多网互通智能化校园安防管理系统探讨论文

多网互通智能化校园安防管理系统探讨论文（通用4篇）

篇1：多网互通智能化校园安防管理系统探讨论文

1.1 室外环境

室外环境主要就是通过IPCamera的网络摄像机以及NFC近距离无线通信两种硬件构成。其中IPCamera作为一种网络摄像机,在实践中可以直接连接网线以及电源,就可以进行网络信息的发布以及信息视频。在此系统中其具有微处理器系统、内存系统具有内置的Web服务器,也可以支持在不同网络环境中的网络协议,通IP地址、DDNS动态域名的以及IE浏览器等方式,直接的在输入IP地址,观看各种视频以及信息内容。用户也可以通过手机WiFi与网络摄像机建立专门通信通道,快速查看加监控信息,这样就可以节省接线材料资金投入,并可以实现随时随地时时对监控信息进行查看[1]。NFC则就是近距离无线通信,利用集成感应式的卡片、利用感应式读卡器、点对点通信的功能,就可以实现在短距离中的设备通信,进而实现信息数据的交换。此项技术相对较为成熟,通过主动读取卡号信息的方式,就可以实现与手机系统以及门禁系统进行结合,实现加强安防管理的目的;通过NFC无线识别系统,还可以实现更多的安全应用功能。

1.2 室内环境

室内环境主要就是通过TINY6410、花生棒以及锁几个模块构成[2]。

(1)Tiny6410是一种嵌入式的核心板,继承了较为强大的多媒体处理单元,支持不同模式的硬件编解码。在实践中应用可以缩短研发的周期,也可以支持2D图形图像的平滑缩放以及翻转等处理,利用了多媒体模块繁多的优点,其具有针对性强且体积较小的特征,可以减少各种各种冗余的能源消耗。

(2)花生棒是一种可以进行动态域名解析技术(NAT-DDNS)的硬件系统,其主要的功能作用就是通过动态的方式进行域名解析处理,其无需公网IP,无需路由端口映射,可穿透内网(同时支持公网、内网自动继承帐号级别),适用于视频监控,NAS等不开启电脑登录花生壳的服务和环境。在进行多网互通智能化校园安防管理硬件系统的构建过程中,利用花生棒则可以将内外网络进行转换,可以避免因为外网等问题影响影响内网,这样可以实现远程的监督控制以及管理。

(3)锁主要是通过短信模块以及开锁模块构成。其中短信模块主要利用了RDM8800与SIM900的集合体,融合了室内的红外报警器系统,综合了各种意外以及突发状况。而SIM900其有多功能的特征,将其与红外报警器进行结合,在进行编程处理,就可以实现室内没有检车卡号进行红外报警的效果,可以做到实时监控处理。

2、多网互通智能化校园安防管理软件系统

2.1 CGI中的BOA的.语言系统

在CGI中BOA的语言系统与嵌入式的TINY6410系统中的LINUX程序有着一定的关系。其中CGI的英文全称为CommonGatewayInterface,是一种外部应用的扩展应用程序,是Web服务器运行时外部程序的规范。可以按照标准要求进行外部程序拓展,便捷的处理客户端口浏览器输入的信息数据,进而实现交互处理。利用CGI可以提供静态网页无法实现的功能,可以进行搜索引擎以及基于Web的数据库访问功能。而BOA服务器则是体积较小且效率较高的一种Web服务器,其具有源代码开放的特征,整体性能也相对较高。

2.2 多网互通智能化校园安防管理软件系统

多网互通智能化校园安防管理软件系统主要就是利用LINUX、BOA嵌入式服务器构成浏览器/服务器(B/S)的监控模式。嵌入式是安放系统中的节点,通过读取对应卡号中的信息内容,可以利用无线局域网络进行传输管理,上传到移动终端,对监控界面进行管理。而在移动终端中可以同时的进行收集作业、处理嵌入式门禁系统等模块信息,通过BOA模块构建服务器的登陆界面以及信息显示界面,在利用浏览器对其各个画面进行监控。在系统中,将Boa移植到正在运行的uClinux操作系统中的ARM处理器之上,构建嵌入式的Web服务器,这样就可以为用户提供一个基于Http协议为主要内容的网络接入模式,实现在网络监控系统中的应用。利用网络下载软件,通过交叉编译的方式进行链接处理,这样就可以生成可执行文件,修改BOA配置文件,在将其拷贝到操作系统中,在执行主程序,最后在生成嵌入式的服务器[3]。而基于ARDUINO开发环境开发NFC,通过读卡器识别卡号之后,再利用嵌入式系统进行对照处理,判断卡号是否通过,然后将卡号传递到移动终端之中,在浏览器中进行实时显示。利用SIM900模块就可以将卡号发送到其推定的信息之中,进而实现视频以及卡号识别监控信息的整合处理。

