无线 GSM家居防盗报警系统的组成及性能I
这是我们最新开发成功的针对家庭防盗用的GSM家居防盗报警系统,这套系统的突出优点是不再依赖有线电话执行报警,而是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络,采用最直观的中文短消息形式,直接把多个报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。
【赛迪网讯】近年来,全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显,其高度的开放性、集成性和灵活性,为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间,而智能视频监控则是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。
智能视频(IV,Intelligent Video)源自计算机视觉(CV,Computer Vision)技术。计算机视觉技术是人工智能(AI,Artificial Intelligent)研究的分支之一,它能够在图像及图像描述之间建立映射关系,从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。
智能的视频监控技术
视频监控中所提到的智能视频技术主要是指:“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。
智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,过滤掉用户不关心的信息,仅仅为监控者提供有用的关键信息。
智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础,但又有别于一般的网络化视频监控,它是一种更高端的视频监控应用。
智能视频监控系统能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效地协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象。
在世界反恐斗争日趋严峻的今天,智能视频监控显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工具。此外,智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景,以提高用户的投资回报。
视频监控系统的演变
第一代视频监控系统
第一代视频监视系统指的是以VCR(Video Cassette Recorders)为代表的传统CCTV监控系统,系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。
第一代系统存在很多明显的缺点,例如维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统(如门禁、周界防护等)有效集成、录像质量将会随着时间的推移下降等。
第二代视频监控系统
在上世纪90年代中期,以DVR(Digital Video Recorder)为代表的第二代视频监视系统出现在视频监视市场上。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化,并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上。
数字化的存储大大提高了用户对录像信息的处理能力,用户可以通过DVR来控制摄像机的启闭,从而实现移动侦测功能。此外对于报警事件以及事前/事后报警信息的搜索也变得异常简单。
进入二十一世纪后,随着网络技术的发展,DVR系统又进一步发展成为具有网络功能的NVR (Network DVR)系统。与DVR系统相比,NVR系统不但实现了视频信息的数字化存储,还实现了视频档案信息的数字化传播,即NVR可以直接接入到IP网络中,从而使存储下来的视频信息可以通过网络方便的进行共享。
第三代视频监控系统
第三代系统指定就是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统,又称为IP监视系统,它最早出现于2001年。
网络化视频监视系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的,因此它克服了DVR/NVR无法通过网络获取视频信息的缺点,用户可以通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。
第三代视频监控系统是完全数字化的系统,它基于标准的TCP/IP协议,能够通过局域网/无线网/互联网传输,布控区域大大超过了前两代系统;它采用开放式架构,可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成;它基于嵌入式技术,性能稳定,无需专人管理;它灵活性大大提高,监控场景可以实现任意组合, 任意调用。
视频监控系统固有的局限性
无论是传统的第一代纯模拟视频监控系统,还是第二代、第三代经过部分或完全数字化之后的视频监控系统,都具有一些固有的局限性:
1.人类自身的弱点
在很多情况下,人类并非一个可以完全信赖的观察者,无论是在观看实时的视频流还是在观看录像回放的时候,由于自身生理上的弱点,我们经常无法察觉安全威胁,从而导致漏报(False Negatives)现象的发生。
2.监控时间
