如何用智能视频设计别墅院落保安系统...

如何用智能视频设计别墅院落保安系统 详细内容请到以下链接去看 http://www.hypersee.net/eyeQ_hyyy01.html     一、别墅的安防应用特点     二、别墅安防技术的挑战       三、系统设计 一、别墅的安防应用特点     别墅项目拥有安防项目最为复杂的场景，很多产品往往难以满足用户的极高要求。一般来说，别墅主要有以下几部分构成：别墅房屋主体，院落装饰、院墙、大门、室外设备（暖气/空调室外机）。         安防系统包含电子安防和物理防范两种手段，它们的目的都是预警、预防民事和刑事犯罪行为，识别入侵行为的时间越早，就容易阻滞对方的进一步行为，也就越容易防止迫不得已伤及主人人身安全的刑事犯罪。一个设计良好的安防系统，最重要的目的是采用电子安防手段和物理防范手段识别、阻滞入侵者。 1、电子安防手段 a.第一时间识别可能的威胁 b.第一时间确认威胁 c.第一时间通知相关人员 d.采用声、光等形式，警告入侵者退出防范区域 2、物理防范手段 a.采用围墙、围栏、铁丝网阻止、拖延入侵者闯入 b.采用伤及人身安全的手段如高压电网威慑入侵者     很多安防工程公司将采用普通室内防盗报警对待别墅安防项目，其实这是特错大错。从上图很显然看出，别墅用户和普通的公寓家庭住户的建筑结构明显不同。普通公寓住户为底层或高层建筑结构，防范区域仅限于窗户、门、室内空间，没有任何室外环境，相对于安装防盗报警装置，环境条件相对容易控制。但是，室内空间狭小，一旦有入侵行为发生，预警时间只有几秒钟；如果主人在家，很可能将普通的偷盗民事行为演变成杀人越货的刑事犯罪。     而别墅之所以叫做别墅，是以为它和其他住户间有着显著的空间分隔，别墅用户有着自己的院落，防范空间要远远大于普通的公寓室内环境，我们必须考虑这些难得的室外环境，从而可获得更长的预警时间，对于别墅用户，从进入院落到进入别墅主体建筑，我们认为预警时间可高达几分钟。     安防系统无法消灭犯罪行为，但是安防系统可以明显降低犯罪行为的等级。更长的预警时间也意味着宝贵的生命保障。     但是，为了获得这宝贵的几分钟，我们的安防系统必须要考虑复杂的室外环境，这是普通的室内防盗报警器材从来没有考虑到的。同时，为了获得这宝贵的几分钟，我们无法拿报警器材的误报率来做妥协，因为别墅用户不是专业的保安人员，频繁的误报会导致用户随意关掉报警设备，从而导致更进一步的危险发生。 通过我们近一年来的项目实施和用户走访，我们可以看出，别墅用户有着以下特点。 1.首先别墅拥有普通用户难以拥有的资产，和普通用户的安防目的不同，是真正的既防君子、又防小人，需要真正的高安全系统，堪比文博系统要求。 2.其次，极**位的女主人，一般着力于复杂、美观的院落装饰、设计，周边环境错落有致、高低不平。她们绝对不会为了安防设备的安装、误报率等问题，而在审美观点上做任何妥协。 3.别墅用户希望直接、简明、易用、随手可及的操作界面，不管是客厅、卧室、楼上、楼下，都可以随意控制系统的布防、撤防等动作。 4.别墅用户希望报警设备具有室外环境自学习、自适应能力。即便有误报，没有任何训练的别墅用户自己也能随手调整系统的灵敏 度，从而不会为了烦人的误报，而完全关掉整个报警系统。 5.别墅用户希望可以随时获得自己院落的动态情况，通过手机、网络可以随时查看家里的情况；一旦有人进入庭院，能够第一时间、自动将报警信息、现场图片发到手机上。 6.别墅用户不仅希望获得人身、财产安全，而且还希望通过安防设备监控管理别墅附属设备的安全，如小孩是否自己进入游泳池、室外设备是否丢失等等。 7.别墅用户都是成功人士，他们对设备的品牌、可靠性、易用性有着特殊的要求。 综上所述，安装要美观，性能要可靠，操作要简便，预警一时间要早，这对普通的安防系统提出了很高的要求。在下边，我们就别墅安防项目的设计进行详细讨论。 二、别墅安防技术的挑战 别墅是很昂贵的，所以注定设计、装修是漂亮的。但是很多设计、装修并不是和安防设备的安装。 1、花哨的围墙绿化装饰，对于任何一种对射产品，都将是巨大挑战。       2、院内的花草、灌木、竹林       3、院落内的池塘、流水、喷水灌溉设施     4、地面阳光反射   5、院落内的植物、阴影变化         另外，在秋天，大量的落叶飞舞；在春天，北方出现的沙尘天气。这些都是我们在设计别墅安防系统时所需要考虑的问题。一般来说，高要求的室外安防系统，如机场、电场等，都会设计两道铁丝网围栏（如下图所示），在围栏内安装报警设备，以便能够应对以上可能导致的误报。       