CN102708639B - 一种入侵检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种入侵检测方法及系统，所述方法包括：接收所述震动传感器组发送的告警信息，并存储，所述告警信息包含有用于识别所述震动传感器组的识别标识；根据所述识别标识确定发送所述告警信息的震动传感器组的类型；依据所述震动传感器组的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型。本发明实施例公开的入侵检测方法，采用确定发送当前接收的告警信息的震动传感器的类型，根据震动传感器的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息确定当前警报类型的方式，融合了多个告警因素，提高了检测结果的准确性，降低了误警率。
Description
技术领域
本发明涉及监控领域，尤其涉及一种入侵检测方法及系统。
背景技术
对于大多数场合，如机场、工厂、仓库、银行数据中心、博物馆等，周界的安全是至关重要的，通过周界进行的非法入侵行为往往会对周界所保护区域的安全造成极大的威胁。常见的围界类型有砖墙、铁丝围栏、绿植带等，在安全级别较高的场合，一般都采用砖墙。
传统的防入侵方案，常常采用人防为主的模式，即依靠安保人员的巡查来实现。通常砖墙上方会安装摄像头，安保人员在监控室实时的监视视频画面，依靠肉眼发现入侵行为，并定期的在现场进行巡查，该种方式对人的依靠太大，耗用过多人力资源，对于砖墙围界长度较长的场景，同时会有很多的视频画面，仅依靠肉眼很难做到在第一时间捕捉画面，大部分时候视频都是用来事后取证用的。故传统的防入侵手段无法做到实时准确的检测入侵行为，不能保证周界的安全。
近年来随着安防技术的发展，出现了使用震动光纤或震动光缆进行技术防范的方式，依靠布设在墙体的震动光纤或震动光缆，采集来自墙体的震动信号，实现预警与报警功能，并报告给监控中心。该种方案一定程度上降低了人力成本，减少了安保人员现场巡查的次数，并实现了24小时不间断主动监控，但是其检测过程中只能对单一的检测结果进行分析，得到的警报类型的准确性较低，误警率较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种入侵检测方法及系统，其具体方案如下：
一种入侵检测方法，应用于入侵检测系统，所述入侵检测系统包括：信号采集模块，所述信号采集模块包括：设置于墙体上，用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组，设置于所述墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组和设置于所述墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组，所述方法包括：
接收所述震动传感器组发送的告警信息，并存储，所述告警信息包含有用于识别所述震动传感器组的识别标识；
根据所述识别标识确定发送所述告警信息的震动传感器组的类型；
依据所述震动传感器组的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型。
优选的，还包括：依据所述当前警报类型，执行相应的报警操作。
优选的，所述确定当前警报类型的过程包括：
当确定发送所述告警信息的震动传感器组为外部地表震动传感器组时，确定当前警报类型为预警。
优选的，所述确定当前警报类型的过程包括：
当确定发送所述告警信息的传感器为墙体震动传感器组，且第一预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为入侵报警。
优选的，所述确定当前警报类型的过程包括：
当确定发送所述告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，且第二预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息和墙体震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为非法进入报警。
优选的，当确定发送所述告警信息的传感器为墙体震动传感器组，且第一预设时间内存储的告警信息中不包含外部地表震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为虚警。
优选的，当确定发送所述告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，且第二预设时间内存储的告警信息中不同时包含外部地表震动传感器组发送的告警信息和墙体震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为虚警。
一种入侵检测系统，包括处理模块和采集模块，所述采集模块包括：设置于墙体上用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组，设置于所述墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组和设置于所述墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组；
所述处理模块用于，接收所述震动传感器组发送的告警信息，并存储所述告警信息包含有用于识别所述震动传感器组的识别标识；根据所述识别标识确定发送所述告警信息的震动传感器组的类型；依据所述震动传感器组的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型。