3、多网互通智能化校园安防管理软件系统整体运行效果

通过NFC判断卡号的正确性,确定之后,在利用ARDUINONANO进行开锁控制。通过SIM900则可以发送各种开锁记录信息,对于错误的卡号要通过SIM900发送相关开锁记录,再利用APP,用户就可以访问网络中的TINY6410,而花生棒系统则在操作中,可以构建构建相对较为完善的嵌入式IP地址,凸显系统中多网络互通的作用。在实践中,用户可以通过IP摄像头获得相关画面内容,分析其实际状况,在合理的选择报警、启动报警器等相关操作。而在一些具有危险性的事件中,如盗窃等事件中,则可以通过SIM900系统以及红外传感器对其进行整合处理。在多网互通智能化校园安防管理软件的监控系统中无需通信电缆,也不会对其进行额外的软件监督。通过浏览器就可以利用花生棒在外部的局域网构建对应的分配好的内网地址,对其进行实时的监督控制;可以通过浏览器以及手机的APP界面监督、控制摄像头的运动,进而实现全方位、全天候的无线化以及智能化的视频监督控制。

4结语

系统通过各种网络关系的设置,通过IP摄像头监控以及智能APP技术,利用芯片处理技术提升安防管理质量,通过相应的软件以及硬件系统,实现对校园安防系统的智能化管理。

参考文献

[1]孙胜利,姜尊然,吕志成,等.多网互通智能化校园安防管理系统的设计[J].实验室研究与探索,2017,(2):131-135.

[2]蔡洪哲.智慧校园智能安防综合管理系统的设计和开发[D].北京邮电大学,2014.

[3]王峰.校园网网络安全管理系统分析与设计[J].网络空间安全,2015.

★ 安防管理安全工作计划

★ 浅谈建筑工程施工管理论文

★ 建筑与风水论文

★ 建筑工程造价管理研究论文

★ 建筑工程施工管理研究论文

★ 建筑施工安全管理论文

★ 建筑电气工程管理与质量控制策略论文

★ 地质矿产的开发管理研究论文

★ 管理信息系统开发的项目管理论文

★ 数据库开发与管理电子简历

篇2：嵌入式智能家居安防监控系统探讨

1 嵌入式智能家居概述

智能家居 (smart home) 也被叫做智能住宅, 其含义和家庭自动化、电子家庭、数字家园概念等相近[1]。学术界对智能家居的统一定论为:使用计算机信息技术、网络通讯技术, 把和家居生活相关的各个系统例如煤气阀控制、灯光控制、家电信息、安防系统与空调采暖等系统结合, 用网络化控制家居生活, 为人们营造一个全新的网络化家居生活。

智能家居系统可以提供的家居服务包括安全报警、可视对讲、家电控制、窗帘控制、手机远程控制、联动控制、internet控制等等多种控制方式与功能手段, 以实现为人们提供便利快速信息服务的目的, 为人们营造一个更为舒适安全的生活环境[2]。

依照电气和电子工程师协会所提供的专业阐述, 嵌入式系统属于一种控制、监督以及辅助花的装置设备, 是一种机器化的运行设备装置。嵌入式系统属于计算机软件与硬件的有机结合形式, 其中包括部分机械附属装置。我国的观念普遍认为, 将实际有效应用当成核心, 以计算机技术为基础, 有效的对软件系统与硬件系统做调节, 以便更好的达到与应用系统的各项功能相适应, 实现有效性、实用性、成本以及功能消耗等要求的专业化计算机操作系统、一个嵌入式系统, 在某种层面指的是最近几年为人们所熟知的有操作性特点的嵌入式系统。

2 嵌入式智能家居的系统组成模式

2.1 智能家居系统组成

智能家居的发展基础是平台住宅, 在平台住宅的基础上结合综合布线技术、网络通讯技术以及自动控制技术等等, 统一自动化、智能化要求, 打造建设一个高效、安全、便利的家居生活环境。智能家居的监控职能主要包括以下几方面:

2.1.1 家居布线

智能家居布线其实是一个综合性的布线体系, 功能操作层面, 智能家居布线系统时智能家居的发展基础, 也是一个信息的传递渠道。为了更好的达到家居智能化的建设要求, 首要一点便是开展全面完整的开展家庭布线设施的基础化建设, 对家居布线的各个系统做统一集中管理, 其规划控制的主体包括电话、电视、影音组合、网络, 等等。

