小区安防系统感知设施优化方案

这些年我国经济发展迅速，人民生活水平有了很大的提高，致使人们越来越关注生活的质量与家居的人性化，现代住宅小区的发展方向是安全、舒适、快捷、方便，其中小区的安全尤为重要。住宅小区安全的实现，除了人防之外，主要依靠小区的智能化安全防范系统。一个综合智能安防系统包括门禁系统、视频监控系统、入侵报警系统和电子巡更系统。视频监控系统将采集到的现场视频图像和数据传输到管理中心并进行处理和记录，保证了快速直观地处理现场事件；门禁系统通过对各个通道的授权管理，变被动防范为主动防范，还增加了通道管理的便捷性；报警系统是必不可少的子系统，通过各种报警探测器组成了一个立体的防护空间；巡更系统加强了人防的效率，保证了保安人员必须定时定点巡逻到位。但是，传统的综合智能安防系统中的各个子系统都是独立存在和独立运行的，相互之间没有关联。随着物联网技术的发展、安防技术的提高和人们的安全需求增加，迫切需要建立一个集中的统一管理平台来对各子系统进行集中的控制和监控，即利用各子系统产生的信息的变化，让各子系统做出相应的协调动作，也意味着信息可以通过和跨越不同的子系统，达到信息的交换、提取、共享和处理，从而使安防系统不只是局限于各个小区局部的统一管理和智能化监测，进一步实现整个小区乃至整个城市的统一管理和统一调度。物联网技术的出现，可以将不同小区内安防各子系统集成到物联网平台，不仅可以实现小区内部的统一管理和智能化监测，进而还可以实现整个城市的统一管理和统一调度。［23］

物联网汇聚了应用传感控制技术的系统，在智慧小区中日益凸显出单独架设的重要性，它在智慧小区中与广电网、通信网和数据网并驾齐驱，特别在三网合一的小区中，更加要求物联网作为智慧小区主干网络之一而单独存在。它除了连接小区公共区域的传感控制系统外，更重要的是确定了以家居网关或家居智能控制器为核心，下连家居网络，上连小区物联网，并能延伸至移动通信网的基本技术架构。物联网在智慧小区中的应用已经很普遍。物联网平台的逐步建设，使各个小区能够统一到平安城市的范畴。

近几年来，安防系统中高清与宽动态、生物特征识别、智能图像分析等技术均反映了物联网和新型传感技术的应用更上一层楼。随着物联网的研究工作在国内相继展开，安防领域成为其最大的应用领域之一。安防领域包括实体防护、防盗报警、视频监控、防爆安检、出入口控制等。安防主要产品有：

（1）远距离昼夜监控系统产品。随着远红外热成像技术的应用和近红外激光夜视技术的引入，在安防产品中有了多传感器远距离昼夜监控一体化摄像机，该产品的特点就是能够满足智慧城市、智慧港口、数字航道、边海防、高空瞭望等行业监控的需求，实现24小时全天候的有效监控。该产品利用高清透雾摄像机搭配长焦高清透雾镜头，实现了白天雾天远距离监控的功能，结合远红外热成像摄像机搭配红外长焦镜头，实现了在雨天或漆黑的夜晚对目标的探测监控需求。为了对具体目标进行细节性监控，产品中又增加激光辅助照明设备，利用近红外激光器，对可见光摄像机进行夜晚补光；当远红外热成像摄像机探测到现场目标物后，采用人工控制产品方式，聚焦到目标物位置，利用激光照明实现可见光摄像机的具体清晰化监控需要，达到全天候任何天气情况的监控成像。［25］

（2）智能识别监控预警系统产品。智能识别预警产品经过逐步更新发展，现在常用的是智能图像动态事件监测分析系统设备，该系统的特点是针对具体需求进行布防设置，在布防区域内可进行任意形状、任意时间的安全预警布设，在布防区域内有发生入侵\弃检测、异常检测、重点区域保护、打架\骚乱检测、非法聚集检测、主动式人脸识别检测等。这些智能化产品的使用，提高了安防监控系统产品的功能，使民用安防系统从单一的视频监控系统，过渡到了一个集视频监控与智能分析、识别预警于一体的综合监控管理系统，特别是在引入热成像监控和激光照明监控功能后，成功实现了24小时无缝昼夜监控、智能分析、监控预警的综合智能化系统产品，如智慧社区、智能家居、数字城管等。［25］

