CN108173975A - 一种基于rssi信号检测的智能安防监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统及方法，本发明包括一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统。任意选择一个RSSI信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点接收RSSI信号强度以构建RSSI信号强度序列；将RSSI信号强度序列通过通信模块(1)传输至IOCP服务器(2)；在无异物经过安全状态时，IOCP服务器计算多个采样周期内RSSI信号强度均值序列以计算检测基线阈值序列；计算各RSSI信号传感器采集模块得检测基线阈值序列；通过状态检测周期内RSSI信号强度序列构建RSSI信号强度矩阵以判定RSSI信号传感器采集模块的状态；检测各RSSI信号传感器采集模块的状态；根据系统状态检测周期间隔检测各传感器采集模块状态。与现有技术相比，本发明具有轻量、节省的优点。

Description

一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统及方法
技术领域
本发明属于软件技术领域，具体涉及一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统及方法。
背景技术
物联网技术的普及应用，使得城市的安防从过去简单的安全防护系统向城市综合化体系演变，城市的安防项目涵盖众多的领域，有街道社区、楼宇建筑、银行邮局、道路监控、机动车辆、警务人员、移动物体、船只等。特别是针对重要场所，如：机场、码头、水电气厂、桥梁大坝、河道、地铁等场所，引入物联网技术后可以通过无线移动、跟踪定位等手段建立全方位的立体防护。兼顾了整体城市管理系统、环保监测系统、交通管理系统、应急指挥系统等应用的综合体系。
智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化、图像的传输和存储、数据的存储和处理等等。就智能化安防来说，一个传统的、完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分，尤其依赖于视频监控和相关传感器。
防盗报警系统的前端设备为各种类别的报警传感器或探测器；系统的终端是显示/控制/通信设备，它可应用独立的报警控制器，也可采用采用报警中心控制台控制；视频监控报警系统的前端是各种摄像机、视频检测报警器和相关附属设备；系统的终端设备是显示/记录/控制设备，常规采用独立的视频监控中心控制台或监控报警中心控制台；出入口控制报警系统的前端设备为各类出入口目标识别系统和门锁开启闭合执行机构；传输方式采用专线或网络传输；系统的终端设备是显示/控制/通信设备，常规采用独立的门禁控制器，也可通过计算机网络对各门禁控制器实施集中监控。出入口控制报警系统常规要与防盗报警系统、闭路视频监控报警系统和消防系统联动，才能有效地实现安全防范。
这样一套完备的系统，不仅具有组成复杂、投入成本高、建设时间长、操作上手难、维护难度大、需要额外布设硬件设备等问题，而且由于其依赖于视频监控，在保证视频清晰度的情况下，单位时间产生的视频、图像数据量将非常庞大，需要大量存储空间对海量视频、图像数据进行存储。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统及方法。
本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统，其特征在于，包括：通信模块(1)、IOCP服务器(2)、第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)；所述通信模块(1)与所述IOCP服务器(2)通过导线连接；所述通信模块(1)分别与所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)通过导线连接或者无线通信方式连接。
本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于RSSI信号检测的智能安防监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：从第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中任意选择一个RSSI信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点，RSSI信号汇聚接收点接收剩余RSSI信号传感器采集模块中每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度，通过每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度构建RSSI信号强度序列；
步骤2：步骤1中所述RSSI信号汇聚接收点将RSSI信号强度序列通过智能通信方式传输至通信模块(1)，通信模块(1)接收RSSI信号强度序列并传输至IOCP服务器(2)；
步骤3：IOCP服务器(2)在第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)均处于无异物经过安全状态时，计算采样周期内RSSI信号强度均值序列，并根据连续多个采样周期内RSSI信号强度均值序列计算检测基线阈值序列；
步骤4：重复步骤1至步骤3，直到第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)每一个信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点均获得检测基线阈值序列；
步骤5：根据步骤1构建RSSI信号强度序列，根据步骤2及步骤3通过状态检测周期内RSSI信号强度序列构建RSSI信号强度矩阵，通过RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列与步骤4中所述检测基线阈值序列构建RSSI信号强度差值序列，根据RSSI信号强度差值序列判定RSSI信号传感器采集模块的状态；
