智能安防管理系统的设计与实现

摘要：运用TCP／IP的通信技术、嵌入式系统、视频编解码、GSM远程通信技术等设计并实现了集安防终端主机监控报警、安防探头监控、远程监控报警等功能一体的一种智能安防管理系统，给出了系统组成框图及其实现方案。经过实际应用检测，该系统性能可靠、易于使用，有效地实现了快速报警、处警，远程监控功能，提高了安全防护水平，具有广泛的实用价值。

关键词：智能安防；嵌入式系统；以太网通信；GSM远程通信；视频监控

O 引言

近年来，随着网络通讯技术、电子技术和计算机技术的迅猛发展，数字化智能安防当前面临新的发展契机。目前市场中常见的各种居家智能安防产品从功能上讲基本上是本地被动单向报警，不能进行远程布控，不能进行报警实时处理以减少损失和抢救生命，也不能记录犯罪证据以便迅速捕捉嫌疑犯，功能上有明显的不足。为解决传统安防系统的缺点和不足，满足人们对智能安防管理系统的需要，结合TCP／IP通信技术、嵌入式系统、视频编解码技术、GSM模块远程通信技术等设计了一种集安防终端主机监控报警、安防探头监控、远程监控报警等功能为一体的智能安防管理系统，实现了对多个重要点(如门、窗等)进行监控管理，发现异常情况及时就地报警，并通过网络平台进行远程报警及全面的联动处警。

1 系统的组成及工作原理

该系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括一个处理核心业务的智能安防服务器、安防终端主机、多组安防探测器、声光报警器、网络摄像头、GSM通信模块。软件部分为位于处理核心业务的智能安防服务器上的服务器软件以及位于网络管理平台的接警中心管理系统软件。设计总体框架如图1所示。

该系统中安防终端主机、网络摄像头、手机及网络管理平台的接警中心管理系统首先要登陆智能安防服务器。安防终端主机通过对无线红外探测器、无线门窗磁发射器、无线烟雾探测器等安防探头进行实时的布防、撤防与监控。当探测到有非法人员入侵、发生火灾等异常情况时，安防探头将发射射频信号给安防终端主机，安防终端主机接到信号将通过专门接口与声光报警器相连，现场立即发出报警信号，并启动视频联动报警记录现场，同时将报警信息通过以太网或局域网传到接警中心管理系统，在接警中心主机屏幕上立刻显示出报警地点的具体位置，同时接警中心收到信息后可以实时通过服务器进行基于GSM网络的远程报警。能够利用网络进行远程管理与信息查询，管理者在外时可以利用以太网网络通过网络摄像头随时了解当前安防情况，能通过登陆接警中心管理系统或通过浏览器登陆安防终端主机查看各安防设备的状态、并调动智能处理模块改变安防设备的状态，对系统进行实时设防、撤防等设置。同时该系统中的智能安防服务器可将相应的数据记录下来以备查阅，实现对各种日志信息的管理，包括系统运行状态信息、安防探头监控管理、异常处理、报警等以及安全等级变更信息等内容。通过日志让用户了解系统的当前与历史状态，方便用户对系统的维护。

2 系统功能模块设计

该系统按照功能模块，主要分为安防探头监控管理、视频监控、异常处理、系统日志管理等功能模块。安防探头监控管理主要是可通过浏览器登陆安防终端主机或利用接警中心管理系统或直接通过安防终端主机控制无线安防探头终端主机，对安防终端主机进行总体布控，或是对无线红外探测器、无线门窗磁发射器、无线烟雾探测器等各个安防探头进行实时的设防、撤防与监控；视频监控主要是通过网络摄像头对现场进行监控，并对视频数据进行数字化存储，记录现场情况；异常处理包括本地报警响铃，本地值班室报警，远程短消息通知，远程管理员报警，一旦发生异常情况，本地报警响铃后报警响报警信号由各终端安防设备发出传至服务器，联动处警，并通过GSM通信模块接入GSM网络实施远程警报。系统日志管理则实现了对各种日志信息的管理。图2反映了系统的总控流程图。本文主要介绍安防终端主机、视频监控以及GSM通信模块的设计与实现。

3 系统实现

3．1 安防终端主机

安防终端主机硬件结构如图3所示，主要包括：探测器报警输入接口、微控制器、以太网控制芯片、外部EEPROM存储器、报警输出、32字符液晶屏、4个发光二极管、电源电路、复位电路、键盘等部分。微控制器的主要作用是对报警输入输出I／O口和其它部分进行控制，同时实现接收和传送相关数据、处理以太网通信等功能，因此要选用具有较多的通用I／O口和外围资源丰富便于构建外围电路的芯片。本系统微控制器选用的是高性能PIG单片 PIC24FJ256GA106。以太网控制芯片选用ENC28J60，可