为小区居民提供温馨、安全、便利的现代化、智慧化生活环境是智慧小区的终极目标。将原有的视频监控系统扩展为物联网平台，结合小区和家庭传感器、可穿戴设备、小区出入口管理系统，为现代化的小区管理、智慧化的大数据应用提供基础设施解决方案，但安防依然是智慧小区的基础需求。在当下智慧小区建设中，安防的每个子系统应用无不渗透着智能化和一体的理念，因此，智慧小区中安防与物联网技术的结合是最大的变化。视频报警联动小区的安保队伍存在控制面不全、防范盲区和设备维护等问题，因此为了避免因这些漏洞造成的财产受损和人员伤害，在已有安保队伍的基础上，利用多种传感技术，如视频侦测、红外、微波、电缆、电子围栏、光纤等周界报警装置，结合智能视频监控系统，实时对现场情况进行调阅和决策。随着最近几年视频监控系统集成的视频侦测技术被广泛应用，视频监控系统不仅能够实现移动侦测，还可以对人的行为进行分析，例如徘徊、翻越、遗留等，改变了传统周界非可视的状况，而且能够实现自动跟踪等功能，但存在夜晚等低照度和雾霾天气情况下效果差的缺点。因此，视频周界防范技术与各种物理防范传感器能够实现优势互补，两者组成的安全保护网，很大程度上改善了传统人防和物防的困境。［26］

7.4.2.1　门禁设施

门禁系统，又称出入口控制系统，顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统。在何处放行某些人、拒绝某些人，何时要发出警报，记忆出入的过程以达到安全的目的，这些都是门禁系统最基本的功能。出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统。最近几年随着感应卡技术、生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展。它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术、生物技术等诸多技术。它是解决重要小区出入口实现安全防范管理的有效措施。在数字技术网络化的今天，门禁系统早已超出了单纯的门道及钥匙管理，已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在小区环境安全中发挥着巨大的作用。［27］

门禁系统是为智慧小区出入口实现安全防范管理的有效措施，是智慧小区建设中必不可少的重要环节。传统的门禁系统给我们的印象是门道、大量的布线和钥匙管理。随着物联网技术的发展，基于物联网的智能化门禁系统降低了传统门禁系统的施工复杂度，主要采用射频识别技术进行身份识别，使用ZigBee等无线技术构建传输网络，由上位机管理软件实现数据管理和系统控制，最终实现跨楼层、跨建筑甚至跨城市的远程联网控制及数据传输。［24］

门禁系统即业主身份识别系统是为每一位业主配置基于RFID技术的身份识别卡，通过计算机系统可以将业主信息导入卡中，信息通过物联网平台进行交互，实现进入小区大门、楼栋单元门和家庭入户门时自动读取身份卡信息。当保安巡逻时携带手持读卡设备，能自动识别一定范围内所有携带身份卡的业主信息，可以识别没卡的外来闲杂人员，业主身份识别示意图如图7-5所示。［28］

图7-5　业主身份和外来闲杂人员身份识别示意图［28］

目前，“小区门禁一卡通”建设已逐渐成为大部分小区居民生活中不可缺少的一个部分，成为建设“智慧小区”的基础设施之一。但由于建设过程中，长期缺少统一规划，尽管全部或部分实现了用一张“IC卡/CPU卡”等作为身份认证的载体，包括已实现了对小区门禁管理、电梯管理、停车场综合管理、访客管理、室外巡更管理、小区综合消费等多个应用系统的管理，但由于缺少统一数据平台支撑，安全盲点及漏洞大量存在，整合难度增大。而“智慧社区”概念的引入，是加快和谐社区建设、推动区域社会进步的未来方向。结合物联网技术的引用，使“小区门禁一卡通”成为贯穿“智慧小区”建设的基础，以及建设“智慧城市”的一个“细胞”。［29］

当“智慧城市”相关的“智慧小区”建设提出来以后，传统意义上的“小区门禁一卡通”不再是一个单纯狭隘的应用，它从小区走进社区，配套商业环境，上升到以“三网融合信息通信网络”为基础的平台，为社区各方提供多个应用系统及需求的整合，从技术上以“小区智能化”系统为基础，集成了小区内所有各类公共信息应用平台和业主家居应用的集成，实现在任何时间、任何地点、以任何主体、向任何对象、传播任何信息的应用系统。而此时的“小区门禁卡”变为承载着一个高度“智慧社区”传播纽带。［29］

