CN111800617A - 一种基于物联网的智能安防系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的智能安防系统，该系统包括：社区环境安防子系统、家居环境安防子系统、门禁管控子系统和远程监控终端。设置社区环境安防子系统，能够实现对社区全方位监控，当遇到非法人员进入到监测区域时，可以进行准确定位并通过远程监控终端告知社区管理人员，保证社区环境安全；设置家居环境安防子系统，能够对社区内各住户的家居环境进行安全监测，并在家居环境不安全时，一方面通过报警单元进行报警，另一方面也会发送报警信息至远程监控终端和用户终端，不仅能够使安保人员及时赶到，也能够让住户通过用户终端了解到情况，以便及时应对；设置门禁管控子系统，可以对进出社区人员的身份进行管理，保障社区内住户安全。
Description
技术领域
本发明涉及安防系统技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能安防系统。
背景技术
随着科技技术的快速发展，智能化安防技术的发展已取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，智能安防当前面临新的发展契机，由于数字化智能安防行业的特殊性，国家对智能安防产业的发展一直都给于政策上的鼓励，为了解决企业和住宅小区的安全防范问题，智能安防装置是十分必要的。
现有的智能安防系统大多只提供与单一的家庭或者单一的设备，无法将各个设备联系起来，由于社区面积过大，在日常管理过程中难免会有遗漏的角落，当人们遇到危险的时候无法确定位置，难以进行及时救援。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于物联网的智能安防系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：一种基于物联网的智能安防系统，该智能安防系统包括：社区环境安防子系统、家居环境安防子系统、门禁管控子系统和远程监控终端，其中，所述社区环境安防子系统、家居环境安防子系统、门禁管控子系统均与所述远程监控终端通讯连接；
所述社区环境安防子系统包括：摄像模块、图像分析模块和第一输出模块，所述摄像模块设置有多个，其分别安装在社区的各个角落，其用于采集各自监测区域内的视频图像，并将采集的视频图像发送至所述图像分析模块；所述图像分析模块，用于对接收到的视频图像进行处理，分析各监测区域环境是否安全，并在分析结果显示监测区域不安全时，经由第一输出模块输出该分析结果以及对应的不安全监测区域的视频图像至所述远程监控终端；
所述家居环境安防子系统包括：部署在小区各住宅内的家居环境安防模块，其中每个所述的家居环境安防模块携带有所在住宅的身份标签；所述家居环境安防模块包括：家居环境数据采集单元、家居环境分析单元、报警单元、第二输出单元和用户终端；所述家居环境数据采集单元包括：多个传感器监测节点和基站设备，多个所述传感器监测节点用于采集所在位置的家居环境参数，并将采集的家居环境参数发送至所述基站设备，所述基站设备汇聚各所述传感器监测节点采集的家居环境参数，经压缩处理后转发至所述家居环境分析单元；所述家居环境分析单元，用于基于接收到的家居环境参数，对该住宅内的家居环境安全与否进行判断，并在判断结果显示不安全时驱动所述报警单元进行报警，同时经所述第二输出单元将该判断结果输出至所述远程监控终端和用户终端；
所述门禁管控子系统包括：身份识别模块和门禁设备；其中，所述身份识别模块设置在所述门禁设备内。
在一种可选的实施方式中，所述传感器监测节点包括：烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或者多种。
在一种可选的实施方式中，所述摄像模块为高清摄像头。
在一种可选的实施方式中，所述图像分析模块包括：人员检测单元、筛选单元、图像处理单元、特征提取单元和安全分析单元；
所述人员检测单元，用于根据预设的人体形态模型以及采集的视频图像，判断监测区域内是否有人员闯入，若有人员闯入，则将包含有该人员的视频图像转发至所述筛选单元；
所述筛选单元，用于对接收到的视频图像进行人脸检测，筛选出包含有人脸区域的目标图像；
所述图像处理单元，用于对所述目标图像进行处理；
所述特征提取单元，用于从处理后的目标图像中提取表征该目标图像中人员身份的人脸特征数据；
