物联网技术在智能安防视频监控系统中的应用

2022-08-17邹福生

通信电源技术 2022年7期

邹福生

（吉林省邮电规划设计院有限公司，吉林长春 130021）

0 引言

常规监控系统仅能提供录制视频的功能，在安全防护方面存在一定的滞后性[1]。基于物联网（Internet of Things，IoT）技术对该系统进行升级，升级后的系统既能够对监控覆盖范围内环境、人员及物品变化情况进行全面且精准的识别，又可以凭借人工智能（Artificial Intelligence，AI）或大数据技术对所掌握信息进行分析，通过动态监管与自动报警相结合的方式使危险因素得到及时且准确的处理，如图1所示[2]。将物联网用于监控系统，强调以物联网技术为依托，构建具备24 h监控功能的智能系统，通过对物体状态和所在位置等信息进行系统分析，合理确定安防策略。

图1 物联网组成结构

1 智能监控系统架构

智能监控系统的核心功能是采集并处理监控所得信息，根据分析结果决定是否报警，通过将分析结果同步至客户端的方式确保紧急事件可以得到及时且有效的处理，由此达到安全防护的目的[3]。智能监控系统包括传感器、传输网络、应用管理模块[4]。由传感元件所组成的传感器可以在实时捕捉电、声及光信号的前提下，将所捕捉信号同步至计算机，确保各类信号均能够得到充分利用。传输网络主要负责将接收传感器所提供的信息并同步到计算机，同时将计算机所发布的指令传递到各构件。例如，接收并传递计算机所发布的报警指令，待蜂鸣器顺利接收到该指令后，远程操控蜂鸣器进行报警，确保管理人员可及时了解潜在威胁并进行防护。而管理模块的管理对象多为计算机，强调凭借不同软件对数据进行全面分析，以分析所得结果为依据发布指令，保证监控系统可以长期处于稳定且高效的运行状态。

2 监控系统中物联网技术的运用方向

将物联网（Internet of Things，IoT）用于监控系统，通常需要以物物相连为落脚点，构建功能完善且时效性强的智能系统。要想充分发挥物联网的优势，关键是要明确监控系统应当达到的要求，并结合其特征和需求对相关技术加以运用。

2.1 技术平台

要想使系统实现稳定、高效的运行，同时确保系统所具备的功能可以得到充分发挥，关键是要对相应的技术平台进行构建，通过整合系统运行期间所需的软硬件及信息技术，为日常管理、调试等工作提供便利[5]。在本项目中，需要重点关注的技术主要有射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器以及人工智能等。监控系统的本质是以通信网络为依托，对包括应用模块、传感器在内的多个模块进行串联。正式投入使用后，该平台可凭借物联网技术对场景、人员或物品所发生的变化进行实时跟踪与采集，根据所采集数据判断是否需要进行报警。需要注意的是，应全方位保护人员、物品隐私，避免出现非法跟踪或类似情况。

2.2 功能实现

2.2.1 监控功能

与常规监控系统相比，本系统能够实现实时互动和远程控制，监控服务模块在系统中发挥着极为重要的作用。该模块能够对前端所提供的音视频文件进行压缩，获得对应编码后根据通信协议完成加密、封装等操作，在减少文件传输所占用流量的前提下，将传输期间出现数据泄露、丢失等事故的概率降至最低，如图2所示[6]。收到封装文件后，用户可以利用客户端所安装的软件进行解码，由此获得内容完整且格式正确的文件。

图2 视频监控结构

2.2.2 网关功能

网关既能够保证物联网、平台间数据得到实时交换，又可以为管理物联网的工作提供支持，确保用户可根据自身需求对应用进行扩展，使监控系统价值得到最大化实现。通信网关涵盖平台接口、内网处理在内的多个系统，且各系统所能提供的功能存在明显差别。

平台接口系统主要负责对传感数据进行收发，以内网处理所发布的指令为依据采取相应行动，确保各项数据在物联网平台得到充分利用。内网处理系统主要获取传感网所产生的数据，并结合所获取数据给出反馈，确保物联网始终处于闭环控制的状态[7]。数据分发系统的核心功能为数据注册，强调以内网处理、平台接口所提供的数据为参考构造处理路由表，根据所构造路由表确定数据流向。此外，该系统还具备发送指令与数据的功能，在保证数据完整的前提下最大程度提升数据传输速度。传感器所获取信息量极大，统一发送将增加传输网络所承受负荷，进而导致网络出现传输延后、拥堵等情况。通过建立多个传输通道，可以有效减轻传输网络需要承受的负荷及压力。传感网接口系统适配不同智能设备，既能获取不同设备所生成的数据，又能保证数据信息在网关、设备间得到实时传递与交互[8]。要想使该系统发挥出应有作用，关键是要以使用场景为依据合理确定通信协议。

3 监控系统中物联网技术的运用要点

3.1 云计算与云存储

对云计算加以运用，通过优化计算机处理性能的方式，助力安防工作高效开展。现有云服务器能够达到每秒运行上亿次，可以最大程度满足监控系统在信息处理方面所提出的要求。此外还可以引入云存储技术，将传感器所提供的信息存储在对应云服务器内，打破物理服务器对存储数据量的限制，降低设备使用成本[9]。

3.2 传感器

以感知功能为依据，传感器可以分为光敏传感器、温度传感器以及压力传感器等。在科技持续发展的背景下，外界环境的复杂程度有所提高，为了保证对监控目标各项参数进行及时且准确的采集，应放弃传统传感器转而使用精度更高的新型传感器，并通过构建无线传感器网络的方式确保信号能够得到准确采集与实时传输。需要注意的是，受覆盖范围扩大的影响，传感器信号衰减程度加剧，甚至会出现无法及时接收相关信号的情况，而5G技术的普及使上述问题得到了有效解决。与4G相比，5G具有更强的信号强度和更快的传输速度，未来有关人员应重点研究如何将5G技术用于监控系统，此举可以使传感器效率得到进一步的提升，使实时感知并操控的设想成为现实。

3.3 射频识别

射频识别系统包括数据库、阅读器以及电子标签3个部分。若阅读器所发出电波的覆盖区域内有内置标签的物品通过，则阅读器将识别该物品对应的电子标签信息，同时将所采集的信息同步至数据库[10]。在此过程中，阅读器还能够以标签所提供信息为依据确定物品的实际情况。

设计人员可以在贵重物品内部嵌入标签，同时在出入口增设阅读器，确保管理人员能够对物品位置具有实时且准确的了解，由此判断物品是否安全。射频识别的优势主要体现在以下几个方面：一是存储容量极大，可反复进行读写，使用成本较低；二是性能稳定，通常不会被电磁所干扰；三是即使处于能见度较低的夜间，仍然可以实现精确识别。当然，该技术也存在较为明显的不足，如安全系数较低，极易出现标签信息被人为篡改的情况；尚未形成统一的技术标准，影响信息读取速度及准确性。

3.4 智能技术

以图像增强技术为依托，对所获取的视频进行处理，在将背景与目标彻底分离的前提下，对比预设模板和分离所得到的目标特征得出最终结论。若视频所记录事件及行为已达到报警标准，则系统需自行发布相应的报警信号，并对目标进行继续跟踪，由此获得后续工作所需信息，为安防有效性提供保证。事实证明，将智能技术与监控系统结合，其优势主要体现在确保海量信息得到快速筛选和充分利用。此外，通过深度学习的方式，使监控系统的智能化水平得到显著提升，为日后跟踪和识别等工作的高效开展奠定基础。