2009年8月，公安部与中央综治委在深圳龙岗区平湖街道上木古社区开始试点视频门禁系统工程，城中村智能化治理与小区安防结合的案例在全国得到关注；同年9月，深圳市公安局技防办对外正式发布了修订后的《深圳市视频门禁报警系统建设技术规范》和《深圳市视频门禁报警系统数据和传输规范》，成为国内第一个在社区门禁应用案例中的标准化门禁系统指导文件，彻底改变了传统住宅小区对门禁功能性及综合门禁无标准化的现状。［29］

自2009年M1破解事件之后，国内受安全危机影响最大的是“智能小区门禁”的应用。大量的网络、报纸媒体揭示的广州某小区、北京某小区配钥匙的地摊同时配“小区IC门禁卡”的案例，证实小区门禁卡是国内安全隐患最大的“灾区”；而国内基于PLUS CPU卡、国产CPU卡、2.4G手机卡、国密卡等的一系列的行业化标准，由于成本因素，目前还没有在“智慧小区”应用中得到重视。［29］直到国家密码管理局推出“国密”国产门禁算法标准之后，从2013年以来，相关政府及国密办、各地技防办、信息产业办公室的指导文件仅局限于政府相关重点单位或部门，并没有针对民用“门禁”安全性提出指导性建议或要求。而在商业化运作中，以开发商、地产商为主导的民用建筑，针对“国密门禁卡”的普及，受其成本及多方面因素影响，依然没有引起市场的重视和接受。［29］

门禁系统设计原则要遵循系统的实用性、稳定性、安全性、可扩展性和易维护性。［27］

7.4.2.2　视频监控

视频监控在住宅小区安全防范中的作用日益凸显，随着电子计算机技术的发展普及和信息化的广泛应用，各小区特别是大中型城市小区都加快了信息网络平台的建设，小区系统正逐步转向利用网络和计算机集中管理信息的新阶段。［30］目前，视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。数字监控系统实现了智慧小区集中控制、集中管理的可能，为现代化小区建立了一个先进、完善的安防系统的操作管理平台，同时也节约了大量的人力财力。

计算机技术、图像处理技术以及移动通信技术的不断提高，使得对远程现场的视频监视与遥控等功能实现变得愈加可能。基于物联网技术的视频监控系统与传统的视频监控系统不同，目前，视频监控系统不再需要保安人员一直盯着查看画面，而是摄像头能够根据现场的情况和感知的信息自动跟踪拍摄和录制画面，同时向监控中心实时地提供数据信息，保安人员只在发生情况和需要时查看各摄像头的画面。当有紧急情况发生时，系统能够自动向监控中心报警，这些都将自动地进行，不需要人工的干预。基于物联网技术的小区视频监控系统示意图如图7-6所示。［23］

小区视频监控系统硬件设备设施主要包括：前端设备、信号传输设备、信号处理设备和中心控制室。

1.前端设备

前端设备完成模拟视频的拍摄、探测器报警信号的产生、云台、防护罩的控制、报警输出等功能，包括摄像头、防护罩、解码器、云台、室外红外对射温湿度传感器及室外支架等。摄像机是整个系统中最关键的设备，它的技术指标对图像质量起决定性作用。灵敏度、清晰度和信噪比等三项是摄像机的主要性能指标。一般是根据小区的具体情况和监控环境，来决定选用普通枪机、红外枪机、红外半球还是高速球等不同的机型。［30］

图7-6　基于物联网技术的小区视频监控系统示意图［23］

2.信号传输设备

视频信号、电源信号和控制信号的传送组成了系统的传输部分。前端设备采用12V直流电源供电，摄像机通过同轴电缆视频线和视频服务器相连，将视频信号传送到服务器。电源信号的传输方式根据摄像机到监控中心的距离选择，距离近的（400米以内）通过网线和交换机级联进入监控中心，距离较远的通过加主干光纤和光纤收发器进行分级，再进入监控中心。传输控制信号可动点用多芯屏蔽线缆作为485控制线和服务器相连。［30］