优选的，所述墙体震动传感器组包括多个设置于所述墙体内中部偏上的位置的水平震动传感器。
优选的，所述内部地表震动传感器组和外部地表传感器组分别包括多个埋设于保护区域内，通过信号线串联的垂直震动传感器。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例公开的入侵检测方法，采用确定发送当前接收的告警信息的震动传感器的类型，根据震动传感器的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息确定当前警报类型的方式，融合了多个告警因素，提高了检测结果的准确性，降低了误警率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种入侵检测方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的确定当前警报类型的方法流程图；
图3为本发明实施例公开的又一确定当前警报类型的方法流程图；
图4为正常情况下噪声信号的强度和频谱图；
图5为触碰或者拍打情况下对应的信号的强度和频谱图；
图6为重击情况下信号强度和频谱图；
图7为本发明实施例公开的入侵检测系统的结构示意图；
图8为本发明实施例公开的入侵检测系统的布设结构侧面剖视图；
图9为本发明实施例公开的入侵检测系统的布设结构俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的入侵检测方法应用于入侵检测系统，该系统包括信号采集模块，该采集模块包括设置于墙体上，用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组，设置于墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组和设置于墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组，该方法的流程如图1所示，包括：
步骤S11、接收震动传感器组发送的告警信息，并存储，告警信息包含有用于识别震动传感器组的识别标识；
具体实现过程中，每一组震动传感器组通过不同的数据通道将告警信息进行发送，可以在发送的告警信息中携带与其对应的通道的编号，将该编号作为震动传感器组的识别标识，以进行区分和确定。或者按照其他的规则，将三组震动传感器组进行区分，并将区分标识作为识别标识添加到告警信息中，一起发送。在接收到告警信息后，将其进行存储，以便于后续根据存储的告警信息进行警报类型的确定。
步骤S12、根据识别标识确定发送告警信息的震动传感器组的类型；
根据识别标识，可以确定是哪一组震动传感器组发送了告警信息。
步骤S13、依据震动传感器组的类型，或者，依据震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型。
依据震动传感器组的类型，即震动传感器所处的位置以及预设时间内存储的告警信息，综合分析，确定当前的警报类型。
进一步的，还包括：
步骤S14、依据当前警报类型，执行相应的报警操作。
进一步的，上述实施例中步骤S13的具体过程依据确定出的震动传感器组的类型而有所不同，具体情况如下：
当确定发送告警信息的震动传感器组为外部地表震动传感器组时，直接确定当前报警类型为预警。
当入侵人员进行入侵时，首先需要进入砖墙外的保护区域，该保护区域的范围可以根据实际情况自行设定，通常情况下为距离砖墙2m的距离内。当外部地表震动传感器就埋设在该范围内，例如，设置在距离砖墙50cm的距离处，当有人员进入时，外部地表震动传感器检测到异常信号，将其作为告警信息，进行发送。所以，只要接收到外部地表震动传感器发送的告警信息，即可确定有人进入了转墙外的保护区域内，即可进行预警。
当确定发送告警信息的传感器为墙体震动传感器组时，其过程如图2所示，包括：
步骤S21、判断第一预设时间内存储的告警信息中是否包含外部地表震动传感器组发送的告警信息，若是，则执行步骤S22，若否，则执行步骤S23；
步骤S22、确定当前警报类型为入侵报警；
步骤S23、确定当前警报类型为虚警。
当墙体震动传感器组接收到告警信息时，即表示墙体震动传感器检测到异常信号，说明有物体碰触墙体，此时，为了保证检测结果的准确性，避免出现由于自然因素，例如鸟类的触碰，或者随风飘过的树叶等对墙体进行撞击而进行的误警，此时需要判断第一预设时间内是否接收到外部地表震动传感器组发送的告警信息，即判断接收到该告警信息之前的预设时间内是否接收到过预警信息，即，是否有人进入过墙外保护区域，如果是，才确定当前的警报类型为入侵报警，确定有人对墙体进行了入侵。如果没有收到预警信息，则判断为虚警，降低了误警报警率。
本实施例中的第一预设时间可以根据实际情况进行设定，通常情况下，设定为接收到墙体震动传感器组接收到告警信息后的30s，或者更短。也可以结合保护区域的范围进行设定，如果保护区域范围较大，即考虑到入侵人员从进入保护区域到接近墙体所需的时间较长，则可以将第一预设时间设定为相对较大的值，而如果保护区域范围较小，则可以将第一预设时间设定为相对较小的值，具体的数值根据实际情况进行设定。
当确定发送告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，其过程如图3所示，包括：
