CN115410325B - 一种基于无人机的安防巡防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的安防巡防系统，包括安防监控系统、无人机以及安保人员的手持设备，其安防监控系统包括监控主机、分控单元以及可编码红外通讯组件；其分控单元为多组，设置于不同的待监控区域，以监测待监控区域的环境状态并判断是否存在安全威胁；可编码红外通讯组件对应设置于外墙墙面上，与所述分控主机通讯连接，通过红外线与无人机通讯连接；所述无人机与所述监控主机保持在线通讯；所述手持设备与所述监控主机保持在线通讯，并与分控主机通过RFID标签接触通讯。本发明能借助无人机作为媒介实现社区安防的自动运行和巡防作业，其能有效减少安防人员的工作量，提高社区安全性和对安全隐患的处理能力。

Description

一种基于无人机的安防巡防系统

技术领域

本发明涉及用于智能安防监控技术领域，具体涉及一种基于无人机的安防巡防系统。

背景技术

随着城市化及经济的进程发展，城市社区以及企业的规模越来越大，对于社区及企业工业园区内部的日常安防提出了更高的要求，目前，社区及企业工业园区的日常安防使用的安防措施主要为基于监控摄像头的自动化安防系统以及社区巡防机制。其中，基于监控摄像头的自动化安防系统在安防监控过程的滞后性，在问题发生之初通常难于发觉，而通常是在发生问题后调取录像或者相关数据，难以控制现行犯罪或者处理安全隐患。

基于上述原因，社区及企业工业园区巡防机制作为安防的一个重要组成部分，其主要通过安保人员在特定巡更点之间进行移动来进行巡视完成，其作为社区安防的一个重要组成部分，巡防机制下的安保人员能对现场不利环境进行快速干预和随手处理，并能在紧急事故和非法刑事案件发生或者即将发生时及时采取措施并与有关部门进行联系和说明，因而在社区及企业工业园区安防系统中具有不可替代性。但现有的社区及企业工业园区巡防主要人力来实现，对于社区及企业规模的增大，其需要额外增加大量的人力物力，也会使得完成一次巡防需要的时间会更长；另外，在人力巡防的过程中，连续的上下楼和活动也容易出现疏忽和懈怠，考勤难度大，监督考核难，不能有效的提高巡逻工作人员的责任心、积极性；另外，在出现安全隐患的状态下，高层建筑中的电梯常处于不可用状态，人力巡防确认难度大并具有安全隐患。

随着智能化技术的快速发展，很多智慧社区及智慧园区中都开始采用巡防机器人来代替安保巡逻人员，来对社区进行巡视防护，但现有技术中的巡防机器人多为地面走行结构，只适合于在低楼层的平房区域或者厂区进行巡防作业，且现有的巡防机器人，功能也局限在监控和预警提示方面，这对于协助或者辅助安保人员的工作来说还远远不够。市面上也有一些采用无人机等可操作性飞行器作为媒介进行辅助巡防的，但是这一类的安防无人机通常是单独作业，普遍存在结构功能单一的问题，不能实现与其他安防系统的共享互通，相应的资源也不能进行整合和共享，难以形成覆盖面广、有机联动的社区防控体系。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于无人机的安防巡防系统，以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于无人机的安防巡防系统，基于安防监控系统、无人机以及安保人员的手持设备：

所述安防监控系统包括监控主机、分控单元以及可编码红外通讯组件；所述分控单元包括多组，对应安装在对应待监控区域，分控单元包括分控主机，分控主机与用于监控对应待监控区域环境状态的监控部件通讯连接，分控主机根据所述监控部件的数据确定待监控区域的环境状态，并判断是否存在安全威胁；所述可编码红外通讯组件设置于对应待监控区域的外墙墙面上，并能与所述分控主机通讯连接；

所述可编码红外通讯组件还包括红外线发光二极管以及信号转换单元，可编码红外通讯组件通过将脉冲控制信号转换成红外线；所述无人机与分控单元通过可编码红外通讯组件进行指向通讯连接，以在无人机接近可编码红外通讯组件时并指向正确时通过红外线进行通讯，并读取分控单元的信息；

所述无人机与所述监控主机保持在线通讯；

所述手持设备与所述监控主机保持在线通讯，并与分控主机通过RFID标签接触通讯。

本发明的基于无人机的安防巡防系统，具体包括全时监控状态以及巡防状态两种工作状态：

全时监控状态：通过分控单元的监控部件对待监控区域的信息进行持续监控，用于获得监控部件的实时数据来实时监控待监控区域的当前环境数据，并通过硬盘存储数据或者在云端持续上传存储数据；