除了一些规模较小的监控应用之外,很少有视频监控系统会按照1:1的比例为监控摄像机配置监视器。这意味着对于那些机场、港湾等大型的视频监控系统来讲,各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。
两代视频监控系统功能比较
3.误报和漏报
误报(False-Positive)和漏报(False-Negative)是视频监视系统中最常见的两大问题。漏报指的是在监控点发生安全威胁时,该威胁没有被监控系统或安全人员发现。误报指的是位于监控点的安全活动被误认为是安全威胁,从而产生错误的报警。
4.数据分析困难
报警发生后对录像数据进行分析通常是安全人员必须要做的工作之一,而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。安全人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料,找到肇事者、确定事故责任或评估该事件的安全威胁。
由于传统视频监控系统缺乏智能因素,录像数据无法被有效的分类存储,最多只能打上时间标签,因此数据分析工作变得及其耗时,并且很难获得全部的相关信息,而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加,从给数据分析工作带来更大的难度。
5.响应时间长
对于安全威胁的响应速度关系到一个安全系统的整体性能。传统的视频监控系统通常都由安全工作人员对安全威胁作出响应和处理,这对于处理一般性的、实时响应要求较低的安全威胁来说已经足够。
但是很多情况下,在威胁发生时,需要安全系统的多个功能部分,甚至多个安全相关的部门在最短的时间内协调配合,共同处理危机。这时候,监控系统的响应速度将直接关系到用户的人身或财产的损失情况。
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由于它采用的是传统的本地式,一开一关的控制方式,所以制约了现代人快节奏的生活方式,同时也限制了它在现代家庭中的应用。随着科技的发展和人民生活水平的提高,人们对家庭的照明系统提出了新的要求,它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度,而且与家居子系统来配合不同的应用场合做出相应的灯光场景,而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活性来适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升家庭环境的品质,确保家庭生活的舒适和健康。所以网络开关代替传统的开关,智能照明系统代替传统的照明系统,是家居智能化过程中必然要走的一步。
1传统开关的缺陷传统开关的缺陷主要存在于以下几个方面:
1)适合于目前大房子,如别墅,跃层等有楼上楼下的房子。因为,没有遥控功能。房间越大就越不方便。没有简单的方法实现全开全关的操作,离家前还得检查一遍是否所有的灯已经关闭,非常麻烦。没有场景操作,不能对成组的灯进行控制,使家庭的光线显得比较单调,不能满足人们的要求。双控开关布线复杂,更无法实现三控和多控。而且改变一个开关的控制对象是不可能的事。在装修好的房子里增加灯和开关,就会破坏装修。
2)关灯原理不合乎节能的要求。因力,由于关灯不万便,造成关灯不及时而浪费电。没有调光功能,有的时候灯太亮却无法调暗,刺激人眼,而且费电,只有更换灯泡才能解决问题。还有开关灯时,亮度骤然变化,不仅对人眼刺激很大,而且灯丝温度骤冷骤热,影响灯泡的使用寿命。不能自动延时关灯,费电,费事。此外,市面上能见到的个别智能产品也不能满足人们整体的需要。因为宾馆床头的总控制盒的概念,连线复杂,且只能在一个地方控制,不适合于大房子。单独的遥控灯不能实现网络化的控制方式。不能用一个遥控器控制所有的灯。单独的调光开关只是调光,没有记忆功能,不能自动延时或进行其他高级操作。单独的延时开关只是延时,也不能调光或进行其他高级操作。随着人们生活水平的提高,人们对生活品质的要求也越来越高,对照明的控制人们希望使用方便甚至是随心所欲,传统的照明系统已经远远满足不了现代人的需要,于是智能照明系统应运而生。它不仅具有软起,调光,全开全关等基本的功能,而且具有如场景设置,与其它智能系统连动而产生的各种高级功能。
下面我们就以瑞朗公司设计的家庭智能照明系统为例,介绍一下目前智能家居照明系统的结构和功能。
2智能照明系统的结构瑞朗公司的智能照明系统是基于我们家庭中已经存在的电力线网络,利用电力线载波技术以及电力线信息传输协议X10协议来控制家庭当中所有的照明设备。
3智能照明子系统的功能瑞朗智能照明系统具有非常丰富的功能,具体来说具有以下几种功能:
1)集中控制和多点操作功能:在任何一个地方的终端均可控制不同地方的灯;或者是在不同地方的终端可以控制同一盏灯。
2)软启功能:开灯时,灯光由暗渐渐变亮,关灯时,灯光由亮渐渐变暗,避免亮度的突然变化刺激人眼,给人眼一个缓冲,保护眼睛。而且避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击,保护灯泡,延长使用寿命。
3)灯光明暗调节功能:无论您是在会客、看电视、听音乐、或与家人在一起、或独自思考、甚至在品尝威士忌时,调节不同灯光的亮度,更能为您创造舒适、宁静、和谐、温馨的气氛、更深的体会生活,柔和的光线能给您一个好心情,少而暗的光帮助您思考,多而亮的光使气氛更加热烈。而这些操作时非常方便的,你可以按住本地开关来进行光的调亮和调暗,也可以利用集中控制器或者是遥控器,只需要一按按键,就可以调节光的明暗亮度。