所述安全分析单元，用于基于提取到的人脸特征数据和预存的社区人员的人脸特征数据进行比对，若比对结果显示该人员非社区人员，则表明该监测区域环境不安全。
在一种可选的实施方式中，所述身份识别模块包括：指纹采集单元、指纹处理单元、特征提取单元、身份识别单元、报警单元和第三输出单元；
所述指纹采集单元，用于获取进入社区人员的指纹图像；
所述指纹处理单元，用于对所述指纹图像作降噪、分割处理；
所述特征提取单元，用于从处理后的指纹图像中提取表征进入社区人员身份的指纹特征数据；
所述身份识别单元，用于根据提取到的指纹特征数据和预存的有开门权限人员的指纹特征数据，对进入社区人员的身份进行识别，若识别成功，则驱动门禁设备开启，反之，则驱动报警单元进行报警，同时经所述第三输出单元将识别结果输出至所述远程监控终端。
在一种可选的实施方式中，所述远程监控终端设在社区内的物业管理处或者安保室。
本发明的有益效果为：
(1)设置社区环境安防子系统，能够实现对社区全方位监控，当遇到非法人员进入到监测区域时，可以进行准确定位并通过远程监控终端告知社区管理人员，保证社区环境安全；
(2)设置家居环境安防子系统，能够对社区内各住户的家居环境进行安全监测，并在家居环境不安全时，一方面通过报警单元进行报警，另一方面也会发送报警信息至远程监控终端和用户终端，不仅能够使安保人员及时赶到，也能够让住户通过用户终端了解到情况，以便及时应对；
(3)设置门禁管控子系统，可以对进出社区人员的身份进行管理，防止陌生人员进入社区内，保障社区内住户安全。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的智能安防系统的框架结构图；
图2是本发明实施例提供的社区环境安防子系统的框架结构图；
图3是本发明实施例提供的家居环境安防模块的框架结构图；
图4是本发明实施例提供的图像分析模块的框架结构图；
图5是本发明实施例提供的身份识别模块的框架结构图。
附图标记：社区环境安防子系统1、家居环境安防子系统2、门禁管控子系统3、远程监控终端4、摄像模块11、图像分析模块12、第一输出模块13、家居环境安防模块20、家居环境数据采集单元21、家居环境分析单元22、报警单元23、第二输出单元24、用户终端25、人员检测单元121、筛选单元122、图像处理单元123、特征提取单元124、安全分析单元125、身份识别模块30、指纹采集单元31、指纹处理单元32、特征提取单元33、身份识别单元34、报警单元35、第三输出单元36。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
图1示出了一种基于物联网的智能安防系统，该智能安防系统包括：社区环境安防子系统1、家居环境安防子系统2、门禁管控子系统3和远程监控终端4，其中，所述社区环境安防子系统1、家居环境安防子系统2、门禁管控子系统3均与所述远程监控终端4通讯连接。
参见图2，所述社区环境安防子系统1包括：摄像模块11、图像分析模块12和第一输出模块13。其中，摄像模块11设置有多个，其分别安装在社区的各个角落，其用于采集各监测区域内的视频图像，并将采集的视频图像发送至图像分析模块12。在社区的各个角落安装摄像模块11，能够实现对社区的全方位覆盖，实现对社区全方位的监控。图像分析模块12用于对接收到的视频图像进行处理，分析各监测区域环境是否安全，并在分析结果显示监测区域不安全时，经由第一输出模块13输出该分析结果以及对应的不安全监测区域的视频图像至所述远程监控终端4。设置社区环境安防子系统1，能够实现对社区全方位监控，当遇到非法人员进入到监测区域时，可以进行准确定位并通过远程监控终端告知社区管理人员，保证社区环境安全。
优选地，摄像模块11为高清摄像头。
所述家居环境安防子系统2包括：部署在小区各住宅内的家居环境安防模块20，其中每个家居环境安防模块20都携带有所在住宅的身份标签，所述身份标签包括：住宅的门牌号、业主身份信息、业主联系方式等；其中，参见图3，家居环境安防模块20包括：家居环境数据采集单元21、家居环境分析单元22、报警单元23、第二输出单元24和用户终端25。家居环境数据采集单元21包括：多个传感器监测节点和基站设备，多个传感器监测节点用于采集所在位置的家居环境参数，并将采集的家居环境参数发送至基站设备，基站设备汇聚各传感器监测节点采集的家居环境参数，经压缩处理后转发至家居环境分析单元22；家居环境分析单元22，用于基于接收到的家居环境参数，对该住宅内的家居环境安全与否进行判断，并在判断结果显示不安全时驱动报警单元23进行报警，同时经第二输出单元24将该判断结果分别发送至远程监控终端4和用户终端25。设置家居环境安防子系统2，能够对社区内各住户的家居环境进行安全监测，并在家居环境不安全时，一方面通过报警单元23进行报警，另一方面也会发送报警信息至远程监控终端4和用户终端25，不仅能够使安保人员及时赶到，也能够让住户通过用户终端了解到情况，以便及时应对。