分控单元中的分控主机根据所述监控部件的数据确定待监控区域的环境状态，判断是否存在安全威胁，并将安全威胁分为高级安全威胁以及低级安全威胁，确定安全威胁后通过报警装置发送警报：

在高级安全威胁状态下，警报通过手持设备接触的方式解除；

在低级安全威胁状态下，警报通过无人机接近与可编码红外通讯组件建立通讯或者手持设备接触的方式解除；

巡防状态：安保人员操作无人机接近可编码红外通讯组件并与分控主机建立通讯，在通讯状态下，分控主机将监控部件的状态数据通过无人机向安保人员进行反馈，并在安保人员对应的手持设备上进行显示，安保人员在手持设备上顺序确认后完成单点巡防；

重复循环上述操作步骤，直至完成预定任务点的巡防作业。

作为进一步限定，所述监控主机与上级安全平台进行通讯连接，所述上级安全平台为公安局监控中心、办事处社区监控中心、城区派出所监控中心、火警监控中心中的一种或者几种。

作为进一步限定，所述监控部件包括摄像头、拾音器、温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器中的一种或者组合。

作为进一步限定，分控单元判断是否存在安全威胁的方式为阈值法：通过监控主机或者分控主机设定不同等级的阈值，当对应监控部件数据达到或者超过设定的阈值时即判定对应的环境参数处于对应等级的安全威胁状态。

作为进一步限定，所述报警装置为声光报警装置。

作为进一步限定，巡防状态下，安保人员通过无人机以及手持设备与监控主机保持通讯，并获得通讯以及告警权限。

有益效果：本发明公开的一种基于无人机的安防巡防系统将无人机技术与传统的安防监控系统进行整合，其通过在安防监控系统中的不同待监控区域设置节点来通过分控单元进行监控区域的实时监测；同时通过无人机模拟人工进行巡防，并在巡防过程中通过对分控单元的数据进行实时读取来模拟真人巡防，减少安保人员活动量的同时通过电子数据的交互来提高安保人员的责任心，并保证巡防效果，且尤其适合于具有较高居住密度的高楼层小区；大型的工业园区，同时，能有效配合安防监控系统的交互来进行协同作业，来实现相应数据资源的整合和共享以形成覆盖面广、有机联动的社区及企业防控体系。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。

其中：1、第一摄像头；2、第二摄像头；3、烟雾浓度传感器；4、温度传感器；5、拾音器；6、分控主机；7、可编码红外通讯组件；8、无人机；9、监控主机；10、手持设备。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例仅仅是本发明实施例的一部分，而代表全部实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语是用于区别类似的对象，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元。

图1的实施例公开的一种基于无人机的安防巡防系统的实施例，该实施例的安防巡防系统设置于具有多栋高层建筑物的住宅社区中，其每栋高层建筑物的格局一致，为一梯两户格局，安防巡防系统用于为该社区提供安防服务。

在传统的巡防模式下，该社区的智能化安防系统具有滞后性，不能及时发现安全隐患，同时对于一些隐蔽性的安全隐患，安防系统的防范效果较差。而在进行巡防作业时，安防人员需要在乘坐电梯的情况下进行每层停留，影响电梯的正常使用和住户的体验，或者是经由步梯进行爬楼，对安防人员的体力要求较高，非常不方便。

而本实施例的安防巡防系统包括多组独立的分控单元，其设置方式为每层设置一组，每组分控单元中均包括朝向该层第一住户门庭的第一摄像头1、朝向该层第二住户门庭的第二摄像头2、用于监测该层区域环境参数的的烟雾浓度传感器3、温度传感器4以及用于拾取声音强度大于50dB声音的拾音器5，其第一摄像头1以及第二摄像头2均具有动态捕捉功能，而拾音器5的拾取音量强度阈值可以调节。

同时，在对应楼层的靠外墙内侧还设置有一个分控主机6，该分控主机6与第一摄像头1、第二摄像头2、烟雾浓度传感器3、温度传感器4以及拾音器5通讯连接并实时获得第一摄像头1、第二摄像头2、烟雾浓度传感器3、温度传感器4以及拾音器5的数据，并将这些数据上传并存储到云端服务器，而第一摄像头1、第二摄像头2也会与监控主机9进行同步，并方便监控主机9实时切换并进行查看。