3.信号处理设备

信号处理是实现报警和录像记录进行联动的关键部分。在信号处理功能区，完成模拟视频监视信号的图像处理压缩、监控数据记录、数据采集、硬盘录像、给前端发送控制信息等功能，是系统的核心部分。信号处理部分不仅是系统物理位置的核心，由于它的中枢单元是将采集到的信息进行压缩、控制，它的运算处理能力、通道可靠性、录像检索功能将直接影响整个系统的性能。［30］

4.中心控制室(www.xing528.com)

中心控制室也就是常说的监控中心。它是安全防范的神经中枢，监控软件支持多路视频同一画面显示，可以将小区内所有监控图像实时显示在值班人员面前。中心控制室除了要对小区内的监控图像进行实时观看外，还要对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速的指挥和处理，把一切可能发生的危害和隐患扼制在萌芽状态。在监控的同时还可以进行录像和信息存储，方便查询。录像资料保存在主机中，根据所需要保留的录像时间需要挂载不同大小的硬盘或是磁盘柜。管理主机是监控中心所有操作的显示端，可以进行图像预览、画面切换、查看历史录像等操作，还可以实现报警联动的功能。［30］

7.4.2.3　周界报警

小区周界安防作为小区安全防范系统的重要组成部分，得到了普遍重视。传统的小区周界以建立围墙、栅栏，或保安值班守护的方式保护小区的安全，但是还是不时有盗窃等犯罪行为发生，围墙栏杆等普通阻挡物不能智能化防范，保安值班在小区内也是点式蹲守，值班员对工作的认真程度也不能保证，因而对小区周界报警提出了新的要求。物联网技术在安防领域的应用提升了小区周界报警系统的智能化。小区周界防范系统所采用的技术主要是传感器技术，目前小区周界安防系统通常采用红外对射、高压脉冲等技术。基于物联网技术的小区周界防范系统如示意图7-7所示。［23］

系统由前端入侵报警探测器、传输设备、控制处理设备和记录设备等组成。系统前端采用传感网型入侵检测的围栏，一旦有人非法越过，智能探测器能产生报警信息，现场智能探测主机通过智能分析，将报警信息传入服务器，并将报警信号上传至监控中心，监控中心将探测器发出的报警信号按防区位置与主机的工作状态做出逻辑分析，进而发出警报并实现相关的报警联动。

随着信息化技术的发展，小区的周界安防模式将会朝着网络化、数字化和智能化及多技术手段相结合的方向发展，把小区周界系统通过网络连接起来，为每个小区的节点都加上唯一的物理地址，这样在城市层面上对小区周界安全予以监控。以“物联网”为核心的周界安防系统的成功应用将小区安防整体提高到一个新的阶段，将平安城市概念提升到智能化水平。

图7-7　基于物联网技术的小区周界报警系统示意图［23］

7.4.2.4　电子巡更

随着社会的进步和科技的发展，物联网技术在安防系统中的应用将保安巡检工作的监督变为现实。物联网技术不仅对小区的安保工作进行了有效的监督管理，还提升了小区的安全系数，对建设平安小区提供了技术上的支持，使得小区的安保更加智能、更加有效率。

智能巡更系统是将特制的信息钮安置于指定的巡检线路上，保安沿途巡检时，只需用智能设备依次碰触（阅读）信息钮，信息便“拷贝”到巡更棒中，巡更点的按钮都配置有无线传感器，通过无线传感网将信息实时地传递到管理中心，管理人员通过计算机来解读巡更棒中的信息，便可随时了解保安的整个巡检活动，有效地督促保安工作。对保安人员的巡逻工作进行监督，实现技防督促人防、技防和人防相补充的安保体系，保证小区内的安全和便于物业对保安人员的管理。同时还可以将资料储存在电脑中，作为日后分析评估保安工作的材料。［2］智能巡更系统如图7-8所示。［23］

图7-8　智能巡更系统示意图

7.4.2.5　火警系统

火灾隐患大大增加，关乎居民生命和财产安全的消防工作日益重要。小区与建筑安装消防火灾自动报警系统成为智慧小区的必选项，可在很大程度上做到火灾预警。烟雾传感器可以感应突发火灾事故，基于烟雾传感器可以建立消防监控系统。这些消防监控系统基本上都是各单位独立选购安装与独立工作的，监控系统一旦发现火灾就会发出警报，单位值班人员收到警报后立即验证，确认火灾后通知消防单位，由消防单位进行扑救。［31］