在一种可选的实施方式中，传感器监测节点包括：烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或者多种。所述的对该住宅内的家居环境安全与否进行判断，具体是，根据住宅内的传感器监测节点采集的家居环境参数，判断当前的家居环境参数是否超出预设的标准家居环境指标，若超出，则说明该住宅内的家居环境不安全。
参见图4，图像分析模块12包括：人员检测单元121、筛选单元122、图像处理单元123、特征提取单元124和安全分析单元125。
人员检测单元121，用于根据预设的人体形态模型以及采集的视频图像，判断监测区域内是否有人员闯入，若有人员闯入，则将包含有该人员的视频图像转发至筛选单元122；
筛选单元122，用于对接收到的视频图像进行人脸检测，筛选出包含有人脸区域的目标图像；
图像处理单元123，用于对所述目标图像进行处理，具体是对目标图像依次进行降噪、增强、图像分割操作，提取只包含人脸区域的子图像；
特征提取单元124，用于从处理后的目标图像(即子图像)中提取表征该目标图像中人员身份的人脸特征数据；
安全分析单元125，用于基于提取到的人脸特征数据和预存的社区人员的人脸特征数据进行比对，若比对结果显示该人员并非社区人员，则表明该监测区域环境不安全。
由于摄像模块本身拍照角度以及监测区域人员与摄像模块的摄像头位置关系的影响，很有可能在采集的视频图像中并没有人员的脸部图像，从而不利于对该人员的身份进行确认。因此，在上述实施例中，先通过人员检测单元121识别出进入到监测区域的人形，然后再将包含有该人员在内的视频图像发送到筛选单元122，由筛选单元122筛选出包含有该人员的人脸区域的目标图像，进而再有图像处理单元123和特征提取单元124做进一步处理，该过程能够剔除掉不符合要求的视频图像，使得后续只针对有人脸区域的目标图像作处理，提高了工作效率，减轻了该系统的工作负担。
在一种可选的实施方式中，所述的对目标图像依次进行降噪，具体是：
(1)对目标图像作灰度化处理；
(2)利用下方函数，计算灰度化后的目标图像中各像素点的的灰度值对应的隶属度值：
式中，ψp为像素点p灰度值对应的隶属度值，Gmax、Gmin分别为灰度化后的目标图像的最大灰度值和最小灰度值，Gp为像素点p的灰度值；
(3)基于得到的各像素点的的灰度值对应的隶属度值，利用下方调优函数，对灰度化后的目标图像中各像素点的灰度值进行调优，得到调优后的灰度值：
式中，G′p为调优后的像素点p的灰度值，ψth为预设的隶属度阈值，α为一可变的调控因子，其用于调控收敛的速率，其取值范围是[0，1]，max{A，B}代表取A和B两者中的最大值，min{A，B}代表取A和B两者中的最小值；
(3)将各像素点调优后的灰度值作为各像素点对应的新的灰度值，此时，各像素点构成的集合即为降噪后的目标图像。
采用上述方法对获取的人脸图像进行去噪处理，通过计算灰度化后的目标图像中各像素点灰度值对应的隶属度值，然后基于隶属度值与预设的隶属度阈值的大小关系，选择不同的调优函数对各像素点的灰度值进行调优操作，该过程能够实现对各像素点的自适应降噪处理，能够很好地保留该目标图像中的边缘与细节特征，提高了去噪效果，同时也有利于后续对人脸图像的面部信息特征值提取的准确性，提高了识别精度。
参见图5，所述门禁管控子系统3包括：身份识别模块30和门禁设备。其中，身份识别模块30设置在门禁设备内。所述身份识别模块30包括：指纹采集单元31、指纹处理单元32、特征提取单元33、身份识别单元34、报警单元35和第三输出单元36；
所述指纹采集单元31，用于获取进入社区人员的指纹图像；
所述指纹处理单元32，用于对所述指纹图像作降噪、分割处理；
所述特征提取单元33，用于从处理后的指纹图像中提取表征进入社区人员身份的指纹特征数据；