步骤6：重复步骤5至第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)每一个信号传感器采集模块均作为RSSI信号汇聚接收点检测剩余信号传感器采集模块的状态；
步骤7：根据系统状态检测周期间隔执行步骤6；
作为优选，步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)序号分别为：
(1,2,...,N)
步骤1中所述剩余RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号构建RSSI信号强度序列为：
其中，i(1≤i≤N)为步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中选择作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块序号，Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)为RSSI信号汇聚接收点接收剩余(N-1)个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号的RSSI信号传感器采集模块序号，k(k≥1)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的采集序号，为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第k(k≥1)次采集的信号强度；
作为优选，步骤2中所述智能通信方式为有线通信方式或者无线通信方式，所述通信模块(1)为有线通信模块或者无线通信模块；
作为优选，步骤3中所述采样周期为T，RSSI信号强度均值序列为：
其中，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第k(k≥1)次采集的信号强度，NS为采样周期T内的采样点数，t为采样周期的序号即第t次采样；
步骤3中所述检测基线阈值序列为：
其中，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的检测基线阈值，NT为连续多个采样周期的采样次数；
作为优选，步骤5中所述状态检测周期为TD，所述RSSI信号强度矩阵为：
其中，RSSI信号强度矩阵中行向量为RSSI信号强度序列，ND为状态检测周期内采样点数，状态检测周期内RSSI信号强度矩阵每个元素为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第kD(1≤kD≤ND)次采集的信号强度；
步骤5中所述RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列为：
其中，为RSSI信号强度矩阵中第j(1≤j≤N-1)列向量的RSSI信号强度最大值；
RSSI信号强度差值序列为：
Di＝|Dec maxi|-|SEwi
其中，SEwi为步骤4中所述检测基线阈值序列，RSSI信号强度差值序列中Di(j)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的RSSI信号强度差值；
判定RSSI信号传感器采集模块的状态为：
若Di(j)＞α，则RSSI信号传感器采集模块为异物离开状态；
若Di(j)＜β，则RSSI信号传感器采集模块为异物进入状态；
若β≤Di(j)≤α且则RSSI信号传感器采集模块为异物停留状态；
若β≤Di(j)≤α且则RSSI信号传感器采集模块为无异物经过安全状态；
作为优选，所述步骤7中系统状态检测周期为Tsystem执行步骤6。
与现有技术相比，本发明具有轻量、节省、便于操作、易于维护、产生数据量小、在监控环境已有信号收发设备覆盖的情况下可不额外增设专用发射天线以及无线传感设备的特点；可与其他系统进行数据对接，来扩展丰富的功能，提供最佳的用户体验。
附图说明
图1：本发明装置的系统结构示意图；
图2：本发明方法的控制流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1-图2，本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统，其特征在于，包括：通信模块(1)、IOCP服务器(2)、第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)；所述通信模块(1)与所述IOCP服务器(2)通过导线连接；所述通信模块(1)分别与所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)通过导线连接或者无线通信方式连接。
其中，所述通信模块(1)用于IOCP服务器(2)分别与所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)之间的通信，用于接收所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)的RSSI信号强度；所述IOCP服务器(2)用于执行本发明的方法所采用的实施方案；所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)用于检测RSSI信号强度，并用于将RSSI信号强度通过有线通信或者无线通信方式传输至所述通信模块(1)。
本发明的实施例中所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)一共采用10个智能手机，所述通信模块(1)采用GSM无线通信模块。
