CN108765821A - 一种楼宇统一管理的智能防盗系统 - Google Patents

Abstract

一种楼宇统一管理的智能防盗系统，包括总主机、主机、从机、用户端；总主机安装于楼宇管理处，主机安装于一部分住户处，从机安装于每个住户处；总主机、主机、从机之间的连接模式为拓扑的树状结构；总主机包括主控芯片、屏幕、警报喇叭装置、蓝牙模块，主控芯片和屏幕、主控芯片和蓝牙模块、屏幕、警报喇叭装置电连接；主机包括主控芯片、屏幕、通讯模块、一个蓝牙模块，主控芯片和屏幕、通讯模块、蓝牙模块电连接；主机通过蓝牙模块和总主机、从机、其他主机无线连接；从机包括从机芯片、警报喇叭装置、人体红外检测模块、存储器、人脸识别装置、两个蓝牙模块。本发明具有管理方便、运营成本低、防盗效果好等优点。本发明属于智能防盗技术领域。

Description

一种楼宇统一管理的智能防盗系统

技术领域

本发明属于智能防盗技术领域，尤其涉及一种楼宇统一管理的智能防盗系统。

背景技术

门及门锁在充当将室内与室外隔绝作用的同时，也起到一定的防盗作用。由于目前盗窃频发，因此对于防盗的要求越来越高。目前，对门体防盗的改进主要区分为两方面，一是通过从门体材料和结构的改进来增强防盗能力，二是门磁卡、密码锁等技术相结合来增强防盗能力。对门体材料和结构的改进包括增加门的厚度、更换门的钢材材料、增加开关门的锁体复杂结构、增加门体的猫眼结构等，从而实现门体的防盗能力增强。密码锁等技术包括采用了钥匙、密码锁、门磁卡、报警器WIFI、手机短信、二十四小时监控摄像头等共同配合，做成不同的系统集成性的防盗系统产品，实现门体的防盗能力增强。但是以上针对防盗的改进还是存在不少缺点；对于前者，新闻曾经报道过锡纸开门事件，虽然门体结构、材料改进，但仍然被盗窃者3秒即可打开门锁，且打开门的手段并不需要太多专业知识；对于后者，管理存在疏漏，使得盗窃亦有机可趁，而且二十小时监控的摄像头容易泄露用户隐私。对于楼宇，为加强防盗，目前住户室内采用防盗锁摄像头监控等居多，且基本上是单一管理的，没有系统性统一管理，对于楼宇防盗的管理效果并不明显，因此明显不适合各楼宇有多名住户的需求。这时就需要一种造价便宜又方便统一管理的室内防盗系统来适应我们的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种楼宇统一管理的智能防盗系统。

一种楼宇统一管理的智能防盗系统，包括总主机、主机、从机、用户端；总主机安装于楼宇管理处，主机安装于一部分住户处，从机安装于每个住户处；总主机、主机、从机之间的连接模式为拓扑的树状结构；总主机包括主控芯片、屏幕、警报喇叭装置、一个蓝牙模块，主控芯片和屏幕、主控芯片和蓝牙模块、屏幕、警报喇叭装置电连接；主机包括主控芯片、屏幕、通讯模块、一个蓝牙模块，主控芯片和屏幕、通讯模块、蓝牙模块电连接；主机通过蓝牙模块和总主机、从机、其他主机无线连接；从机包括从机芯片、警报喇叭装置、人体红外检测模块、存储器、人脸识别装置、两个蓝牙模块，从机芯片和警报喇叭装置、蓝牙模块、人体红外检测模块、存储器、人脸识别装置电连接，从机整体安装于房门的后面，人脸识别装置的摄像头安装于房门的前面；从机通过一蓝牙模块和主机无线连接，通过另一蓝牙模块和用户端无线连接；用户端包括安装于用户终端上的手机客户端。

优选的，主机为多组，一组内的主机具有优先级别，优先级高的主机接收下一优先级主机的信息，优先级最高的主机将信息传递给总主机；并且，每一个主机又和多个从机组成一个小组，组内的从机向该组内的主机传递信息。

优选的，人脸识别模块使用深度卷积神经网络进行人脸识别；并使用以下开源库及模型：cudnn、Dlib、OpenCV、Theano、nolearn、VGG model。