所述身份识别单元34，用于根据提取到的指纹特征数据和预存的有开门权限人员的指纹特征数据，对进入社区人员的身份进行识别，若识别成功，则驱动门禁设备开启，反之，则驱动报警单元35进行报警，同时经所述第三输出单元36将识别结果输出至所述远程监控终端4。
设置门禁管控子系统3，可以对进出社区人员的身份进行管理，防止陌生人员进入社区内，保障社区内住户安全。
在一种可选的实施方式中，远程监控终端设在社区内的物业管理处或者安保室。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种基于物联网的智能安防系统，其特征是，包括：社区环境安防子系统、家居环境安防子系统、门禁管控子系统和远程监控终端，其中，所述社区环境安防子系统、家居环境安防子系统、门禁管控子系统均与所述远程监控终端通讯连接；
所述社区环境安防子系统包括：摄像模块、图像分析模块和第一输出模块，所述摄像模块设置有多个，其分别安装在社区的各个角落，其用于采集各自监测区域内的视频图像，并将采集的视频图像发送至所述图像分析模块；所述图像分析模块，用于对接收到的视频图像进行处理，分析各监测区域环境是否安全，并在分析结果显示监测区域不安全时，经由第一输出模块输出该分析结果以及对应的不安全监测区域的视频图像至所述远程监控终端；
所述家居环境安防子系统包括：部署在小区各住宅内的家居环境安防模块，其中每个所述的家居环境安防模块携带有所在住宅的身份标签；所述家居环境安防模块包括：家居环境数据采集单元、家居环境分析单元、报警单元、第二输出单元和用户终端；所述家居环境数据采集单元包括：多个传感器监测节点和基站设备，多个所述传感器监测节点用于采集所在位置的家居环境参数，并将采集的家居环境参数发送至所述基站设备，所述基站设备汇聚各所述传感器监测节点采集的家居环境参数，经压缩处理后转发至所述家居环境分析单元；所述家居环境分析单元，用于基于接收到的家居环境参数，对该住宅内的家居环境安全与否进行判断，并在判断结果显示不安全时驱动所述报警单元进行报警，同时经所述第二输出单元将该判断结果输出至所述远程监控终端和用户终端；
所述门禁管控子系统包括：身份识别模块和门禁设备；其中，所述身份识别模块设置在所述门禁设备内。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能安防系统，其特征在于，所述传感器监测节点包括：烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能安防系统，其特征在于，所述摄像模块为高清摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能安防系统，其特征在于，所述图像分析模块包括：人员检测单元、筛选单元、图像处理单元、特征提取单元和安全分析单元；
所述人员检测单元，用于根据预设的人体形态模型以及采集的视频图像，判断监测区域内是否有人员闯入，若有人员闯入，则将包含有该人员的视频图像转发至所述筛选单元；
所述筛选单元，用于对接收到的视频图像进行人脸检测，筛选出包含有人脸区域的目标图像；
所述图像处理单元，用于对所述目标图像进行处理；
所述特征提取单元，用于从处理后的目标图像中提取表征该目标图像中人员身份的人脸特征数据；
所述安全分析单元，用于基于提取到的人脸特征数据和预存的社区人员的人脸特征数据进行比对，若比对结果显示该人员非社区人员，则表明该监测区域环境不安全。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能安防系统，其特征在于，所述身份识别模块包括：指纹采集单元、指纹处理单元、特征提取单元、身份识别单元、报警单元和第三输出单元；
所述指纹采集单元，用于获取进入社区人员的指纹图像；
所述指纹处理单元，用于对所述指纹图像作降噪、分割处理；
所述特征提取单元，用于从处理后的指纹图像中提取表征进入社区人员身份的指纹特征数据；
所述身份识别单元，用于根据提取到的指纹特征数据和预存的有开门权限人员的指纹特征数据，对进入社区人员的身份进行识别，若识别成功，则驱动门禁设备开启，反之，则驱动报警单元进行报警，同时经所述第三输出单元将识别结果输出至所述远程监控终端。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能安防系统，其特征在于，所述远程监控终端设在社区内的物业管理处或者安保室。
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