请见图2，本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于RSSI信号检测的智能安防监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：从第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中任意选择一个RSSI信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点，RSSI信号汇聚接收点接收剩余RSSI信号传感器采集模块中每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度，通过每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度构建RSSI信号强度序列；
步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-AP10)序号分别为：
(1,2,...,10)
步骤1中所述剩余RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号构建RSSI信号强度序列为：
其中，N＝10，i(1≤i≤N)为步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中选择作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块序号，Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)为RSSI信号汇聚接收点接收剩余(N-1)个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号的RSSI信号传感器采集模块序号，k(k≥1)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的采集序号，为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第k(k≥1)次采集的信号强度；
步骤2：步骤1中所述RSSI信号汇聚接收点将RSSI信号强度序列通过智能通信方式传输至通信模块(1)，通信模块(1)接收RSSI信号强度序列并传输至IOCP服务器(2)；
步骤2中所述智能通信方式为有线通信方式或者无线通信方式，所述通信模块(1)为有线通信模块或者无线通信模块；
步骤3：IOCP服务器(2)在第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)均处于无异物经过安全状态时，计算采样周期内RSSI信号强度均值序列，并根据连续多个采样周期内RSSI信号强度均值序列计算检测基线阈值序列；
步骤3中所述采样周期为T＝5，RSSI信号强度均值序列为：
其中，N＝10，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第k(k≥1)次采集的信号强度，NS＝300为采样周期T＝5内的采样点数，t为采样周期的序号即第t次采样；
步骤3中所述检测基线阈值序列为：
其中，N＝10，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的检测基线阈值，NT＝10为连续多个采样周期的采样次数；
步骤4：重复步骤1至步骤3，直到第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)每一个信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点均获得检测基线阈值序列；
步骤5：根据步骤1构建RSSI信号强度序列，根据步骤2及步骤3通过状态检测周期内RSSI信号强度序列构建RSSI信号强度矩阵，通过RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列与步骤4中所述检测基线阈值序列构建RSSI信号强度差值序列，根据RSSI信号强度差值序列判定RSSI信号传感器采集模块的状态；
步骤5中所述状态检测周期为TD＝5，所述RSSI信号强度矩阵为：
其中，N＝10，RSSI信号强度矩阵中行向量为RSSI信号强度序列，ND＝300为状态检测周期内采样点数，状态检测周期内RSSI信号强度矩阵每个元素为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号第kD(1≤kD≤ND)次采集的信号强度；
步骤5中所述RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列为：
其中，N＝10，为RSSI信号强度矩阵中第j(1≤j≤N-1)列向量的RSSI信号强度最大值；
RSSI信号强度差值序列为：
Di＝|Dec maxi|-|SEwi
其中，N＝10，SEwi为步骤4中所述检测基线阈值序列，RSSI信号强度差值序列中Di(j)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块信号的RSSI信号强度差值；
判定RSSI信号传感器采集模块的状态为：
若Di(j)＞5，则RSSI信号传感器采集模块为异物离开状态；
若Di(j)＜-5，则RSSI信号传感器采集模块为异物进入状态；
若-5≤Di(j)≤5且则RSSI信号传感器采集模块为异物停留状态；
若-5≤Di(j)≤5且则RSSI信号传感器采集模块为无异物经过安全状态；
步骤6：重复步骤5至第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-AP10)每一个信号传感器采集模块均作为RSSI信号汇聚接收点检测剩余信号传感器采集模块的状态；
步骤7：根据系统状态检测周期间隔执行步骤6；
所述步骤7中系统状态检测周期为Tsystem＝1间隔执行步骤6。
尽管本文较多地使用了通信模块(1)、IOCP服务器(2)、第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (3)

1.一种基于RSSI信号检测的智能安防监测系统及方法，其特征在于：包括通信模块(1)、IOCP服务器(2)、第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)；
