关于智能小区安防系统的设计及其实现探析

福州大学物理与信息工程学院 张扬艺



关于智能小区安防系统的设计及其实现探析

福州大学物理与信息工程学院 张扬艺

【摘要】本文对基于物联网的智能小区安防系统的设计原则进行总结，对系统总体架构设计进行研究，分别对安全监控子系统、报警响应子系统以及报警管理子系统的设计与实现进行探讨。

【关键词】小区安防系统；智能；设计；实现；物联网

1　基于物联网的智能小区安防系统的设计原则

1.1准确性

智能小区安防系统的设计原则中，最重要的就是准确性。如果出现突发状态、告警信息，系统要快速、准确的做出回应。还有就是正常行为不能出现非法操作，产生的不友好的影响，甚至让居民心中不安。还有就是，系统网络传输中数据丢失而产生误判。因此，在对智能小区安防系统进行设计时，要尽量对提升系统准确性的因素进行综合考虑。

1.2稳定性

智能小区安防系统的稳定性与可用性非常重要，如果系统不稳定、不可用，甚至都不能称其为安防系统，尤其是小区这种人流密集的区域，安防系统的作用不可替代。

1.3及时性

及时性对于信息系统来说也比较关键，尤其是突发状态下，必须尽快做出响应，这一点和安防系统的实时性有直接关系。还有就是系统的软件架构、网络选择对于及时性的影响比较大，要在设计时多加注意。

1.4交互友好

界面交互友好对于用户好感度的提升有很大帮助，系统简洁是在界面设计时要采取的规则，能够快速找到相关信息。此外，设计时，首先要注意功能实现，另外就是界面布局、色彩搭配以及用户体现，搭配合理可以提升系统美感。

2　基于物联网的智能小区安防系统总体架构设计

（1）系统网络拓扑结构设计

首先，在小区所有单元楼进行传感器的安装，系统具体包括三个部分，分别是小区管理中心、网关以及末端的传感器设备。每一个传感器装置均是利用WIFI和网关进行连接，之后和管理中心进行连接，继而共同组成安防系统的局域网。

（2）总体结构设计

系统分为四层，分别是物理连接层、网络层、业务逻辑层及应用层。其中，物理连接层也就是布置传感器的节点层，作用是对小区区域内环境信息进行采集，利用WIFI接入到网络中，根据协议把信息传输至网络层；网络层的主要作用在于和底层设备通信，接受信息并传达管理指令；业务层包括数据处理模块和协议转换模块，主要作用在于对信息进行压包/解包，以及预数据或者上交；应用层也就是小区安防管理系统，对所有操作进行管理，能够实现可视化显示及快捷管理。

（3）系统总体功能模块设计

具体来说，系统功能模块结构参考图1，有四个主要子系统组成，分别是安全监控、报警响应、报警管理以及辅助管理。其中，辅助管理子系统的主要作用是对用户基本系统进行维护和管理，在本文中不作赘述。

图1　系统主要功能模块图

3　安全监控子系统的设计及其实现

安全监控子系统，顾名思义其作用在于利用对小区周边信息的全面感知，对小区动态信息进行采集。如果小区中有突发状态，安全监控子系统一方面可以提供监控信息，另一方面还可以准确执行控制指令。除此之外，还可以让安防系统中其他子系统之间完成数据共享，以避免产生信息孤岛。安全监控模块能够实现从多个渠道获取安防数据，以此完成安防设备联动。此系统可以细分为三个子模块，分别是周围防范、居民楼单元门禁及家中安防子模块。

3.1周围防范子模块

周围防范子模块的设置是为了避免不法分子利用各种非法手段进入小区，以确保小区居民安全。该模块是利用Socket对设备上报信息进行监听，管理者做出决策后才可解除警报。该模块的顺序流程是系统启动，进入探测状态，一旦有非法进入信息，产生报警信号，发送告警信息，等待处理。

按照顺序流程对周围防范模块进行设计，DeviceWorker的作用在于保存基本信息，其中有两个线程，分别是设备发送和接收信息，此外还有个socket套接字，和管理中心进行连接，自身信息存储于DeviceWorker中。

3.2居民楼单元门子模块

居民楼单元门子模块的作用在于防止不法分子利用非法手段进入到小区，以确保居民生命财产安全，模块系统启动后进行探测，有非法行为即产生警报，传感器利用socker上报告警信息。此方面类似于周围防范子模块的设计方法。

3.3居民家中安防子模块

居民家中安防子模块的作用在于居民家中对防盗、防灾、紧急求助等进行管理，和居民的生命财产安全有直接关系，该模块启动顺序类似于周围防范子模块。HomeSecurity是一个安全子系统的Frame框架，实现家中安防设备进行查看，以及对其状态进行调整。

4　报警响应子系统的设计及其实现

报警响应子系统的作用在于对住宅小区报警之后的动作进行管理，按照智能小区安防系统的具体要求，报警响应子系统包括报警受理、事件识别、报警处理、应急通讯子系统等，系统之间相互配合实现该功能。具体来说，该系统可以概括为两个模块，分别是报警管理模块和应急子模块。

4.1报警管理模块

报警管理模块的作用在于对设备工作状态进行查看，以便于及时对信息进行处理，包括解包、识别、预处理等，获取具体的告警信息，比如时间、地点、原因等。报警管理模块实际上在设计时，有更小的三个模块，分别是紧急处理模块、事件识别模块以及方案获取。该模块利用socket接收探测信息，解包后获取关键信息。

4.2应急子模块

应急子模块是针对已经识别成功的事件，首先进行事件等级，然后报送至管理中心，引导决策模块启动，对数据库资源进行搜索，该模块利用NetManager进行数据发送。EmergencySolution类指的是应急决策和报送，其作用在于对指令进程处理，选择最恰当的方案进行处理。

5　报警管理子系统的设计及其实现

报警管理子系统的作用是实现应急资源信息进行维护及报警预案进行更新，此外还有一些常规工作，比如，对事件进行登记等。其本质在于应急处理工作的数据库，可以用人工方式或自动化的检索方式。

5.1报警管理子模块

信息上报时，报警管理子模块会把信息传输至数据库，如有遗漏，也可以直接手动录入。报警信息会根据一定周期统计，且在管理中心以可视化方式显示出来，便于查看。

如果是已经发生的告警信息，首先上传信息至中心，在数据库中做登记，便于显示。AlarmLog还具备对信息进行增删、统计等功

能，系统下发指令后，模块利用DAO数据库对执行命令进行访问。

5.2应急预案管理子模块

对告警信息的处理方案进行设置，以及报警阈值，此外还有处理关联设备等。举例来说，一个烟雾探测器，如果烟雾浓度查过某值，即关联其他设备，比如，喷淋头。ResourceManager的作用在于对应急资源类别进行管理，包括设备关联、阈值等。

6　总结

总而言之，本文对基于物联网平台下的信息感知、计算、数据处理等方面的特征，对智能小区安防系统的设计与实现进行研究，然后详细设计了三个子系统模块，根据智能小区安防系统网络及架构，对其具体模型及技术进行详细设计。然而，因为物联网技术还不够成熟，在应用方面还存在诸多问题，本文仅是提出一个方案，可以想象的是随着物联网技术的快速发展，在小区安防系统的应用将得到广泛关注和推广。

参考文献

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［2］张利，雷冠群.数字安防系统的设计及应用［J］.科技资讯，2012（01）.

［3］邢更力，宋京生.博物馆安防系统维保需求产生和现状研究［J］.中国安防，2011（04）.

作者简介：

张扬艺（1987-），男，福建泉州人，研究生在读，中级工程师。