2.1.2 家居安防系统

传统单一的安防系统现如今已经无法与人们的要求相匹配, 家居安防系统就是在这个情况下出现的, 家居安防系统借助技术方式达到了安全防范的要求。通常人们指的是家居安防都是防盗、防火以及防燃气泄漏等, 就算是住户不在家也可以使用电话或者网络等工具, 对自己家里的情况做随时了解;另外, 还能够监控家庭内部, 所有的这些工作都是智能家居监控系统执行操作完成的。

2.2 智能家居系统的组成

一个完整的智能家居结构组成, 包括物理层、网络层与应用层三层, 物理层主要包括的有电力线、双绞线等各种传输介质;网络层则主要包括了音视频网络、系统控制网络以及数据网络等等;应用层所包括的主要是各种智能终端系统、安防安全控制系统与家用电器例如冰箱、电视、空调等与家居内的各个灯光系统等。

一般控制系统分成了主机和分机两个部分, 也就是现场控制级与多个控制对象分级。现场控制机设备能够接收控制多个对象级收集的各种控制信息, 在信息收集完成后对这些数据做处理分析。另外, 借助主机对各种获得的信息做分析, 并且在特殊情况下发出报警动作, 在报警动作发出的同时以电话或者网络形式通知住户。住户依照现场控制级系统能够了解家居各个形式的运行模式, 例如房间的温湿度、家庭的采光度等, 并且以远程控制的方式调节家居现场情况。

3 嵌入式智能家居设计方案

室内监控终端与远程监控服务器一同组成了智能家居安防监控系统。监控终端其本质属于一个嵌入式系统, 其中的平台系统组成是硬件与软件两部分, 软件平台是整个嵌入式操作系统的具体操作应用软件, 信息数据化特点明显, 而硬件平台指的是各种终端处理设备与外围的操作设备等[3]。

嵌入式智能家居安防监控系统, 其组成是三个部分系统, 三个系统分别是嵌入式web服务器、用户终端以及zigbee组成的电器终端、嵌入式web服务器直接和家庭的网络、手机无线网络与外界网络连接, 属于整个网络系统中的中心, 也是整个zigbee网络的主控节点, 对各个节点从多个方面全面监控[4]。

单就实际的操作系统而言, Linux系统自身的优势与未来的发展趋势相符, 其属于嵌入式操作系统所有设备系统中使用频率较高的一项系统。Linux系统对各种应用程序与联网协议均有所支持, 能够移植大量的软件以开展嵌入式Linux的开发使用。主要的操作平台包括以下几种, 第一种是交叉编译环境, 第二种是Boot Loader移植, 第三种是内核裁剪和编译, 最后一种是根文件系统制作等等。

嵌入式web服务器的选择多是有较高性能特点的单任务HTTP服务器, 以四线动态web技术公司网关接口技术的操作目的, 非封闭式的源代码对系统移植有一定的便利性要求。设备请求连接的系统操作过程中, 嵌入式web服务器构成了一个HTTP列表, 对多种通道的多种操作连接请求做统一处理, 并且为公用网关接口建设全新的进程窗口, 有效的实现了系统资源节约的目的[5]。另外借助嵌入式Linux操作体系, 构建一个web服务器系统, 另外借助对CGI的使用, 以完成对家电设备控制的目的。

系统在运行过程中检测到不正常情况后, 图像采集设备便会显示出全新的监控画面, 在数据处理完成后, 传递至用户终端, 用户不需要使用专门的软件就能够对监控图像做密切监控。家用电器组成了一个家居子网络, 依照web服务器的信息内容, 控制电器设备, 例如把报警信息传递至web服务器上做直接限制。在某种特殊情况下, 系统会启动自动照片拍摄功能, 同时以实时模式控制家居情况, 并且将各项信息传递至客户终端。系统移植嵌入式数据库之后, 能够以浏览器的方式, 对所有图片与视频的数据管理参数做直接设置。

4 智能家居安防系统的实现

4.1 系统实现方式

智能网络视频的监控系统属于一个结合了硬件和软件的系统, 以上分析的三个系统层组成的嵌入式系统是一个相对典型的系统, 从完全使用嵌入式芯片资源与特性的层面为切入点, 可以看到因为Linux系统同时支持多进程与多线程, 因此整个系统之中要求有大量的程序逻辑控制与网络控制, 且这部分大都被包装成ARM系统的程序代码。嵌入式软件在实际实行的过程中, 需要将三个子系统分别按照具体的要求而开展功能的开发活动。

