智能楼宇安防监控系统设计

智能楼宇安防监控系统设计

【摘要】根据当前视频监控安防系统无法智能识别目标并解决突发状况等缺陷，提出了一套智能安防监控系统。本系统主要是由监控、管理和服务等端口组成，并同时采用红外探测、电子围栏和网络摄像机等器材对楼宇进行联合监控，基于数字图像分析技术，能够实时监控运动目标并对其进行定位、识别、行为判别，以便实现楼宇的智能安防监控。

【关键词】智能楼宇；安防；监控

1.引言

随着当前城市现代化建设的急速发展，建筑的智能化，尤其是公用式建筑的智能系统包括了越来越多的功能，建筑的智能化系统使得基于智能建筑的各种功能系统，为人们提供了一个高效、便利、舒适、合理的环境，从而适应当前生活和建筑的需求。

当前，多数的安防监控系统都尚只是由人工监视处理[1]，此安防监控方案存在着诸多的弊端：1）由于人员及配置方面的短缺，无法实现楼宇所有的关键位置都进行相应的安防监控，导致楼宇安全出现一些隐患点；2）由于监视人员不可能时刻盯紧监视器，导致了该种方式效率及其低下；3）实时监控系统积累了大量无用信息，更严重的是将及其少数有用信息给掩盖住了，使得增大提取该种有用信息的难度。安防监控系统是智能楼宇的重要组成部分，其为智能楼宇提供了安全监控、出入门控制管理、侵入报警等功能[2]。安防监控系统采用微机控制系统，集成了视屏切换、俯仰、水平、变焦控制及设备自检功能，其技术表现有：出入门控制系统主要还通过识别和选择出入门的人员，在对其识别身份后，根据已储存的数据来决定是否允许其进出，每一项进出都作为记录在数据库中，并根据实际请求实时输出；侵入报警系统主要是通过各种传感器如红外微波传感器、主动红外探测器、振动传感器、玻璃破碎传感器及其它各类手动、脚动开关来获得楼宇的出入口、主要通道、重要位置的情况，从而有效地实现楼宇的安防工作。

根据当前视频监控安防系统无法智能识别目标并解决突发状况等缺陷，提出了一套智能安防监控系统。本系统主要是由监控、管理和服务等端口组成，并同时采用红外探测、电子围栏和网络摄像机等器材对楼宇进行联合监控。

2.智能楼宇安防监控系统功能

智能楼宇安防监控系统是采用模式识别、图像处理、概率论等多种方法并结合计算机来有效地分析视频数据过滤掉图像中大量的干扰和无用信息，抽取其中的关键信息并加以识别判断，从而以最佳和最快的途径进行解决。其主要功能有：

智能楼宇安防监控系统可以对采集到的数据进行有效的智能识别分析并进

行深度地应用，如可以实现车牌和人脸识别，智能有效地记录车辆和人员的进出情况；当有目标进入监视位置，系统自行锁定目标并进行有效跟踪及进行相应的预警。

楼宇安防监控系统可以与其它安防设备进行联合使用，诸如门禁系统、烟温感探头等，从而实现安防工作的集成一体化，充分发挥系统的效能。

楼宇安防监控系统可以实现录像的自动证据视屏检索，利用目标的大小、形状、速度、位置、颜色等信息从而实现特定视屏段的检索及提取，有利于提高分析视频的效率。

3.智能楼宇安防监控系统的组成

本系统由硬件和软件组成，其架构如图1所示。其中硬件主要是由网络摄像机、各类报警传感器、I/O电子控制器、门禁读卡器、探照等等组成[3]。而软件部分则由系统管理端、服务端、监控端和数据库等组成。

图1 智能楼宇安防监控系统组成

3.1 硬件组成

（1）I/O控制器：主要是用于接收并转换其它设备的电信号，同时也用于向上述设备发送相应的电信号，基于TCP/IP等网络通信协议，通过丰富的网络通信接口与其它设备交换楼宇监控信息，具备一定的报警数据存储记录功能。

（2）门禁控制器：具有内置卡密数据库，可用于验证本地刷卡并远程关、开门禁；尤其是当门禁控制器出现故障时可及时向使用者发出故障信号[4]。

（3）网络摄像机：主要由镜头、数字声音/图像编码器、声音/图像采集卡、网络服务器、内置SD卡等组成，具有一定的记录功能，图像音频/视屏输出质量较好，更重要的是，具有内置处理器，使得该系统可以通过先进的图像处理算法，有利于对视屏图像进行有效地识别、分类、提取并分析，一旦发现异常情况，能够及时通过网络向系统终端发出警告信号。

（4）各类附属设备。

3.2 软件组成

（1）监控端：是智能楼宇安防监控系统的信息处理模块，主要用于连接用户和中心服务器并中转各种信息，保证用户能够第一时间收到视频信息和报警信号，主要功能有：查看实时监控图像、查询报警记录、接收故障提示、远程操作各类报警装备。

（2）服务端：主要用于数据通信、网络拥堵控制、历史视频存储管理、硬

件设备管理、智能报警等功能，是整个智能楼宇安防监控系统的中枢神经。

（3）管理端：主要用于硬件设备配置、系统联合报警方案确定、人员权限限定、计划定时方案管理等职责。

（4）数据库：采用SQL2005数据库，操作较为简单，该系统里所有的人员信息、报警处理方案、硬件信息、视屏索引都记录在其中，从而有利于修改调用[5]。

4.系统工作流程及分析实现

4.1 智能楼宇安防监控系统工作流程

该系统的工作流程如图2所示，网络摄像机将获取的视屏信号通过内部的处理器进行图像数字处理并提取有效的目标信号，进而对该目标的行为趋势和形态进行分析判断，若判别其右异常情况，则向服务端口发送有关的报警信号，并由服务端参考预先设定的报警规则，如该信号符合预定的报警条件，则向工作人员发送相应的报警信号并参照相应的预警方案控制相应的I/O控制器，从而实现智能控制。

图2 智能楼宇安防监控系统管理流程

同时，为了提升安防监控系统的可靠性及有效实用性，需要根据监控系统所处环境的不同，将其进行划分，如将场景设置为白天、黑夜、室外和室内等情况，对监控的目标可以分为非机动车、机动车、动物和人等几大类。与此同时，还需要根据需求的不同，将监控的区域划分为单纯监视区、非警戒区、警戒区等多种类型，根据划分类型的不同，采用不同的预警方案，根据不同的实际需求，及时准确地发送报警信号。

4.2 智能楼宇安防监控系统图像分析实现

该系统主要是通过网络摄像机中的嵌入式处理器来完成视频图像的采集和分析工作，从而在第一时间内做出准确而快速的判断。实施过程当中，主要根据各坐标的像素在整个序列中的情况，若发现有异常的序列出现则提取该信号并利用概率论方法对该异常信号进行识别判断并进行归属，其基本流程主要有：

（1）图像预处理：根据图像的清晰程度采用特殊技术来突出图像中的某些关键信息并消除或削弱无关紧要的信息，进而增强图像的局部或整体特征。

（2）图像的背景恢复和异常信号提取：根据各个坐标的像素值在整个信号序列中的概率信息进行恢复，从而进行对比，提取异常信号。

（3）图像分类：利用恢复出来的静态帧和当前的帧进行对比，从而提取所有发生异常信号的区域。