优选的，总主机、主机的蓝牙模块采用hc-12模块。

优选的，主控芯片和从机芯片采用arduino、avr、stm32芯片中的一种。

优选的，主控芯片的IIC通信端口与OLED屏的IIC通信端口相连接；通讯模块由主控芯片通过串口通讯协议进行控制。

优选的，手机客户端包括手机APP、微信小程序。

优选的，从机还包括密码输入按键，密码输入按键和从机芯片电连接。

优选的，人体红外检测模块采用D-SUN人体感应模块。

本发明的优点：本系统设置有蓝牙开启防盗模式和通过手机APP连接网络远程开启防盗模式，这样既不怕网络不好，也不怕出门时忘记开启防盗系统，同时通过手机APP连接网络可以知道家里是否被解除了防盗状态和是否被盗；通过从机和主机的蓝牙连接，以及主机的通讯模块，当从机的人体红外检测模块检测到信号时，从机芯片开启被盗模式，并触发报警、通知用户处的主机，住户处的主机再通知楼宇管理处的总主机，并通过主机的屏幕显示，还用于观测主机系统运行是否正常，楼宇管理处的总主机的屏幕不但显示而且还会发出警报，再通过在住户处的主机的通讯模块打电话通知相应的住户，因此防盗性能好，运营成本低，管理方便；同时，本发明中蓝牙模块采用hc-12模块，因此能保持较远两设备之间通过蓝牙模块仍能连接并进行数据传输，并且蓝牙模块支持多对多的模式，因此能在实现一个主机和多个从机配合来管理一整层防盗的系统，此模式不用通过服务站来实现，因而系统可靠、信号稳定，提高了运营管理效率、降低了防盗管理的成本；本发明中采用人脸识别模块和键盘密码输入，因此能在误报警时，通过人脸识别模块进行识别或者键盘密码输入，以解除报警或者要进入屋内时解除防盗状态；本发明中的摄像头模块，能在被盗时对被盗房屋内进行摄像，因此即使发生被盗，也能留下证据，将损失降低到最低。

附图说明.

图1为本发明中总主机和主机的连接关系示意图。

图2为本发明中主机和从机的的连接关系示意图。

图3为本发明中从机的连接关系示意图。

图4为总主机的工作流程图。

图5为主机的工作流程图。

图6为从机的工作流程图。

图7为从机组件在房门前面的分布示意图。

图8为从机组件在房门后面的分布示意图。

图9为本发明中一种楼宇统一管理的智能防盗系统的拓扑结构树状结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的具体说明。

一种楼宇统一管理的智能防盗系统，它包括总主机、主机、从机、用户端，总主机安装于管理处，主机安装于一部分住户处，从机安装于各房间的房门上，用户端为各房间住户的手机客户端；各从机通过蓝牙模块和主机连接，用户端通过蓝牙模块和从机连接。主机上用于和从机通信的蓝牙模块使用多主多从模式的蓝牙模块，总主机和主机之间的连接也是使用多对多模式的蓝牙模块，且该蓝牙模块穿墙能力强。主控芯片和从机芯片可采用arduino、avr、stm32等芯片。总主机、主机、从机三者的连接模式为拓扑的树状结构，即：从机将信息传递给本组内的主机，离总主机较远的主机先将信息传递给离总主机较近的主机，再由离总主机较近的主机将接收到的信息传递给总主机。并且，主机与主机之间的传送是有组别的；如图9中的1、2为一组，3、4为一组；即是2将信息传递给1是有效的，但是传递给3是无效的；而且传递是有级别的，1的级别比2的大，1的被盗信息传递给2是无效的；只能低一级的主机传递给高一级的主机，传递可以参考图9。

总主机上设置有主控芯片、屏幕、一个蓝牙模块、警报喇叭装置，主控芯片和屏幕电连接，主控芯片一个蓝牙模块电连接。蓝牙模块用于收集来自于主机的各楼宇宿舍防盗信息。屏幕用于显示住户是否被盗的信息，以便楼宇管理者查看。屏幕使用IIC协议显示屏。通讯模块由主控芯片通过串口通讯协议进行控制的。主机设置于管理处，直接和电源进行连接。

主机上设置有主控芯片、屏幕、通讯模块、两个蓝牙模块，主控芯片和屏幕电连接，主控芯片和通讯模块、一个蓝牙模块电连接。通讯模块用于打电话通知被盗用户以及与用户的APP进行GPRS通信；蓝牙模块用于收集来自于从机及其他主机的各楼宇宿舍防盗信息。屏幕用于显示住户是否被盗的信息，以便楼宇管理者查看。屏幕使用IIC协议显示屏。通讯模块由主控芯片通过串口通讯协议进行控制的。主机设置于管理处，直接和电源进行连接。通讯模块采用sim900或者sim800系列。