4.2 告警模块的实现

告警处理行为包括了内部与外部的各种告警形式, 各种告警信息以其所在线程与本模块接口, 把各项告警信息统一集中发送至本模块上。本模块再具体依照用户的实际参数做具体的设计, 进而判定有无在布防时间内把告警上传至PC端或者报警输入端口外部声光电报警器。

4.3 家庭安防功能的实现

家庭安防功能的实现, 主要是接受到了来自传感器发出的报警信号, 再由家庭的安防模块筛选器依照事先设定的控制模块做出要不要对业主报警的处理。发出报警的时候, 信息能够按照传感器的预设位置信息, 依托语音完成报警行为, 并且在这个过程中同步把报警信息用远程的方式发送至业主的手机或者直接拨打业主的电话完成报警行为。业主接受到报警警告之后, 用远程登录的方式, 从实时视频与记录视频中了解家中的的具体情况, 以确定是否真的出现报警所提示的不良信息。

当下移动终端设备的发展, 使业主可以使用手机客户端软件, 将用户名和密码输入, 在服务器进行登录与注册工作, 服务器验证了用户名和密码, 通过验证之后能够接到对应的家庭信息机上, 并且将视频的监控指令发出去, 业主家里的信息机借助RTP协议和客户端建设起视频流, 从手机客户端上接收信息并且在手机上显示。

5 结语

智能家居安防从其出现就紧紧抓住了高物质生活背景下, 人们追求高质量生活的要求, 因此可以预知的是, 未来此系统的应用前景必然十分良好。智能家居安防系统属于一个复杂程度较高的系统, 其中包括的组织内容有通信、计算机、自动化以及建筑等各个方面, 此系统的特点是无需布线、多种方式报警、多种家电控制方式以及系统稳定可靠等等特点, 为智能家居系统提出了一个全新的建设方法与建设思路。可是此系统要实现真正的产品普及化还有一定的距离, 需要在硬件的扩展与软件的设计层面上做深入优化, 以真正实现整个系统模式的高密度集成化与智能化的建设要求。

参考文献

[1]刘海亮, 曹家年, 郭逢丽.嵌入式智能家居安防系统的研究与实现[J].应用科技, 2011, 2 (11) :61-66.

[2]吕值敏.基于嵌入式智能家居安防远程监控系统软件设计与实现[D].成都:电子科技大学, 2012.

[3]蒋波.基于ARM与Zigbee技术的嵌入式智能家居系统设计[D].广州:广东工业大学, 2014.

[4]郑娟, 王建华.基于ARM的智能家居安防监控系统的设计与实现[J].电子设计工程, 2014, 5 (10) :183-186.

篇3：智能化校园的安防系统

关键词：校园安防系统智能化

0引言

随着社会经济的不断发展，人类活动领域巨大延伸，人为的治安问题日趋动态化和复杂化，自然灾害也呈现突发性和严重危害性的特点，高技术犯罪上升，新安全问题突现，人们的工作和生活空间受到来自于多方面的威胁。为避免人身受到伤害、财务受到损失，使人们的工作和生活不受干扰，针对各种主要安全威胁的综合安防系统就应用而生。综合安防系统是指利用各种高科技的监控手段和信息处理技术，对各种居住环境加以监控，及时反馈环境中的各种事故、灾害和违法事件信息，从而对治安和安全进行预防和有效处理的安全防范系统。高校校园作为特定的人群居住环境，保证该环境的安全和稳定对于国家和社会的整体稳定有着重要的意义。

1校园安防系统的概念

校园综合安防系统就是以一般人居环境安全防范系统为基础，结合高等学校建筑物多、人员密集复杂、环境功能主体繁杂的特点，充分运用信息技术手段，根据国家教育部門和公安部门的有关规定，对大学校园中重点要害部门进行实时监控，及时采取有力措施，使校园安全管理实现人防、物防、技防相结合的安全防范系统。其特点主要表现在：

1.1重要性的特点。高等学校是国家培养高层次建设者和接班人的重要场所，在高校校园生活的学生属于特殊群体，其人身和财产安全影响着千家万户的的稳定，因此在高校校园建立的综合安防系统较其他人群居驻地有着独特的重要性，属于重点监控和防范的区域，不论是从技术上还是从认识上都具有重要性的特点。

