物联网技术下的智能安防视频监控系统

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【摘要】自动化、智能化是视频监控技术发展的主流趋势。将物联网技术与传统安防监控有机结合，构建智能安防视频监控系统，具备探测感知、预警定位、实时反馈、智慧决策等一系列功能，该系统的推广使用，在维护公共场所安全、提升社会服务水平等方面发挥了重要价值。本文首先介绍了智能安防视频监控系统的组成架构和技术平台，随后重点分析了基于物联网技术的智能安防视频监控系统各种应用功能的实现方法，以及其中包含的RFID、云计算、传感器等核心技术。

【关键词】物联网；智能安防；视频监控系统；RFID技术

引言

传统的安防视频监控通常只有视频录制功能，安全防护具有明显的滞后性，实用性较差。将物联网技术应用到安全视频监控中，构建智能安防视频监控系统，能够集识别、定位、跟踪、监控、预警、管理等多种功能于一体，提高了安全防护的实时性，从而更好的发挥了保障公共领域安全的功能。从实际应用效果来看，智能安防视频监控系统可以精准、全面的识别监控范围内的人、物、环境的变化信息，然后利用大数据、AI等技术做出智能分析，从而实现对危险因素的有效识别、动态监管、自动报警，为安全管理提供了技术支持。随着“大智移云物”的成熟发展，未来智能安防视频监控系统的功能将会日益丰富，应用范围和使用效果也会进一步提升。

一、智能安防视频监控系统总体架构设计

该系统的组织结构主要分为三个模块，分别是传感器模块、传输网络模块和应用管理模块。其中：传感器模块的硬件组成是各种功能的传感元件，并且配合监控设备、门禁设备以及RFID系统等，共同组成了传感网络。不同类型的传感元件，可以捕捉声、光、电等信号，然后通过传输网络将其发送给控制终端。传输网络模块主要有2种功能，其一就是接收传感元件识别、采集到的信息，确保实时发送到控制终端；其二则是将控制终端下达的指令，实时传递到各个动作单元。例如将控制终端发送的报警信息，发送到蜂鸣器上，控制蜂鸣器发出警报，提醒相关人员做好安全防护工作。管理模块的核心设备是终端计算机，并且搭配有多种应用软件，可以实现数据信息的智能分析，并且根据分析结果，下达相应的控制指令，确保整个智能安防视频监控系统的顺利运行。

二、物联网技术的智能安防视频监控系统技术平台

该系统的稳定运行，以及预设功能的顺利实现，需要得到多种技术的支持。通过构建系统技术平台，将系统运行所需技术及其相应的软、硬件整合起来，方便进行调试和管理。其中，较为重要的技术有传感器技术、无线通信技术、人工智能（AI）技术、RFID技术、GPRS技术等等。简单来说，整个智能安防视频监控系统，可以看作是利用无线/有限通信网络，将多个功能性模块（如传感器模块、管理模块、应用模块等）连接起来，并基于XML、SOA等标准协议，搭建起来的管理平台。该平台以物联网技术为支撑，可以实现对人、物、场景动态变化信息的自动采集、精准识别、动态跟踪、智能报警等一系列功能，从而保障目标区域的安全。

三、基于物联网技术的智能安防视频监控系统应用功能实现

3.1智能物联网通信网关的功能实现

这部分功能的实现依赖于：应用系统平台数据接口子系统、传感数据分发子系统、内网处理子系统、传感网接口子系统、USB等外围设备接口。其中，应用系统平台数据接口子系统是处理物联网应用平台和网关的接口，能够发送和接收各种各样的传感数据，能够接受内网处理子系统的指令，同时以返回值的形式作出相应的响应，它是物联网和物联网应用平台的数据通道。而传感数据分发子系统，则主要用于分批次的将传感器获得数据发送给控制终端。这是因为传感器获取的海量化信息，一次性发送会对传输网络造成较大的运行负荷，甚至有可能引起网络拥堵而导致信息传输严重延时。因此，通过建立多个传感数据传输通道，可以分担传输网络的运行压力，也能够提高系统即时响应的速率。

3.2视频监控服务子系统的功能实现

远程操控、实时互动也是该系统的应用优势之一，要想实现这一功能，需要借助于视频监控服务子系统。前端生成的音频、视频文件，经过压缩编码后，再利用特定的协议进行加密和封装。既可以减少传输过程中的流量占用，又能够确保传输过程中不会出现丢失或泄露的问题。在客户端接收到该文件后，再利用相应的软件完成解码，获得无损的音频、视频文件。整个流程中，压缩编码、网络传输、接收解码，会在较短时间内完成，从而实现了视频监控画面的同步。当然，这一功能的实现对网络通信能力、安全防护水平也有较高要求。例如为了保证信息的安全性，会使用到数字签名认证、加密/解密技术等等。