利用消防监控系统可以极大方便火灾事故处置，系统可以根据用户定位的火灾位置，自动搜索最近的消防栓，并告知用户，从而缩短救援时间。［32］

7.4.2.6　楼宇对讲

在国家住建部的明文规定下，楼宇对讲系统成为现代标准住宅强制性配套设施。［33］数字楼宇对讲系统已经成为行业发展的主要方向，同时也成为房地产开发商在楼盘建筑中优选的可视对讲系统产品。［33］在每幢住宅楼一层及地下车库入口处均应安装带有可视对讲系统的门口机，访客只需在栋门口机呼叫业主，业主就可以通过室内机确认后遥控开锁放行进入本栋楼内。［34］

由于楼宇对讲的强制性配套入户以及产品朝着集成化、智能化、信息化方向发展，安卓楼宇对讲系统作为智慧社区建设的载体，具有较强的集成能力与信息交互能力。

1.数字楼宇对讲系统的集成化特性

早在2009年，当时一般使用的是Linux操作系统，部分楼宇厂家便陆续将传统楼宇对讲系统即“具有安防特性的可视门铃系统”进行了拓展，首先被纳入拓展范围的是集成家庭电器，主要包括窗帘控制、灯光控制、空调控制等，实现了楼宇对讲领域的“智能家居时代”。

至2011年，伴随安卓操作系统的全面开放与全民应用以来，楼宇对讲行业部分厂家开始尝试将安卓操作系统取代原有的Linux操作系统，2012年陆续有安卓数字对讲系统面市。安卓数字对讲系统以其可拓展性能强的优势，并在国家十二五规划所涉及的智慧城市、智慧社区、信息消费、“互联网+”等策略影响下，成为行业发展的一种主流。

在安卓数字对讲系统的主流大趋势下，如何使数字楼宇对讲系统在智慧城市、智慧社区、信息消费、“互联网+”的时代背景下实现更好的卖点，成为楼宇对讲厂家的一个突破瓶颈。因此，安卓操作系统的可拓展能力成为关键，即如何实现数字对讲系统入户终端承载家庭智能化控制。

从研究及实践来看，目前通过技术协议的对接，基于云中心数据处理，数字对讲系统可集成IP摄像头监控、家庭集控管理、环境联动控制、社区O2O信息交互、物业综合管理平台、城市交通信息交互、物联网电梯联动、医护平台对接、教育平台对接、国网电力采集分析平台、政务信息交互平台等相关领域。在实践过程中，数字楼宇对讲强大的集成特性满足了智慧城区（社区）在智能集控、多网融合、信息交互的建设需求。现阶段楼宇对讲行业逐渐出现一批以智慧社区为主导的厂家，各自推出了智慧社区一体化解决方案。［33］

2.安卓数字分机成为家庭第四屏

近年来，住建部对楼宇对讲系统于现代标准住宅的强制配套基础上，加强了“多网融合”战略思路，包括2014年光纤强制入户与2015年的“互联网+”等战略思想，再次促使数字楼宇对讲系统的落地。［33］

伴随宽带网络的普及且新建楼盘的强制入户，数字楼宇对讲系统从局域网向以太网深度升级以及实现协议技术对接，在传统的家庭三大屏即电视屏、手机屏、电脑屏之后，数字楼宇对讲安卓数字终端机成为了家庭的第四屏，统筹了楼宇安防控制、家庭集控，其重点是继原三屏之后再次实现了个人、家庭、社区、城市四者之间的互联互通。

智慧小区的建设需要一种入户载体，数字楼宇对讲系统安卓终端机成为首选，因为住户家里可以不配电视、不配手机、不配电脑，但是必须要配楼宇对讲室内分机。［33］

3.安卓数字楼宇对讲系统的APP应用

数字楼宇对讲系统通过楼宇对讲的“智慧小区APP”，将系统集成功能从固定的数字智能终端机联屏至移动手机、iPad、电视、电脑上。通过这种APP的融合应用，实现了家庭四屏的首次融合，安卓电视、手机也可以楼宇对讲，完全成为数字对讲终端机所赋有的副机，并可实现数字对讲系统所集成的各种功能，同时更为优越的是其自由自在性，最大限度满足了用户的实际体验。应用包括楼宇安防平台、智能家居控制平台、O2O生活平台、环境健康平台、物业管理平台及智慧交通平台等，可实现云对讲、云控制、云安防、云报警、云商城、云物业、云健康、云交通等各种功能。［33］