1.2高技术的特点。在我国，高校本身是技术生产的重要场所，与此相对应的治安案件、灾害事故也有着同样的高技术性质。学校聚集的人群由于受到环境的影响，其知识水平造就的治安案件或者违法事件以及灾害事故的技术水平也相应较其它区域有所提高。因此防御此类事故的发生必须与其相对应，使用高技术的手段和措旎加以预防和处理，决定了高校校园综合安防系统的高技术的特点。

1.3广泛性的特点。在其他人群聚居地，进行综合安防系统设计与管理的时候，公安部门或者安全保卫部门独立工作和行动的特点很突出。但是在高校这一特殊的环境中，综合治理的特点十分明显，它需要有着广泛地参与，调动环境中一切有利于系统实施的因素协同进行工作。因此便决定了高校校园综合安防系统的广泛性特点。

1.4预防为主的特点。其它环境之中的安全防范系统除了强调预防功能之外，更加注重事件的事后处理问题，而系统主要是提供事件处理的各种重要信息。但是在高校校园这一特定的环境中，考虑到对整个社会的突出影响，一般不允许重大不稳定事件发生。因此高校校园综合安防系统必须注重于事前预警和防范功能，使各类事件的发生最大可能的被消灭在萌芽状态。所以说，高校校园综合安防系统必须是以预防各类治安案件的发生为主要功能。

2校园综合安防系统的组成

为了更好的营造高校教学、科研氛围，保证良好的治安和安全环境，在高校校园建立综合安全防范系统越来越显得十分必要。按照当前安全防范系统的基本功能要求，系统的组成主要包括信息采集、信息传输和信息处理三个主要部分。通过这三个部分的正常运转，及时将各种有利于解决校园安全问题的信息传递到相关职能部门，促使相关职能部门做出正确的安全管理决策，有效地处理各种突发事件和灾害事故。

2.1信息采集部分。信息采集部分的功能主要是在第一时间获得校园区域内各种人员及事件的信息，其实现途径主要是通过电视监控系统或红外探测系统完成。信息采集包含的内容十分广泛，通常的采集渠道不仅仅限于单一的途径，往往在安全防范区域内设置多重防线，分层管理和布控，获得有利于安全决策的相关信息。

2.2信息传输部分。当信息采集设备收到的各种有用信息之后，需要将这些信息及时传送到信息处理系统，以便决策设备或机构及是获取正确信息。信息传输部分对整个系统的功能起着至关重要的作用。通常情况下，必须考虑信息传输介质，如光缆、电话线等：信息传输介质的分布也是在设计安防系统时必须仔细研究的问题，例如，如何使传输距离最小化、传输信息损失最小化等。

2.3信息处理部分。信息处理系统是整个综合安防系统的核心和心脏，承担对所采集到信息进行处理的全部工作，并且为安全管理决策提供最直接的信息支持。通常信息处理部分在安防系统中被称为“监控中心”。它负责整个安防系统的动态图像监控、显示、控制、记录、指挥、调度、电力供给等任务。

不论校园综合安防系统的功能如何，其组成部分均为上述三个内容，在高校这一特定的环境区域中，安防系统的主要功能集中体现在对人的防范和对事的防范上。这里所说的对人的防范主要是通过电视监控系统来完成，通过电视监控系统的信息采集、信息传输和信息处理，实时了解和掌握各种嫌疑人作案的治安隐患：对事的防范主要是通过报警系统来完成，报警系统负责收集校园内各种灾害事故发生的前兆信息，以便有关部门作出及时正确的事故判断和安全管理决策，其实施的过程也是通过上述三个组成部分来完成。因此，一个完整的校园综合安防系统应该是包括有电视监控系统和防盗及灾害报警系统两大部分、三个阶段的完整的安全管理体系。

3建立智能化校园安防系统

建立智能化校园为基础的综合安防系统除了应该具备闭路电视监控系统、周界防盗报警系统和消防报警系统之外，还应该包括对讲／可视系统、电子巡更系统、停车场管理系统、门禁系统和公共广播系统等内容。

3.1对讲／可视控制系统在各个办公楼或建筑物及教师住宅的单元入口处安装防盗门和对讲装置，以实现访客与建筑物内人员《住户)对讲，可视，可以实现语音，图像传输：通过室内分机可以遥控开启防盗门电控锁，也可利用门口主机通过密码、钥匙或者感应卡开启防盗门：在有火灾报警的情况下可以自动开启楼梯门锁以及向所有室内人员群发报警信号。该系统主要用于校园教职工的住宅楼中。

