術的智能安防視頻監控系統技術平臺

該系統的穩定運行，以及預設功能的順利實現，需要得到多種技術的支持。通過構建系統技術平臺，將系統運行所需技術及其相應的軟、硬件整合起來，方便進行調試和管理。其中，較為重要的技術有傳感器技術、無線通信技術、人工智能（AI）技術、RFID技術、GPRS技術等等。簡單來說，整個智能安防視頻監控系統，可以看作是利用無線/有限通信網絡，將多個功能性模塊（如傳感器模塊、管理模塊、應用模塊等）連接起來，并基于XML、SOA等標準協議，搭建起來的管理平臺。該平臺以物聯網技術為支撐，可以實現對人、物、場景動態變化信息的自動采集、精準識別、動態跟蹤、智能報警等一系列功能，從而保障目標區域的安全。

三、基于物聯網技術的智能安防視頻監控系統應用功能實現

3.1智能物聯網通信網關的功能實現

這部分功能的實現依賴于：應用系統平臺數據接口子系統、傳感數據分發子系統、內網處理子系統、傳感網接口子系統、USB等外圍設備接口。其中，應用系統平臺數據接口子系統是處理物聯網應用平臺和網關的接口，能夠發送和接收各種各樣的傳感數據，能夠接受內網處理子系統的指令，同時以返回值的形式作出相應的響應，它是物聯網和物聯網應用平臺的數據通道。而傳感數據分發子系統，則主要用于分批次的將傳感器獲得數據發送給控制終端。這是因為傳感器獲取的海量化信息，一次性發送會對傳輸網絡造成較大的運行負荷，甚至有可能引起網絡擁堵而導致信息傳輸嚴重延時。因此，通過建立多個傳感數據傳輸通道，可以分擔傳輸網絡的運行壓力，也能夠提高系統即時響應的速率。

3.2視頻監控服務子系統的功能實現

遠程操控、實時互動也是該系統的應用優勢之一，要想實現這一功能，需要借助于視頻監控服務子系統。前端生成的音頻、視頻文件，經過壓縮編碼后，再利用特定的協議進行加密和封裝。既可以減少傳輸過程中的流量占用，又能夠確保傳輸過程中不會出現丟失或泄露的問題。在客戶端接收到該文件后，再利用相應的軟件完成解碼，獲得無損的音頻、視頻文件。整個流程中，壓縮編碼、網絡傳輸、接收解碼，會在較短時間內完成，從而實現了視頻監控畫面的同步。當然，這一功能的實現對網絡通信能力、安全防護水平也有較高要求。例如為了保證信息的安全性，會使用到數字簽名認證、加密/解密技術等等。

四、智能安防視頻監控系統中的物聯網關鍵技術

4.1RFID技術

RFID（射頻識別）技術本質上是一種非接觸式的自動識別技術，整個RFID系統由3部分組成，分別是閱讀器、電子標簽和數據庫。其技術原理為：嵌入有電子標簽的物體，在經過閱讀器無線電波覆蓋區域時，會自動識別電子標簽，并以無線電波作為信息傳輸媒介，將電子標簽上的信息采集起來，暫存到數據庫中。然后閱讀器會對這些信息進行相應的歸類、分析，從而獲取物體的相關信息。在智能安防視頻監控系統中，可以將電子標簽嵌入到貴重物品的表面，并且在門口安裝閱讀器。如果有人移動這些貴重物品，在經過門口時，必然會經過由閱讀器無線電波覆蓋的區域，系統自動識別這一信息并提醒管理人員，以便于及時確定是正常移動還是非法盜竊。在智能安防視頻監控系統中，RFID技術的應用優勢十分明顯，例如存儲容量大，支持反復讀寫，降低了使用成本。穩定性強，不受電磁干擾，在黑暗條件下也能夠精準識別等等。當然，受到現有技術條件的限制，RFID也存在一些缺陷，例如技術標準不統一，可能會因為不兼容而導致信息無法讀取的情況，另外安全性不高，電子標簽上的信息被惡意篡改的情況也時有發生。