四、智能安防视频监控系统中的物联网关键技术

4.1RFID技术

RFID（射频识别）技术本质上是一种非接触式的自动识别技术，整个RFID系统由3部分组成，分别是阅读器、电子标签和数据库。其技术原理为：嵌入有电子标签的物体，在经过阅读器无线电波覆盖区域时，会自动识别电子标签，并以无线电波作为信息传输媒介，将电子标签上的信息采集起来，暂存到数据库中。然后阅读器会对这些信息进行相应的归类、分析，从而获取物体的相关信息。在智能安防视频监控系统中，可以将电子标签嵌入到贵重物品的表面，并且在门口安装阅读器。如果有人移动这些贵重物品，在经过门口时，必然会经过由阅读器无线电波覆盖的区域，系统自动识别这一信息并提醒管理人员，以便于及时确定是正常移动还是非法盗窃。在智能安防视频监控系统中，RFID技术的应用优势十分明显，例如存储容量大，支持反复读写，降低了使用成本。稳定性强，不受电磁干扰，在黑暗条件下也能够精准识别等等。当然，受到现有技术条件的限制，RFID也存在一些缺陷，例如技术标准不统一，可能会因为不兼容而导致信息无法读取的情况，另外安全性不高，电子标签上的信息被恶意篡改的情况也时有发生。

4.2传感器和传感器网络

在整个物联网技术体系中，传感器作为前端元件，发挥着感知、识别、采集信息的重要功能，也是智能安防视频监控系统的基础组成单元。根据感知功能的不同，可以分为温度传感器、压力传感器、光敏传感器等若干类型。随着技术的成熟，高精度的传感器可以在复杂环境下精准采集目标信息，感知能力得到了进一步的提升。在构建智能安防视频监控系统中，如何解决信号传输质量差的问题，一直是研究的重点。通过构建无线传感网络（WSN），使用微型化、低功耗的组网技术，可以保证在一定范围内信号的实时、稳定传输。但是随着传感器网络覆盖范围的不断扩大，信号衰减变得十分明显，经常会出现传感器反馈信号延时严重甚至是无法接收的问题。5G技术的商用成为解决这一问题的关键，相比于当前的4G网络，5G网络无论是在信号强度还是在传输效率上都具有明显的优势。下一步5G技术在智能安防视频监控系统中的推广应用，将会进一步提高传感器网络的运行效率，进而为实时感知、即时操控提供了技术支持。

4.3智能技术

在智能安防视频监控系统中，利用前端传感器可以获得海量的信息，人工智能技术可以对这些信息进行分析，从而提升该系统的智能化、安全化程度。在视频监控领域，视频智能分析技术原理为：运用图像增强处理技术，将获取到的视频信息进行目标和背景分离，然后调用预设的模板，并且与视频信息的目标特征进行综合对比。根据对比结果，如果行为、事件满足报警标准，则自动发出报警信号。如果有需要，还能够实现对目标的自动跟踪，以便于获取更加全面的行为信息，提高了安全防控的能力。利用智能技术，实现了对海量信息的筛选和利用，从中提取出有价值的信息，为智能安全提供了数据参考。另外，基于物联网的人工智能技术，还可以依托物联网实现深度学习，从而让视频监控系统的智能化程度不断的提升，在今后的行为识别、事件跟踪中，发挥更大的作用。

4.4云计算

上文提到，传感器采集到的信号会传输到终端计算机，然后利用智能技术进行信息处理，做出判断。面对海量化的信息，普通计算机的运算速度较慢，短时间内难以完成信息分析、处理，从而影响了智能安防视频监控系统的时效性。基于此，将云计算技术应用到该系统中，显著提高了计算机的运算速度。目前，主流的云服务器运行速度可以达到每秒上亿次，完全能够满足当前智能安防视频监控系统的信息处理需求。基于物联网的智能安防视频监控系统，除了应用云计算技术外，也会使用云存储技术。传感器采集到的信息，保存在云服务器中，一来是摆脱了传统物理服务器存储容量的限制，降低了设备成本，二来时显著提升了存储环境的安全性，确保了数据信息的隐私性，有效防止了因为黑客攻击、病毒破坏而导致安防视频被销毁的问题。

五、结论

在“智慧城市”建设背景下，智能安防视频监控系统得到了推广使用。从实际应用效果来看，该系统在精准识别、动态跟踪、智能报警等方面，展现出了强大的应用优势，相比于普通的视频监控系统，在保障公共场所安全等方面具有更强的实用性。智能安防视频监控系统的成功运用，离不开物联网技术的支持。从技术层面上来看，具体包括了RFID技术、AI技术、大数据技术、云计算技术传感器技术等等。在“大智移云物”背景下，智能安防视频监控系统的功能将会更加丰富，实用效果也会进一步提升，在安全防护领域的应用也将会更加广泛。

参考文献

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作者：刘洋 单位：公安部第一研究所