3.2电子巡更系统该系统可以指定保安人员巡更校园各区域及重要部位的巡更路线，并安装巡更点。保安巡更人员携带巡更记录机按照指定的路线和时间到达巡更点并进行纪录，将记录信息传送到监控中心。管理人员可以调阅、打印保安人员的工作情况，加强保安人员的管理，实现人防和技防的结合。

3.3停车场管理系统随着人们生活水平的提高，校园区域内的车辆也越来越多，因此停车场管理系统也应该是未来综合安防系统的发展目标。该系统的主要功能是在校园停车场的出入口进行控制，对校园内人员和外来人员的车辆进出及收费进行有效管理。包括记录各种车辆进出及存放的时间，对内部车辆进行存放管理，对外部车辆进行收费管理等。

3.4门禁系统主要应用于重要部门的入口。用户采用非接触感应卡出入大门，通过电脑编程在控制主机上进行开门／关门的设定，系统可以任意对卡片的使用时间、使用地点进行设定，对门户的状态包括门的打开／关闭、什么人、什么时间、什么地点等都被记录在电脑之中。系统还可以通过硬件触电联接或通过网关与闭路监控。防盗及消防报警实现系统间协调联动。

3.5公共广播系统在校园的广场、草坪、绿地、道路交汇处等位置设置音响、音柱等放音设备，由监控中心和其他有关部门共同控制，在每日早晚及特定时间(课间、休息时间等)播放音乐、通知、娱乐节目等。在有紧急事件发生时监控中心可以强制切换至紧急广播状态，进行各种灾害报警或者事件消息广播。以智能化校园为基础的综合安防系统建设必须以校园的实际情况为基础，既要符合校园区域的安全要求，还要考虑合理的经济性，不能盲目建设，求大求全。以上所列的是构建智能化校园安全防范体系的一些可选择的子系统，在资金投入许可的情况下，可以选择其中的部分或者全部加以应用。

进入21世纪后，中国社会快速的进入信息化的时代，在科技高速发展的今天，大学生作为国家培养的未来建设者和接班人，其学习和生活的场所不仅关系到自身的健康成长，也影响者众多的家庭和社会的稳定。正是这种情况使得高校校园的安全管理成为不仅涉及自身区域环境的问题，而且成为影响整个社会稳定的重要问题，愈来愈成为社会各方面关注的焦点和核心，成为众多学者关心的重要课题。

篇4：多网互通智能化校园安防管理系统探讨论文

一直以来, 民航机场的安全防范主要分为航站区安防监控系统和飞行区周界安防系统两部分。随着民航机场吞吐量的增加和起降飞机等级的增大, 机场跑道和机坪的面积也逐渐扩大, 为保证机场空防和地面人员的安全, 飞行区周界安防系统作为第一道防线, 作用十分重要。

传统的周界安防主要包括红外对射、脉冲电子、泄露电缆及振动光缆 (电缆) 等技术, 但这些传统技术普遍存在误报率较高、安全性差、环境适应性弱等缺点, 随着现代计算机技术、通信技术的快速发展及物联网概念的问世, 使得多元化、智能化的周界安防系统应运而生, 这种系统采用多技术协同探测、融合算法、可根据气象数据智能分析、结合视频联动、广播报警等, 功能丰富、可靠性强, 已经在国内外多个大型机场得到了验证。本文以国内某国际机场为例, 对飞行区智能周界安防系统进行分析探讨。

1 机场飞行区智能周界安防系统设计

1.1 系统总体方案

飞行区智能周界安防系统采用现代多媒体技术及数字化监控技术, 形成先进的数字化、智能化、网络化周界安防系统, 通过统一的通信网络平台和管理软件将中央监控室设备与各子系统设备联网, 实现由监控中心对全系统进行信息集成的自动化管理。子系统包括基于物联网的MEMS (Micro-Electro-Mechanical System, 微机电系统) 振动入侵报警系统、移动目标雷达探测及热成像扫描系统、视频监控系统及广播报警系统。飞行区智能周界安防系统框架图如图1所示。