所述通信模块(1)与所述IOCP服务器(2)通过导线连接；所述通信模块(1)分别与所述的第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)通过导线连接或者无线通信方式连接。
2.一种利用权利要求1所述的基于RSSI信号检测的智能安防监测系统进行基于RSSI信号检测的智能安防监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：从第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中任意选择一个RSSI信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点，RSSI信号汇聚接收点接收剩余RSSI信号传感器采集模块中每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度，通过每一个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号强度构建RSSI信号强度序列；
步骤2：步骤1中所述RSSI信号汇聚接收点将RSSI信号强度序列通过智能通信方式传输至通信模块(1)，通信模块(1)接收RSSI信号强度序列并传输至IOCP服务器(2)；
步骤3：IOCP服务器(2)在第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)均处于无异物经过安全状态时，计算采样周期内RSSI信号强度均值序列，并根据连续多个采样周期内RSSI信号强度均值序列计算检测基线阈值序列；
步骤4：重复步骤1至步骤3，直到第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)每一个信号传感器采集模块作为RSSI信号汇聚接收点均获得检测基线阈值序列；
步骤5：根据步骤1构建RSSI信号强度序列，根据步骤2及步骤3通过状态检测周期内RSSI信号强度序列构建RSSI信号强度矩阵，通过RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列与步骤4中所述检测基线阈值序列构建RSSI信号强度差值序列，根据RSSI信号强度差值序列判定RSSI信号传感器采集模块的状态；
步骤6：重复步骤5至第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)每一个信号传感器采集模块均作为RSSI信号汇聚接收点检测剩余信号传感器采集模块的状态；
步骤7：根据系统状态检测周期间隔执行步骤6。
3.根据权利要求2所述的基于RSSI信号检测的智能安防监测方法，其特征在于：步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)序号分别为：
(1,2,...,N)
步骤1中所述剩余RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号构建RSSI信号强度序列为：
其中，i(1≤i≤N)为步骤1中所述第一RSSI信号传感器采集模块至最后一个RSSI信号传感器采集模块(AP1-APN)中选择作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块序号，Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)为RSSI信号汇聚接收点接收剩余(N-1)个RSSI信号传感器采集模块发送的RSSI信号的RSSI信号传感器采集模块序号，k(k≥1)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号的采集序号，为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号第k(k≥1)次采集的信号强度；
步骤2中所述智能通信方式为有线通信方式或者无线通信方式，所述通信模块(1)为有线通信模块或者无线通信模块；
步骤3中所述采样周期为T，RSSI信号强度均值序列为：
其中，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号第k(k≥1)次采集的信号强度，NS为采样周期T内的采样点数，t为采样周期的序号即第t次采样；
步骤3中所述检测基线阈值序列为：
其中，为步骤1中所述作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号的检测基线阈值，NT为连续多个采样周期的采样次数；
步骤5中所述状态检测周期为TD，所述RSSI信号强度矩阵为：
其中，RSSI信号强度矩阵中行向量为RSSI信号强度序列，ND为状态检测周期内采样点数，状态检测周期内RSSI信号强度矩阵每个元素为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号第kD(1≤kD≤ND)次采集的信号强度；
步骤5中所述RSSI信号强度矩阵中列向量最大值序列为：
其中，为RSSI信号强度矩阵中第j(1≤j≤N-1)列向量的RSSI信号强度最大值；
RSSI信号强度差值序列为：
Di＝|Decmaxi|-|SEwi|
其中，SEwi为步骤4中所述检测基线阈值序列，RSSI信号强度差值序列中Di(j)为作为RSSI信号汇聚接收点的RSSI信号传感器采集模块(APi)接收第Fj(1≤j≤N-1,1≤Fj≤N-1,Fj≠i)个RSSI信号传感器采集模块RSSI信号的RSSI信号强度差值；
判定RSSI信号传感器采集模块的状态为：
若Di(j)＞α，则RSSI信号传感器采集模块为异物离开状态；
若Di(j)＜β，则RSSI信号传感器采集模块为异物进入状态；
若β≤Di(j)≤α且则RSSI信号传感器采集模块为异物停留状态；
若β≤Di(j)≤α且则RSSI信号传感器采集模块为无异物经过安全状态；
所述步骤7中系统状态检测周期为Tsystem执行步骤6。
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