步骤S31、判断第二预设时间内存储的告警信息中是否包含墙体地埋震动传感器组发送的告警信息，若是，则执行步骤S32，若否，则执行步骤S34；
步骤S32、判断第二预设时间内存储的告警信息中是否包含外部地表震动传感器组发送的告警信息，若是，则执行步骤S33，若否，则执行步骤S34；
步骤S33、确定当前警报类型为非法进入报警；
步骤S34、确定当前警报类型为虚警。
当内部地表震动传感器组发送告警信息时，即表示在墙体内侧的保护区域内检测到异常震动信号，为了避免发生将工作人员在墙体内侧保护区域内行走而造成的误警，根据入侵过程的分析，确定该报警类型为非法进入前，必须具有入侵报警和预警，即，入侵人员必须先经过墙外侧保护区域到达墙体，然后再翻越墙体进入到墙内侧保护区域。为了提高检测结果的准确性，在接收到内部地表震动传感器组发送的告警信息后，还需判断第二预设时间内是否接收到过墙体震动传感器组和外部地表震动传感器组发送的告警信息，只有两者同时具备，才能进行报警类型的确定。本实施例中的第二预设时间为，接收到内部地表震动传感器组发送的告警信息前60s，或其他预设值。同样可以根据实际的情况进行设定。
上述实施例中，震动传感器检测到的是其自身产生的差分电压值，其可以通过比较入侵前后信号的变化，确定当前是否发生入侵行为，进而确定是否发送告警信息。例如，以墙体震动传感器为例，其正常情况下的噪声信号的强度及频谱图如图4所示，发生入侵行为时的噪声信号的强度及频谱图如图5所示，通过对比可以看出，正常情况下，在0-500Hz内，频谱和信号强度曲线较为平坦，而当发生入侵时，该范围内的频谱和信号强度曲线发生明显变化。同样，也可以根据变化的情况来确定具体的入侵行为，假设图5所示为对墙体进行轻拍或攀爬时对应的信号强度及频谱图，而图6为对墙体进行重击时对应的信号强度及频谱图，对比图5和图6可以发现，其频谱在0-500Hz内发生了非常大的变化，该范围内的最高信号强度超过了0.1。
而对于外部地埋传感器组和内部地埋传感器组，其具体的判断过程可以采用上述方法，同样也可以采用将同一时间外部地埋传感器组和内部地埋传感器组检测到的差分电压值进行比较的方式，当比较出哪一组的差分电压值较大时，则可确定该组所设置的保护区域发生了入侵行为。
本发明并不限定同时采用对比信号的强度和频谱图的方式来确定入侵行为的类型，也可以单独的选用信号强度或者信号频谱进行分析，只是采用两者结合的方式进行分析得到的结果更加准确。
本发明实施例公开的入侵检测方法应用于入侵检测系统，该系统的结构如图7所示，包括：处理模块71和信号采集模块，其中，信号采集模块包括：
设置于墙体上，用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组72，设置于墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组73和设置于墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组74。
处理模块71用于，接收震动传感器组发送的告警信息，并存储告警信息包含有用于识别震动传感器组的识别标识；根据识别标识确定发送告警信息的震动传感器组的类型；依据震动传感器组的类型或者，依据震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型。
进一步的，本发明公开的入侵检测系统的具体布设结构侧面剖视图如图8所示，其俯视图如图9所示，由图8和图9可以看到，墙体震动传感器组包括多个设置于墙体内中部偏上的位置的水平震动传感器81。将水平震动传感器设置于墙体内中部偏上的位置，避免了由于外界环境影响，例如雨雪风沙，或者小动物对墙体的接触造成的虚警，提高了检测结果的准确性。
内部地表震动传感器组和外部地表传感器组分别包括多个埋设于保护区域内，通过信号线串联的垂直震动传感器82。将垂直震动传感器埋设于保护区域内，可以更好的接收地面的震动信号，同时起到了隐蔽的作用，能够更好的保护进行检测震动传感器，避免入侵人员或外界环境对其造成破坏，影响检测效果。同时避免了由于外界环境影响，例如雨雪风沙，或者小动物对垂直传感器的接触造成的虚警，提高了检测结果的准确性。
本实施例并不限定水平震动传感器和垂直震动传感器必须设置在墙体内或埋设于地表以下，其同样可以采用设置于墙体表面和地表面的方式，只是采用设置在墙体内或埋设于地表以下布设方式相比于采用设置于墙体表面和地表面的布设方式具有更好的检测效果，同时还能延长震动传感器的使用寿命。
处理模块83分别与各个震动传感器相连，接收其发送的震动信号并进行分析存储。
本实施例并不限定处理模块与各个震动传感器之间通过信号线相连，进行震动信号的传输，还可以采用通过无线射频技术、红外或蓝牙等传输手段，将采集的信号发送给处理模块的方式。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种入侵检测方法，其特征在于，应用于入侵检测系统，所述入侵检测系统包括：信号采集模块，所述信号采集模块包括：设置于墙体上，用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组，设置于所述墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组和设置于所述墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组，所述方法包括：
接收所述震动传感器组发送的告警信息，并存储，所述告警信息包含有用于识别所述震动传感器组的识别标识；