根据不同飞行区域的地理环境和人员行动特点, 采用多种检测手段和复合技术实现安防监控应用。环境复杂的航站楼、货运库、维修机库围界较为曲折多变, 容易受车辆、人员影响, 入侵防御以点防为主, 需选用成本低、灵敏度及精度高、智能化集成的MEMS振动探测系统结构, 在金属围界和部分实体墙上安装围栏探测器和砖墙探测器。在空旷的跑道围界区域, 防护区广阔平坦, 可选用移动目标探测雷达、该设备可靠性高, 能够有效减少工作人员排查设备故障次数的移动目标探测雷达。飞行区围界上按一定距离安装日夜转换固定式数字彩色摄像机和日夜转一体化球型彩色摄像机, 在雷达附近安装热成像及超视距彩色摄像机对入侵目标进行跟踪。沿着围界布置广播扬声器, 实时语音告警。通过四个系统的集成达到实时监控不法分子的入侵, 及时警告进入周界附近的人员, 以避免造成对机场内设施的破坏和对人员的伤害。

1.2 系统设计

1) MEMS振动入侵报警系统

基于物联网技术的MEMS振动入侵报警系统 (见图2) 主要包括前端探测和后台服务器两部分。其中, 多个部署在围界上的前端探测器连接到一个区域融合控制器, 后者通过以太网连接到后台服务器, 气象采集设备同样通过以太网连接到后台服务器。系统后台服务器具有接收前端探测器的报警数据和气象数据、分析设备的故障信息、对报警数据和气象信息等数据进行融合、判断是否报警并给出报警结果等功能。采用物联网技术, 能够将机场基础设施和IP网络设施结合起来管理, 一方面是机场、道路和建筑物的安防需求, 一方面是数据中心和网络的应用, 两者的结合不仅节省了人工成本, 也促进了机场管理迈向智能化。

前端探测分为安装在围栏上的围栏探测器 (安装示意图见图3) 和安装在墙砖上的砖墙探测器 (安装示意图见图4) 。探测器使用MEMS传感器采集和识别围界振动信号。与传统的传感器相比, 采用微电子和微机械加工技术制造出来的MEMS传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、易于集成和实现智能化的特点。将探测器安装在每个围栏立柱上, 入侵报警定位精度可达3m。每个探测器都是独立的报警单元, 所有报警单元组成全围界振动状态的实时状态监控系统。当某个探测器内部发生故障时, 不会导致总线故障, 且节点故障状态会在后台软件及时更新。当线缆短路时系统会发出防区故障报警信号, 通信线缆被剪断时, 系统可精确定位线缆被破坏点。前端探测器的这些特征节约了机场复杂区域围界安防的成本, 提高了精度, 具有较高性价比。

在后台服务器上运行的防入侵智能报警软件, 能够接收到前端探测器数据并输出报警结果。系统软件采用智能区域融合算法, 通过接收和处理所有探测器的现场信息数据, 最大限度排除飞行区周边车辆振动、无意触碰等干扰。为了有效减少机场附近极端天气带来的干扰, 探测器利用空间和时间算法融合区域内探测器数据, 同时还借助风速、风向等传感器感知的数据进行数据融合, 自动调整报警检测的特征参数。

2) 移动目标雷达探测及热成像扫描系统

移动目标雷达探测及热成像扫描系统由系统服务器和前端雷达组成。系统服务器接收到雷达的报警信号, 经过处理后直接发送命令给热成像及超视距彩色摄像机, 对可疑目标进行实时跟踪。移动目标雷达安装示意图见图5。

移动目标雷达探测系统采用RVS (Radar Video Surveillance, 雷达视频监控) 技术, 对人员有效探测距离为1 000m, 对车辆的有效探测距离为1454m。机场飞行区跑道的空旷围界长度约为5500m, 根据有效探测距离, 平均布置3台雷达即可进行有效防范。该雷达工作频段为76~77GHz, 属毫米波雷达, 发射功率最大为15mW, 扫描频率216°/s, 最小安全距离为0.36m。经有关机场使用部门测试, 该雷达设备在运行期间对机场盲降系统、航班正常起降和空管通讯没有影响。

RVS技术采用扫描式探测, 其覆盖的范围能同时探测≥10个的入侵目标, 且雷达覆盖范围内的10个入侵目标可连续、不间断、不干扰地进行追踪显示。雷达覆盖范围内的摄像机除了能进行基本的复核外, 还能对入侵者入侵后的轨迹进行连续式追踪, 或者多目标间的切换追踪。用户可以选择主要追踪目标, 但是随着摄像机对主要目标进行追踪的同时, 其他入侵目标不会因摄像机的数量问题而在地图上丢失目标。

机场飞行区空旷区域面积广, 距离机场安防管理监控中心较远, 天气变幻多样, 采用高性能、高分辨率、极低误报率 (24h内仅有一次误报) 的雷达探测技术, 可大大减少管理人员排查故障的工作量, 而且其准确性不会因为天气、光照或是其他环境因素的改变而变化;也不受小动物引发的虚假警报影响, 能够定位和跟踪围栏外闯入者, 并且可识别其攀越围栏;当中间没有阻挡物时, 该雷达还能探测相邻陆域或水域的情况。