从机包括从机芯片、摄像头模块、警报喇叭装置、蓝牙模块、人体红外检测模块、存储器、人脸识别模块，蓝牙模块为两个；从机芯片和摄像头模块、警报喇叭装置、蓝牙模块、人体红外检测模块、人脸识别模块、存储器电连接。从机上还设有人脸识别模块，人脸识别模块调用摄像头模块用于解除防盗状态或者当住户误操作引起报警时，如果是解除防盗状态警报喇叭装置发出几声；摄像头模块用于记录入侵时的室内情况；当楼宇宿舍被盗时，警报喇叭装置进行语音提醒；一蓝牙模块与手机连接，用于开启接收来自用户手机APP是否进入防盗状态的信息；另一蓝牙模块与主机连接，用于和主机进行数据传输。从机还包括密码输入按键，密码输入按键和从机芯片电连接。当住户误引起报警时，警报喇叭装置发出响声，这时用户也可以通过密码输入按键输入正确的密码，解除报警。从机是直接和电源进行连接的。

用户端包括用户的手机客户端，如手机APP或微信小程序等。手机客户端通过调用手机的蓝牙模块和从机、主机进行数据传输。

与主机连接的蓝牙模块采用hc-12模块；在空旷地带可达1000米，因此在各种高楼间一楼地面直线测试距离再折半是250米，虽然有少量死角，但是在室内则可以覆盖一栋楼。从机芯片的输入端口分别与人体红外检测模块的输出端口相连接。从机芯片的输出端口与警报喇叭的驱动端口连接。

如图4，为总主机的工作流程图。总主机启动后，先设置以完成初始化；总主机处于持续的工作状态，若总主机接收到主机传递过来的被盗信息，总主机的屏幕显示被盗房号，警报喇叭系统会响；若未接收到宿舍被盗信息，则总主机直接进入验证是否有房间解除被盗。当房间解除被盗，显示屏显示出被解除被盗状态的房号；之后总主机结束防盗状态进入初始状态；若没有宿舍解除被盗，则总主机进入初始状态。

如图5，为主机的工作流程图。主机启动后，先设置以完成初始化；主机处于持续的工作状态，若主机接收到其对应组内的从机或者和该主机一组的更低一级的主机传递过来的被盗信息，则主机将通过通讯模块打电话给对被盗住户，并将信息上传到云服务器，云服务器再将信息发送到用户的手机APP，并将信息传送给与该主机一组的更高一级的主机，如果它是最高的了，则直接传送给总主机，同时总主机的屏幕也显示被盗房号；若未接收到宿舍被盗信息，则主机直接进入验证是否有宿舍房间解除被盗或者防盗。当宿舍房间解除被盗，显示屏显示出被解除被盗状态的房号；当房间解除防盗，则将相关的房间号发送到云服务器，之后主机结束防盗状态进入初始状态；若没有宿舍解除被盗，则主机直接结束防盗状态进入初始状态。

如图6，为从机的工作流程图。从机启动后，先设置以完成初始化。先判断是否接收到开启防盗状态的信息，若接收到，进入下一流程，若无则继续判断；下一流程就是判断是否接收到解除防盗模式的信息，若无，则进入下一流程，若有则继续判断。下一流程就是判断是否有人入侵被盗，进入下一流程；若被盗，发送被盗宿舍房间号给主机，并发出警报声音，再进入下一流程；若无，则继续判断。下一流程就是判断是否接收到解除被盗信息，若有则将房间号给相应的主机，警报装置发出几声微响，若无，则继续判断，也即初始状态。同时，在从机中设置的用于和用户端进行连接的蓝牙模块，在接收到修改信息后，比如用户电话、密码等，则会通过从机芯片进行重新写入、储存。

本发明的防盗工作过程：在进入防盗状态后，当房门被打开时，从机的人体红外检测模块检测到人体红外信号，立即传输个高电平信号给从机芯片，从机芯片驱动警报喇叭发出警报，并马上通过蓝牙模块发送被盗房间号给主机，主机接收到信号后，马上传输给其同组的更高级的主机，之后再传输给楼宇管理处的总主机，各主机屏幕上显示出哪个楼宇宿舍被盗，并打电话给相关住户和通过GPRS将信息发给用户的手机APP。

对于数据交互方式，本系统使用蓝牙和GPRS实现数据的通信。各机蓝牙连接时，要进行以下几个步骤：

(1)初步检查，检查本机终端是否支持蓝牙，检查软件是否有蓝牙权限，检查本机终端是否打开了蓝牙，若满足以上条件进入第二步。

(2)扫描发现周围的蓝牙设备，通过广播接收的方式发现蓝牙设备。

(3)创建一个连接蓝牙的socket，绑定蓝牙连接的熟知UUID：00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB。