显然，在别墅项目中，我们无法为了能够保证安全，而制造出一个“小型监狱”。如何选择最佳的入侵预警技术，显然是我们首要的问题。 另外，我们还需要考虑更多的人为因素以及院墙外部行为导致的二级“环境污染噪音”，如： 1、人为噪音： a.车辆：自用、路过车辆产生地面震动、噪声。 b.水：喷灌、生活用水流速不规则导致的震动与波动。 c.电：各种电器使电线中电流不恒定引起电滋干扰。 d.住户生活噪音：音响、大功率电器等引起的噪声。 2、室外恶劣自然环境： a.雷电：造成整机或局部元件损坏、不能正常工作。 b.高温湿热/低温严寒：引起元器件特性变化，造成电路损坏或引发误报警。 c.雾、雨、尘、水蒸气：造成红外线、微波衰减，引起误报警。 一般来说，一套良好的别墅预警防范器材要求： ·        良好的抗震动干扰性能。 ·        良好的抗噪声干扰性能。 ·        即插即用 ·        良好的抗各类电滋干扰性能。 ·        良好的户外环境持续工作特性 ·        免维护              常用的入侵探测产品在别墅预警防范应用中具有不同的局限性，它们一般安装在围墙上，没有自保护能力，非常容易被院墙外的入侵人员破坏。最重要的是，在应对别墅室外环境上，每项技术都存在着重大的缺陷。、 · 泄漏电缆：受建筑物外围地下水、电产生的电滋干扰影响，易误报警。 ·震动电缆：受别墅内、外住户生活噪音、车辆产生地面震动、噪声干扰影响，易误报警。 ·室外被动红外探头：夏季室外温度、人体温度大致一样，导致大量漏报 ·红外对射：飞舞的树叶导致大量误报；收发对射不准，需要阶段性校正。 ·微波对射：缓慢移动的目标导致漏报，下雨导致大量漏报     以上这些报警技术最大的技术漏洞是，一旦入侵者突破了围墙，那么在别墅院落内就如入无人之境，没有任何备份手段而言。 对于别墅这种特殊的需求，艾博信公司提出了区域防范概念，它不是简单的在围墙上安装1维（一条红外线）或者2维（红外幕墙）周界报警器材，而是充分利用了围墙外甬道/街道作为第1道缓冲区、围墙翻越作为触发报警的第1标志、院落区域闯入目标实时跟踪，一共3级预警机制，最大限度的建立预警缓冲区和多级识别机制，为别墅用户提供了最长的反应时间，是创新性的3维立体空间防御手段。 所有这一切全依赖于智能视频视频技术的最新技术发展。在用户传统认识中，智能视频技术是一种先进的、复杂的技术，需要专业人员长时间的现场调试，每当碰到大的季节性环境变化，还需要专业人员再次进行优化调试。     现在这一切随着以色列EMZA公司的最新产品--智能眼探头的出现而改变了。以色列EMZA公司的研发人员全部来自以色列希伯来大学的智能视觉研究团队。以色列希伯来大学的计算机视觉实验室和美国卡耐基梅陇大学的机器人研究所并称为世界上两大最先进的视觉研究机构。卡耐基梅陇大学的机器人研究所在1997年-1999年承担了美国的VSAM项目。希伯来大学计算机视觉实验室承担了以色列国防领域的目标识别和目标追踪算法开发工作，为以色列最大的军工商Elbit公司提供地面、空中目标跟踪算法；全球最大的汽车防碰撞系统供应商Mobileye公司（通用、福特、宝马5系、奔驰、标志很多高级先装平台都配备了Mobileye的视觉识别系统）的算法也是来源于希伯来大学的视觉实验室。 EMZA公司的研发人员在多年的研究、开发之后，在智能视频技术的室外实用性上有了突破性的进展。 首先，EMZA公司的智能眼探头采用了生物仿生学原理。智能眼探头是世界上第一家将视频分析模块和成像器件融为有机整体的产品。成像器件和智能视频分析芯片合二为一并不是简单的模块堆砌，也不是简单的把两块板子封装在一个壳子里。 在这里，我们首先看一下我们人类是如何分辨入侵行为的。一般情况下，哨兵对某一区域实行监视、警卫工作。 1、这时如果周围环境的光线充足，入侵目标距离哨兵很近， a.哨兵的眼睛能够看清楚可以目标， b.则哨兵的大脑会立即对清晰的图像作出判断，此目标是否进入禁区，如果是非法闯入，则通过口头进行警告，或走过去盘问（行动），甚至开枪警告，采取行动。 2、在光线不足、逆光、光线过强或者入侵目标距离很远的的情况下， a.人的瞳孔会变大或缩小，以便更好的看清楚远处的目标，如果眼睛无法为大脑提供清晰的图像这时候大脑只能给出一个概率，只能说大概有一个入侵目标闯入禁区，但是无法做出肯定的确认。 b.