而在对应楼层的靠外墙外侧对应设置有一个可编码红外通讯组件7，该可编码红外通讯组件7主要作为一个通讯元件来将分控主机6与巡防用的无人机8进行通讯连接，安防人员能通过操作无人机8接近可编码红外通讯组件7来通过可编码红外通讯组件7连接分控主机6并实现通讯来实时获得对应分控主机6的数据，这种操作方式模拟了人工巡防的打卡操作方式以获取对应分控主机6上对应第一摄像头1、第二摄像头2、烟雾浓度传感器3、温度传感器4以及拾音器5上的实时状态，其第一摄像头1、第二摄像头2以及无人机上的摄像头用以模拟人工巡防的视觉，而烟雾浓度传感器3、温度传感器4以及拾音器5的对应模拟人工巡防的其他感官感觉；另外，无人机的摄像头还能在安防人员觉得不对劲时进一步调整位置和方向来更方便地进行观察。

在可编码红外通讯组件7与无人机8的匹配过程中，为了防止无人机8与对应的分控主机6出现误匹配，每个可编码红外通讯组件7均包括红外线发光二极管以及信号转换单元，不同层的可编码红外通讯组件7通过独立的信号转换单元将脉冲控制信号转换成红外线以达到类似于编码的效果，其使用状态类似于遥控器对电器的匹配，而匹配完成后的无人机8即可利用可编码红外通讯组件7完成与对应的分控主机6的匹配，并与分控主机6进行实时数据交互，来获得对应楼层的环境数据状态。

无人机8在使用时与监控主机9保持在线通讯，无人机8在对应获得相应的楼层的环境数据状态后，监控主机9端可直接获取数据信息，方便安保人员在监控室即可进行巡防操作，使得巡防作业更加方便快捷，安保人员也不需要爬楼和进入到对应的区域。

在本实施例中，监控主机9端的信息能够按需传输到对应的手持设备10上，以使得手持对应手持设备10的相关安防人员能够根据提示快速到位。

手持设备10和/或监控主机9在获得对应分控主机6的数据后需要进行确认才能进行下一个组分控单元的巡防，同时手持设备10和/或监控主机9在对应的分控主机6数据读取并确认后手持设备10和/或监控主机9也会进行记录，防止出现单个巡防点的重复巡防或者出现巡防点的漏巡情况。

而在本实施例中，利用红外进行匹配还能通过红外的距离限制效果有效提高无人机8的使用率，使得无人机8在接近时进行读取并获得数据以防止操作人员偷懒；而为了更方便安防人员进行操作，还可以在对应的可编码红外通讯组件7位置设置无人机平台来停放巡防的无人机8，以降低安防人员的操作难度，并方便长时间对某一分控主机6中的状态数据进行连续读取获得，如获取第一摄像头1或者第二摄像头2区域内的可疑人员信息等。

基于本实施例的安防巡防系统的上述工作特点，其包括全时监控状态以及巡防状态两种工作状态：

在全时监控状态下，其使用方式与自动化安防系统类似，系统处于自运行状态，其处于自运行状态下时通过分控单元中对应的第一摄像头1、第二摄像头2、烟雾浓度传感器3、温度传感器4、拾音器5来对环境数据进行持续收集以实现监控，监控过程中在云端持续上传存储数据。在全时监控状态下，分控主机6具有自分析能力，能够根据监控部件的数据确定待监控区域的环境状态判断是否存在安全威胁，并将安全威胁进行分级，其分级方式通过监控主机9设置阈值、或与非条件等方式实现，举例子如：

A、第一摄像头1或者第二摄像头2中出现连续活动图像并伴随连续超过50dB的噪音超过5S/10S。

B、烟雾浓度传感器3超过设定阈值/超过阈值30%。

C、温度传感器4超过阈值/超过阈值50%。

当满足对应预设的条件时，分控单元中的分控主机6判断存在安全威胁，并判定安全威胁为低级安全威胁/高级安全威胁，然后上传到云端，并在云端进行广播后在监控主机9端通过报警装置发送警报。

在高级安全威胁状态下，警报必须通过手持设备接触的方式解除，即安保人员必须带上手持设备10到现场查看并确定无危险后才能解除；而在低级安全威胁状态下，警报则可以通过无人机8接近与可编码红外通讯组件7建立通讯或者手持设备10接触的方式解除，即只要确认过无危险即可解除。

另外，在确保安全状态下，监控主机9也会与上级安全平台（如公安局监控中心、办事处社区监控中心、城区派出所监控中心、火警监控中心中的一种或者几种）进行通讯连接，以在对应的安全威胁无法解除时直接进行报警处理。