根据所述识别标识确定发送所述告警信息的震动传感器组的类型；
依据所述震动传感器组的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型；
依据所述当前警报类型，执行相应的报警操作；
所述确定当前警报类型的过程包括：
当确定发送所述告警信息的震动传感器组为外部地表震动传感器组时，确定当前警报类型为预警；
或当确定发送所述告警信息的传感器为墙体震动传感器组，且第一预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为入侵报警；
或当确定发送所述告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，且第二预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息和墙体震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为非法进入报警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定发送所述告警信息的传感器为墙体震动传感器组，且第一预设时间内存储的告警信息中不包含外部地表震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为虚警。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定发送所述告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，且第二预设时间内存储的告警信息中不同时包含外部地表震动传感器组发送的告警信息和墙体震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为虚警。
4.一种入侵检测系统，其特征在于，包括处理模块和采集模块，所述采集模块包括：设置于墙体上用于检测墙体震动信号的墙体震动传感器组，设置于所述墙体外侧保护区域内的外部地表传感器组和设置于所述墙体内侧保护区域内的内部地表传感器组；
所述处理模块用于，接收所述震动传感器组发送的告警信息，并存储所述告警信息包含有用于识别所述震动传感器组的识别标识；根据所述识别标识确定发送所述告警信息的震动传感器组的类型；依据所述震动传感器组的类型或者，依据所述震动传感器组的类型和预设时间内存储的告警信息，确定当前警报类型；
依据所述当前警报类型，执行相应的报警操作；
所述确定当前警报类型的过程包括：
当确定发送所述告警信息的震动传感器组为外部地表震动传感器组时，确定当前警报类型为预警；
或当确定发送所述告警信息的传感器为墙体震动传感器组，且第一预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为入侵报警；
或当确定发送所述告警信息的震动传感器组为内部地表震动传感器组，且第二预设时间内存储的告警信息中包含外部地表震动传感器组发送的告警信息和墙体震动传感器组发送的告警信息时，确定当前警报类型为非法进入报警。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述墙体震动传感器组包括多个设置于所述墙体内中部偏上的位置的水平震动传感器。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述内部地表震动传感器组和外部地表传感器组分别包括多个埋设于保护区域内，通过信号线串联的垂直震动传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 214135 Jiangsu Province, Wuxi City District Zhenze Wuxi Road No. 18 (National) Gemini A Software Park Building 9 layer Applicant after: WSN TECH LTD. Address before: 214135 Jiangsu New District of Wuxi, Taihu international science and Technology Parks Linghu Road No. 200 Chinese micro International Innovation Park Building No. 1 Applicant before: WUXI GUOKE WEINA SENSING NETWORK TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: WUXI UXSENS MICRONANO SENSOR NETWORK TECHNOLOGY CO., LTD. TO: PERCEPTIVE TECHNOLOGY WUXI CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20200929 Granted publication date: 20131211 |
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Date of cancellation: 20230509 Granted publication date: 20131211 |
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