若要给出100%的目标确认，哨兵则需要强行睁大双眼或眯眼，甚至走过去以便距离可疑目标近一些，能够看得更清楚一些，如果眼睛睫状肌的调节后，能够看清楚目标，则大脑就能够给出判断，并做出动作。     普通的视频技术采用PC+智能视频分析软件或嵌入式智能编码器的形式，这样可以接驳任何摄像机的模拟图像,相当于模拟以上第一种情形。这种智能视频技术的前提是假设摄像机传过来的图像都是清晰的，目标是清晰、可辨认的，没有任何模糊的背景噪音（数、灌木丛、水面反光等）。     如果因为天气、灯光、背景噪音等导致的图像可辨识度差，那么普通的智能视频技术就无法有效的识别目标。在这种情况下，如果智能视频分析软件的规则设置的敏感度很高，那么就会产生误报；如果规则设置的铭感度很低，那么就会产生漏报。这就是著名的识别率不/误报率微笑曲线，用户只能通过长时间的调试、尝试，来获得可忍受的识别率和误报率。           之所以会产生这种尴尬的现象，全因为智能视频分析系统和图像源是分离的，双方没有任何互动，摄像机无法自动为智能视频提供最有效的图像。 EMZA公司恰恰在这时获得了技术突破----智能眼探头就相当于能够同时支持以上2种情形，它是人眼和人脑的有机结合。     我们做一个形象的比喻，智能眼的图像成像器件就像人的眼睛，它负责采集图像，按照既定的图像标准送出；智能视频分析模块就像人的大脑，对成像器件送来的图像信息进行加工处理，识别出威胁，并通过口（声光报警）或者手脚（报警联动）作出反应。由于采用了独有专利技术--突破性的生物仿生学视觉算法，智能眼能够实时学习、连续分析视频画面，并不断将图像需求反馈给成像器件，实时调整图像成像（曝光、快门、背光补偿等等）。     在正常、良好的环境、光线情况下，一旦智能眼探头识别到出目标是一个人，它就可以很准确的判断出入侵行为，并发出报警提示和多张连续的复核图片.如果环境复杂、光线差、背景噪音大，一旦智能眼识别到一个类似人行走的可疑行为，这种行为有可能是乌云投下的阴影、树枝晃动、灯光闪动，也有可能是飞扬的垃圾等等，那么智能眼会实时控制成像器件的成像参数，对可疑目标出现的区域进行图像调整，以便获得最佳的成像效果，从而更为准确的判断出可以目标的属性和行为。     正是由于智能眼探头拥有如此强大的能力，使得用户第一次在获得高识别率的同时，还能保持极低的误报率。这样我们在平时，就只需定时回传审核图片即可，对于用户来讲，智能眼探头只需要非常低的通信带宽，使得大批量、大范围安装部署成为可能。     相对于传统智能视频实际的另外一个技术突破是—即插即用、免调试、免维护。刚才提到了传统智能视频分析技术在安装时都需要长时间的反复调试，以便获得在识别率、误报率、漏报率上寻找最佳的平衡。智能眼首次采用了先进的实时学习和自动推理算法，安装后无需任何调试，即可获得最佳效果；随着时间的推移，智能眼内部的自动推理模块会自动学习环境的变化，任何天气、环境、场景的变化，即插即用，无需任何售后维护和在此调试，真正成为安防意义上的“报警器材”。 三、系统设计        1、前端探测器     采用以色列EMZA智能眼探头，在每个院内4个角落各安装1个智能眼探头，每个探头的识别区域将覆盖下一个探头的安装位置，构成无缝覆盖。一旦有任何报警，智能眼探头会把目标的位置和报警图像回传给报警主机，并显示操作站或手机上。 2、传输方式     本系统报警信号采用以太网双绞线传输方式，这种传输方式结构简单，技术成熟可靠，安装方便，成本低。     为了使保证探测器的信号传输稳定可靠，需要采用国内大品牌的5类双绞线，传输距离严格控制在100米之内。如果距离超过100米，需要采用光纤收发器延长传输距离。如果现场环境干扰较少，也可采用无线以太网传输方式。基于实际走线距离和性价比原因，本系统采用了双绞线传输方式，直接将4 个智能眼探头的信号线传回到别墅主体建筑中去。     为了使保证探测器的工作电压稳定可靠，需要采用阻抗较小的电源电缆，由于智能眼探头采用直流12V供电，阻抗太大会使末端电压降太大，导致探测器供电不足不能正常工作，影响系统的稳定性。由于线缆阻抗和线缆界面大小成反比，长度成正比，因此在长度一定的情况下，为了保证探测器工作电压，需要采用截面积比较大的电缆，为了满足要求，本系统采用了RVV2×1.5的护套线。同时采用从沿周界两边布线的方式，降低了线路阻抗。 3、控制中心     根据设计要求，为了较好地实现以上功能，同时满足具有较高的先进性、可靠性、可扩展性、经济性。