3) 安防视频监控系统

入侵报警系统需要与视频进行联动, 在报警发生时自动切换报警防区的视频监控图像, 并显示在大屏幕上, 进行报警后的视频复核。因此在机场飞行区围界的围栏和围墙处每隔约100m设置一台720P日夜转换固定式数字彩色摄像机, 采用追尾跟踪和入侵报警联动控制对企图跨越周界围栏或围墙的行为进行监控;利用照明灯光补光达到24h实时监控的功能, 每隔约500m设置1080P日夜转一体化球型彩色摄像机一台, 用于对闯入者的继续跟踪;在机场飞行区随雷达设置热成像及超视距彩色摄像机, 摄像机可通过雷达控制跟踪入侵目标, 实现实时监控。

前端数字摄像机通过光纤网络将视频信息传输至机场安防监控中心进行视频显示和处理。由于使用IP摄像机, 数字视频信号无需编码和解码, 可直接传输至视频服务器, 如发生非法入侵, 安防监控中心屏幕上会显示报警图像, 同时联动前端带云台摄像机转到相应报警预置位, 并在安防监控中心电视墙上显示。安防视频监控系统框图见图6。

4) 广播报警系统

广播报警系统的主要作用是对入侵行为进行阻止, 机场围界的广播同时具有信息发布及广播讲话等功能。根据机场围界每个区域不同内容的播放要求, 系统采用IP数字智能音频广播系统, 在地形复杂多变的建筑物空侧, 每隔100m背靠背安装两台40W室外防水号角扬声器;在空旷的跑道围界区域设置3台600W高音室外号角扬声器, 安装在雷达附近, 可随热成像摄像机转动。

当确认有人正在非法进入禁区时, 安防报警处理系统通过协议联动广播系统, 告知广播系统报警防区信息。广播系统主机自动打开报警语音, 将语音或人工广播通过音频网络适配器传输至报警分区现场。同时控制打开相关区域的功率放大器和分区控制器进行自动广播, 播报内容为事先录制好的警示语。当报警事件处理完后, 可通过围界报警管理主机在管理中心手动关闭广播。

如果没有报警, 视频监控弹出可疑现象, 中控室可通过广播管理主机, 手动打开防区广播及相应的扬声器通路, 并由中央控制室内人员通过话筒对外直接喊话。

2 结束语

本文所设计的安防系统环境适应性强, 适合在极端天气较多的地区使用;相比较传统技术而言, 可靠性强、误报率低、防入侵效果明显;系统采用雷达技术, 实时性高, 能够减轻围界巡逻压力, 提高防御和抓捕效率;系统后端采用统一通信网络系统, 采用数字化、集成化管理, 简化系统结构, 便于排查问题, 实现智能化联动控制;系统安装简单、维护方便, 日常巡检人员即可完成维护工作。

无论从全球发展趋势还是我国经济结构转型的角度出发, 我国经济社会对民航机场的需求都处于上升时期, 因此, 我国有着巨大的飞行区周界安防市场, 随着通信技术和微电子技术的成熟, 新一代的飞行区周界安防系统使得设备间能够直接通信、交互、协作, 安全防范更加全面, 必定会得到大规模的推广和应用。未来的飞行区周界安防, 将会朝着网络化、数字化、智能化及多种手段相结合的方向发展, 把周界安防系统提高到一个新的水平。

参考文献

[1]梁宏意.谈机场飞行区周界安防系统设计[J].工程建设与设计, 2011 (11) :75-78.

[2]曹学明, 王喜富, 刘海迅.基于物联网的机场周界安防系统设计[J].物流技术, 2010 (19) :66-68.

[3]王鹏.明察秋毫:基于物联网技术的智能安防[J].中国数字电视, 2012 (5) :28-33.

[4]林建海, 陆开.基于物联网的浦东机场飞行区围界防入侵系统应用[J].华东科技, 2012 (7) :69-70.

[5]王伟彬, 程雪, 董立钢, 等.某国际机场周界防范系统总体方案[J].智能建筑与城市信息, 2013 (6) :73-77.

[6]刘军涛.北京新机场飞行区周界安防方案探索[J].中国民用航空, 2013 (8) :42-43.

[7]阮晓东.智能周界防护物联网的拿手好戏[J].新经济导刊, 2014 (8) :40-44.