而在巡防状态，安保人员可以按照上述方式操作无人机8接近可编码红外通讯组件7并与分控主机6建立通讯，在通讯状态下，分控主机6将包括第一摄像头1、第二摄像头2、烟雾浓度传感器3、温度传感器4、拾音器5在内的监控部件的状态数据通过无人机8作桥向安保人员进行反馈，并在安保人员对应的手持设备10上进行显示，安保人员在手持设备10上顺序确认后完成单点巡防；

重复循环上述操作步骤，直至完成预定任务点的巡防作业。

在本实施例中，系统在全时监控状态下出现报警后强制进入巡防状态，而在该状态下安保人员通过无人机8以及手持设备10与监控主机9保持通讯，并获得通讯以及告警权限，以使得安保人员能够在现场获得处置权限，以尽快对安全隐患以及安全威胁进行处理。

在本实施例中，作为中介单元的无人机8可以为多个以实现更大规模场景的应用，多个无人机8通过监控主机9根据实际情况进行任务分配并设置权限，通过这种任务分配和权限设置，监控主机9可以通过分配的无人机8任务单了解安保人员对应无人机8的任务单以及完成进度，可以有效防止安保人员在巡防过程中偷懒或者出现走过场的情况，并方便管理人员进行复查。

在其他的实施例中，也可以在监控主机9中对内置控制芯片的无人机8进行编程，来对无人机8的路径进行自动化编程，来使得无人机8巡防状态能够定时自动化实现，而相关安保人员在无人机8巡防完成后顺次对不同的巡防点状态进行依次确认来进一步提高自由度和可操作性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，包括安防监控系统、无人机以及安保人员的手持设备：

所述安防监控系统包括监控主机、分控单元以及可编码红外通讯组件；所述分控单元包括多组，对应安装在对应待监控区域，分控单元包括分控主机，分控主机与用于监控对应待监控区域环境状态的监控部件通讯连接，分控主机根据所述监控部件的数据确定待监控区域的环境状态，并判断是否存在安全威胁；所述可编码红外通讯组件设置于对应待监控区域的外墙墙面上，并能与所述分控主机通讯连接；

所述可编码红外通讯组件还包括红外线发光二极管以及信号转换单元，可编码红外通讯组件通过将脉冲控制信号转换成红外线；所述无人机与分控单元通过可编码红外通讯组件进行指向通讯连接，以在无人机接近可编码红外通讯组件时并指向正确时通过红外线进行通讯，并读取分控单元的信息；

所述无人机与所述监控主机保持在线通讯；

所述手持设备与所述监控主机保持在线通讯，并与分控主机通过RFID标签接触通讯；

基于无人机的社区安防巡防系统包括全时监控状态以及巡防状态两种工作状态：

全时监控状态：通过分控单元的监控部件对待监控区域的信息进行持续监控，用于获得监控部件的实时数据来实时监控待监控区域的当前环境数据，并通过硬盘存储数据或者在云端持续上传存储数据；

分控单元中的分控主机根据所述监控部件的数据确定待监控区域的环境状态，判断是否存在安全威胁，并将安全威胁分为高级安全威胁以及低级安全威胁，确定安全威胁后通过报警装置发送警报：

在高级安全威胁状态下，警报通过手持设备接触的方式解除；

在低级安全威胁状态下，警报通过无人机接近与可编码红外通讯组件建立通讯或者手持设备接触的方式解除；

巡防状态：安保人员操作无人机接近可编码红外通讯组件并与分控主机建立通讯，在通讯状态下，分控主机将监控部件的状态数据通过无人机向安保人员进行反馈，并在安保人员对应的手持设备上进行显示，安保人员在手持设备上顺序确认后完成单点巡防；

重复循环上述操作步骤，直至完成预定任务点的巡防作业。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，所述监控主机与上级安全平台进行通讯连接，所述上级安全平台为公安局监控中心、办事处社区监控中心、城区派出所监控中心、火警监控中心中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，所述监控部件包括摄像头、拾音器、温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器中的一种或者组合。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，分控单元判断是否存在安全威胁的方式为阈值法：通过监控主机或者分控主机设定不同等级的阈值，当对应监控部件数据达到或者超过设定的阈值时即判定对应的环境参数处于对应等级的安全威胁状态。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，所述报警装置为声光报警装置。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的社区安防巡防系统，其特征在于，巡防状态下，安保人员通过无人机以及手持设备与监控主机保持通讯，并获得通讯以及告警权限。

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