多传感器集成技术助力智能安防建设

结构不一致，为了实现接入不同类型、不同厂家的传感器，系统要解决异构感知数据的接入和处理问题，以及各层之间交互协议的转换与解析问题，而中间件是实现底层硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据转换以及交互协议的转化与解析的一种中间程序。

　　基于中间件技术的多传感器系统集成中间件技术与系统的应用是顺应目前安防市场发展形势之举。目前已有的安防系统主要由以下特点：安防系统软件主要是由安防设备厂商所提供的专用C/S架构软件。通常情况下，这种软件只能识别该设备厂商的一款或者几款产品，无法兼容其他厂商的产品，其内部通信协议与信息格式完全封闭，导致可扩展性差。并且由于C/S架构软件自身所具有的使用前安装和无法统一升级等缺点，一旦设备提供商有新的产品上市了，原先的软件也无法兼容该产品，只能是先对系统进行升级，然后让所有用户都重新安装一遍，极大降低了用户体验，同时对于厂商来说，开发、维护、升级的成本都大大提高，系统的兼容性与可扩展性差。

　　有些安防系统是仅针对某一类型安防设备的单一系统，或者是集成了多个子系统，但各个子系统之间独立工作。每一个子系统都要单独监控的话，将耗费大量的人力物力;并且同一事件引起各个系统独立报警，导致监控人员认为是两次不相关的报警，这也将给监控人员带来许多不便，造成人力资源的浪费。

　　而我们的实际项目需求是：可以接入不同类型、不同厂家的传感器设备，包括红外传感器、温度传感器和摄像头;用户体验性好，不需要在使用软件前先进行安装，只要在可以联网的环境下，通过浏览器即可查看实时的警情信息;可维护性好，如果系统进行更新升级，只需要对服务器端的代码进行更新即可，而不是对所有客户端的软件进行升级;形成一个整体的安防系统，而不是各个子系统单一工作;不同类型的传感器之间可以协同报警，从而提供更为全面的报警信息;智能化程度高，监控人员不用再7*24时间监视着视频墙，一旦有异常情况出现，系统会自动进行分析，并以图像、声音、短信的方式通知监控人员，同时会对报警时段进行录像，这样就无需事后从大量监控视频中寻找异常画面。针对这些需求，利用中间件技术实现多传感器集成功能的安防系统应运而生，此处以基于web技术的多传感器协同报警安防系统设计为例，简要阐述系统设计应用相关要素。

　　本系统体系架构包含感知层、传输层与应用层。

　　感知层由多种不同类型传感器组成：主要用于集采异常信息，这些传感器的类型和功能可以有很大的差异，它们可以使不同厂家的、不同型号的、不同用途的、拥有不同数据格式和通信协议的。在本系统中，我们使用红外探测器、温度传感器和摄像头三种来做示范研究。红外探测器可以检测某一空间内是否有人经过，适用于仓库类型的场所，以检测是否有人闯入;温度传感器可以检测某一场所内的温度信息，可用以检测环境是否有异常;摄像头则用于探测画面中是否有异常情况出现，包括人员的运动检测、画面丢失检测、物体丢失检测等，同时还可以利用摄像头进行录像。

　　传输层由网关节点组成。传输层在应用层与感知层之间起到一个传递信息的功能。网关节点通过数据适配中间件和网关中间件来实现传感器感知数据的信息获取和下发控制命令功能。

　　应用层由安防系统和web应用组成。Web应用包括PC端和移动终端上的应用。安防系统通过平台中间件实现数据资源的开放，同时也实现了安防系统对传输层设备、感知层设备的向下寻址功能。

　　感知层与传输层之间通过数据适配中间件接口进行通信;传输层与应用层之间通过网关中间件接口进行通信;而应用层中的安防系统与web应用之间通过平台中间件接口进行通信。

　　系统中设计三种中间件：数据适配中间件，网关中间件和平台中间件。从功能上说，它们向下为多种设备的异构感知数据提供统一的接入格式和能力，并进行数据的存储和整合;向上以统一接口的方式开放设备资源的能力，提供对感知层设备数据的一致性访问，同时为各层之间的交互协议提供了转换和解析。

　　数据适配中间件：为使不同厂家、不同型号、不同用途、拥有不同数据格式的传感器都可以接入到系统中，系统引入数据适配中间件。针对不同的传感器设备提供相应的数据获取与处理模块，将获取到的各种异构数据按照统一的格式进行封装;数据适配中间件也可以按照一定的规则解析安防系统的控制命令，进而根据传感器的唯一标识分发给各感知层设备。

网关中间层：网关中间件在系统中具有唯一标识，它的作用包括：负责感知层与应用层之间的信息传递，将数