控制中心采用一体化设计的ECU报警主机存储所有报警数据，和智能眼探头双向通信，这样不仅报警数据、图像     实时上传，而且还可以实现透过报警主机直接对智能眼探头进行控制操作，如布防、撤防操作、修改系统配置等，极大的方便了用户的操作和管理。、     一旦出现警情后，智能眼探头可实时回传现场图像到操作站或其他接警中心，也可通过短信、彩信发送给手机，还可以自动联动外置的球机自动跟踪目标（通过预置位完成），使业主能及时了解报警点的信息，缩短了出警时间，同时也可提供给矩阵或硬盘录像机报警联动信号。     当有警情发生时，还可通过智能眼探头上的开关量输出触发现场警笛、警号，也可语音报警提醒值班人员注意。系统界面友好，可以方便的查询系统、防区、报警记录等资料，同时软件实行分级权限管理，提供3级操作人员权限设置，还可自行定义第4级，严格的分级管理，杜绝人为破坏。提供完善的数据维护工具，即使在数据库遭到意外破坏时，仍可利用修复功能恢复，还可以自动定义定时自动备份报警数据。内置运行看门狗在系统遇到故障时，报警管理系统自动重新启动程序或重启计算机，以保证系统的正常运行，提高系统的可靠性。软件在非正常退出时，能够自动修复数据库并重建索引。 4、系统设计依据 防盗报警系统方案设计遵循的规范标准如下： 1、《民用建筑电气设计规范》JCJ/T 16-92 2、《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92 3、《安全防范工程程序与要求》GA/T 75-94 4、《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90 5、《保安安保监控工程技术规范》GA/T 76-96 6、《安全防范工程费用预算编制方法》GA/T 70-94 5、系统逻辑拓扑图   6、系统防区图   7、设备规格 1.1.智能眼探头规格 ·成像器件：1/4 彩色CMOS ·识别分辨率：640x480 ·压缩图像格式：M-JPEG ·压缩图像帧速率：3-10帧/秒 ·识别区域: 80米长*50度视场 ·最低照度：0.5lux（支持850nm红外灯） ·应用环境：室外环境（包含下雨、下雪、大雾、沙尘、穿透玻璃） ·配置方式：web浏览器 ·数据接口：以太网RJ45、无线以太网(802.11B/G) ·电源：12V DC +/-10% ·功耗：2.5瓦/以太网，4瓦/无线以太网 ·工作温度：-20度～+70度 ·防尘等级：IP66 ·浪涌保护：2KV ·体积: 115x75x42 毫米/以太网,115x75x58毫米/无线以太网 ·重量: 200克（含包装盒）     1.2.报警主机规格 ·存储空间：160GB或500GB ·支持连接探头数量：8、16、32、64、128、256路 ·支持并发操作站：8个 ·可移动存储：SD/MMC/MS pro ·网络接口：10/100/1000M以太网，WiFi 802.11n无线以太网 · 电源：19VDC · 功率：65W · 工作温度：0～50度 · 体积：216x178x25毫米 · 重量：1公斤 1.3.无线以太网延长器 ·接口：1x RJ45 10/100Mbps以太网 ·无线网标准：802.11b/g，自动速率1/2/5.5/6/9/11/12/18/24/36/48/54 · 外置可拆卸天线：2dB ·安全标准：WEP 64/128/152位，WPA/TKIP/PSK，802.11i(WPA2) · 双SSID · 电源：5V@2A（外置适配器） · 工作温度：0~40度 · 体积：90x60x146毫米 · 重量：500克   8、设备清单 项  设备型号  设备描述  数量   前端设备   1  WE-A-IR  支持红外灯，以太网通信模式  4   2  红外灯  50米红外投射灯  4     LED小型投光灯  50米投射距离     控制中心   3  报警主机  支持4路探头接入，短信报警，彩信报警  1   4  无线以太网延长器（选项）  室内中继无线以太网信号，30米  4   5  整流电源  智能眼探头集中供电装置，12VDCx4A  1   6  无线路由器  用户提供  1   7  ADSL Modem  电信提供  1   附属设备   8  信号防雷器  以太网  4   9  电源防雷器  12VDC电源  4   10  5类双绞线    若干   11  电源线  RVV2*1.5  若干

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