4.2傳感器和傳感器網絡

在整個物聯網技術體系中，傳感器作為前端元件，發揮著感知、識別、采集信息的重要功能，也是智能安防視頻監控系統的基礎組成單元。根據感知功能的不同，可以分為溫度傳感器、壓力傳感器、光敏傳感器等若干類型。隨著技術的成熟，高精度的傳感器可以在復雜環境下精準采集目標信息，感知能力得到了進一步的提升。在構建智能安防視頻監控系統中，如何解決信號傳輸質量差的問題，一直是研究的重點。通過構建無線傳感網絡（WSN），使用微型化、低功耗的組網技術，可以保證在一定范圍內信號的實時、穩定傳輸。但是隨著傳感器網絡覆蓋范圍的不斷擴大，信號衰減變得十分明顯，經常會出現傳感器反饋信號延時嚴重甚至是無法接收的問題。5G技術的商用成為解決這一問題的關鍵，相比于當前的4G網絡，5G網絡無論是在信號強度還是在傳輸效率上都具有明顯的優勢。下一步5G技術在智能安防視頻監控系統中的推廣應用，將會進一步提高傳感器網絡的運行效率，進而為實時感知、即時操控提供了技術支持。

4.3智能技術

在智能安防視頻監控系統中，利用前端傳感器可以獲得海量的信息，人工智能技術可以對這些信息進行分析，從而提升該系統的智能化、安全化程度。在視頻監控領域，視頻智能分析技術原理為：運用圖像增強處理技術，將獲取到的視頻信息進行目標和背景分離，然后調用預設的模板，并且與視頻信息的目標特征進行綜合對比。根據對比結果，如果行為、事件滿足報警標準，則自動發出報警信號。如果有需要，還能夠實現對目標的自動跟蹤，以便于獲取更加全面的行為信息，提高了安全防控的能力。利用智能技術，實現了對海量信息的篩選和利用，從中提取出有價值的信息，為智能安全提供了數據參考。另外，基于物聯網的人工智能技術，還可以依托物聯網實現深度學習，從而讓視頻監控系統的智能化程度不斷的提升，在今后的行為識別、事件跟蹤中，發揮更大的作用。

4.4云計算

上文提到，傳感器采集到的信號會傳輸到終端計算機，然后利用智能技術進行信息處理，做出判斷。面對海量化的信息，普通計算機的運算速度較慢，短時間內難以完成信息分析、處理，從而影響了智能安防視頻監控系統的時效性?；诖?，將云計算技術應用到該系統中，顯著提高了計算機的運算速度。目前，主流的云服務器運行速度可以達到每秒上億次，完全能夠滿足當前智能安防視頻監控系統的信息處理需求。基于物聯網的智能安防視頻監控系統，除了應用云計算技術外，也會使用云存儲技術。傳感器采集到的信息，保存在云服務器中，一來是擺脫了傳統物理服務器存儲容量的限制，降低了設備成本，二來時顯著提升了存儲環境的安全性，確保了數據信息的隱私性，有效防止了因為黑客攻擊、病毒破壞而導致安防視頻被銷毀的問題。

五、結論

在“智慧城市”建設背景下，智能安防視頻監控系統得到了推廣使用。從實際應用效果來看，該系統在精準識別、動態跟蹤、智能報警等方面，展現出了強大的應用優勢，相比于普通的視頻監控系統，在保障公共場所安全等方面具有更強的實用性。智能安防視頻監控系統的成功運用，離不開物聯網技術的支持。從技術層面上來看，具體包括了RFID技術、AI技術、大數據技術、云計算技術傳感器技術等等。在“大智移云物”背景下，智能安防視頻監控系統的功能將會更加豐富，實用效果也會進一步提升，在安全防護領域的應用也將會更加廣泛。

參考文獻

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作者：劉洋 單位：公安部第一研究所