(4)最后通过蓝牙设备的物理地址和设备名称匹配该设备并进行连接，这样就可以与蓝牙设备进行数据通信了

GPRS实现数据的通信过程：

手机APP连接网络，将信息发送到指定的云服务器，云服务器再将信息发送到相应的主机，主机收到信息后，再通过蓝牙模块发送到对应的从机。

人脸识别模块主要使用深度卷积神经网络进行人脸识别，实现步骤如下：

(1)在本模块中使用若干个开源库以及模型，包括cudnn(gpu加速库)、Dlib(机器学习库)、OpenCV(计算机视觉库)、Theano(深度学习库)、nolearn(神经网络库)、VGG model(深度学习模型)，在开始编码前要先导入相应的库文件。

(2)在进行人脸识别之前首先要获取训练数据集，而为了解决多姿势、光照、表情等问题，本模块采用3DMM生成方法实现训练数据。从人脸数据库中选取若干数量图像作为3DMM的参数，最后聚合同一个体在不同表情、姿势等条件下生成的3DMM，获取个体的3DMM。

(3)对于数据集中的个体都有相应的在不同条件下的3DMM参数以及聚合后的参数，我们将该数据集用于训练模型，最终得到一个适应不同条件下的3DMM特征向量。

(4)最后根据训练后的3DMM特征向量获取输入图像的特征参数，当特征参数与系统已录入的某个体的特征参数匹配值达到一定程度时，可认为是同一个体。

人脸识别模块，用于解除警报信号和解除防盗状态。当由于误触时，产生警报信号时，用户可以通过在人脸识别模块进行人脸识别，如果人脸识别完成则警报喇叭不再响，主机的OLED屏幕显示出对应的被盗状态已解除。

从机上与手机APP通信的蓝牙模块，用于与用户的手机APP连接。用户离开楼宇宿舍时通过手机APP开启防盗状态，还可通过手机APP修改楼宇宿舍负责人电话号码、修改用户的关闭防盗状态所需的密码、修改解除警报信号所需的密码等操作。

从机与主机的通信，为了达到快速、准确，当主机接收其中一个从机的被盗报警信息时，会在十五秒内，会在屏幕上完成显示出哪个楼宇宿舍被盗和通过通讯模块打电话给被盗的住户。主机可以在这十五秒内接受到其它楼宇宿舍蓝牙发送出来的警报信息，并保存起来。而且同一个楼宇宿舍在半分钟内接收到两次或者两次以上的报警信息时，只报警一次。

上述实施例为发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：包括总主机、主机、从机、用户端；总主机安装于楼宇管理处，主机安装于一部分住户处，从机安装于每个住户处；总主机、主机、从机之间的连接模式为拓扑的树状结构；总主机包括主控芯片、屏幕、警报喇叭装置、一个蓝牙模块，主控芯片和屏幕、主控芯片和蓝牙模块、屏幕、警报喇叭装置电连接；主机包括主控芯片、屏幕、通讯模块、一个蓝牙模块，主控芯片和屏幕、通讯模块、蓝牙模块电连接；主机通过蓝牙模块和总主机、从机、其他主机无线连接；从机包括从机芯片、警报喇叭装置、人体红外检测模块、存储器、人脸识别装置、两个蓝牙模块，从机芯片和警报喇叭装置、蓝牙模块、人体红外检测模块、存储器、人脸识别装置电连接，从机整体安装于房门的后面，人脸识别装置的摄像头安装于房门的前面；从机通过一蓝牙模块和主机无线连接，通过另一蓝牙模块和用户端无线连接；用户端包括安装于用户终端上的手机客户端。

2.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：主机为多组，一组内的主机具有优先级别，优先级高的主机接收下一优先级主机的信息，优先级最高的主机将信息传递给总主机；并且，每一个主机又和多个从机组成一个小组，组内的从机向该组内的主机传递信息。

3.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：人脸识别模块使用深度卷积神经网络进行人脸识别；并使用以下开源库及模型：cudnn、Dlib、OpenCV、Theano、nolearn、VGG model。

4.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：总主机、主机的蓝牙模块采用hc-12模块。

5.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：主控芯片和从机芯片采用arduino、avr、stm32芯片中的一种。

6.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：主控芯片的IIC通信端口与OLED屏的IIC通信端口相连接；通讯模块由主控芯片通过串口通讯协议进行控制。

7.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：手机客户端包括手机APP、微信小程序。

8.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：从机还包括密码输入按键，密码输入按键和从机芯片电连接。

9.根据权利要求1所述一种楼宇统一管理的智能防盗系统，其特征在于：人体红外检测模块采用D-SUN人体感应模块。