4)全开全关和记忆功能:整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。当您在入睡或者是离家之前,你可以按一下全关按钮,全部的照明设备将全部关闭。免除了您跑遍全部房间的烦恼。
5)定时控制功能:比如说每天早上七点钟,您床边的台灯会亮起,晚上12点的时候您家里的灯会自动熄灭。
6)场景设置:对于固定模式的场景、您无需逐一地开关灯和调光,只进行一次编程,就可以按一个键控制一组灯,这就是场景设置功能。当您在书房读书累了的时候,需要小憩一会,只要按动一个键,转入书房休息模式,灯光将由明亮渐渐的转入昏暗,您就可以舒舒服服的眯上一会了。
智能照明系统的灯光设计还可以与其他智能家居系统连动,将更加人性的功能展现在您的面前,当您的家里开舞会的时候,只要您按一下舞会模式的按钮,您的音响就会开启,播放您最最喜欢的曲子,灯光将变暗,闪烁,空调将自动设定为一种比较合适的温度,来营造一种热烈,舒适的娱乐环境。或者当您看电视的时候,您客厅中的灯会变暗,其他房间的等全部关闭。其中,场景的变化是可以随意设定的,可以发挥您自己丰富的想象力,来创造一种梦幻般的环境,它会给您带来更大的乐趣和舒适。下表就是我们常用的几种场景设置。此外,智能照明系统还具有其他的一些功能。可变开关的功能,比如说当新房在装修使用一段时间之后,您会发现一些开关位置设计的不合理,或是缺少双控或多控开关,这时就希望开关可以重新定义,或者添加。智能照明系统可以实现你的愿望。此外照明系统还有停电自锁的功能,即当您的家里停电了,来电以后所有的灯将保持熄灭状态。智能照明系统还能够和安防系统连动,当有警情发生的时候,您家里阳台上的灯会不停的闪烁报警。这里介绍的只是常用的一些功能,因为这种照明系统是可以自由设置的,所以您可以根据您个人的需要,赋予它更多的功能。
4控制方式1)本地开关:可以按照平常的习惯直接控制本地的灯光;根据您的需求,开关可以任意设定所需控制对象,比如门厅的按钮可以用来关闭所有的灯光;这样,当您离家时,轻轻一按即可关闭所有灯光,既节能,安全,又非常方便。
2)红外、无线遥控:在任一个房间,用红外手持遥控器控制所有联网灯具(无论灯具是否处在本房间内)的开关状态和调光状态;您不需要进入房间后在开灯,在您进入任一间居室前您就可以用遥控器打开灯光,从此您再也不用在黑暗中寻找灯的开关了;根据户型大小的不同,遥控器的型号也有所不同,如:四位遥控器适用于二房一厅,六位遥控器适用于三房一厅,另外还有八垃、十位、十二位,十六位遥控器适用于复式、别墅使用。
3)话远程控制:通过任何一部普通电话或手机,实现对灯光或场景的远程控制。此功能可以用在晚归前模拟主人在家的灯光状况,以迷惑可能的窃贼;
4)算机/互联网控制:通过本地计算机或者INTERNET上的一台计算机,可以远程控制灯光状态;
5)时间场景控制:通过日程管理模块,可以对灯光的定时开闭进行定义。例如,在每天早晨7:00,将卧室的灯光缓缓开启到一个合适亮度;在深夜,自动关闭全部的灯光照明。
5科学的设计我们的家庭照明系统我们的家庭一般分为客厅,卧室,餐厅,厨房,书房,卫生间等。由于它们在家庭当中不同的作用,我们可以有区别的来设计各个部分的灯光照明。
1]客厅客厅是会客的区域,也是一个家庭集中活动的场所,一般配有吊灯、射灯、壁灯、筒灯等,可以用不同的灯光相互搭配产生不同的照明效果,如休闲、娱乐、电视、会客等场景模式供随时选用。例如:设定会客为吊灯亮80%、壁灯亮60%、筒灯亮80%;看电视场景为吊灯亮20%、壁灯亮40%、筒灯亮10%,因为采用了调光控制,灯光的照度可以有一个渐变的过程,通过遥控器或通过面板的现场控制,可以随心所欲地变换场景,给客人营造一种温馨、浪谩、幽雅的灯光环境。
2)餐厅餐厅是就餐的场所,采用场景控制设定各种照明模式,可设为中餐、西餐等多种灯光场景,给家人营造—种温馨、浪漫、高雅的就餐灯光环境。照明要综台考虑,一般只要中等的亮度就够了,但桌面上的亮度应适当提高。
3)卧室卧室是主人体息的地方,需要控制中央的吊灯,床头的射灯、壁灯以及四周的筒灯,营造一个宁静、温和、安样的休息场所,同时也要满足主人整理、阅读、看电视、休息等不同照度要求。要根据不同要求,调节出适合身心、能减少疲劳的灯光照度。
4)厨房要有足够的亮度,而且宜设置局部照明。
5)卫生间要求一般,而如果有特殊要求,如化妆等就要有足够的亮度了,并且应配置局部照明。
6)书房则以功能性为主要考虑,为了减轻长时间阅读所造成的眼睛疲劳,应考虑色温较接近早晨太阳光和不闪的照明。智能照明系统利用遥控器,可以随心所欲地调节每组灯的亮度和开关。实用性和舒适度是家庭灯光照明的两大设计原则。另外个人风格也相当重要,只有这样才能设计出既使用有舒适的家庭生活环境。
6结论总而言之,照明系统是我们生活中最为常用,最为基础的系统。它的智能化无疑会给我们的生活带来深刻的影响。它不仅大大方便了我们的生活,也许它还会从一定程度上改变人们的生活方式,从而提高人们的生活质量。
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采用全程服务的方式,即客户咨询–图纸提供–实地设计–客户确认–签定合同–布线施工–安装调试验收–发送用户金卡–客户资料存档。
一户两居室的智能布线耗时约5—6天,首先是入户设计,与客户沟通设计方案并了解客户有无特殊需求;然后就开始布线,也就是在基础装修开始前,入房间施工布线,工期根据工程复杂程度大约需要2—3天;第三次上门安装隔的时间就比较长了,必须是在您的房子基础装修完成后进行,为您上门安装调试各种面板器材,也需要2—3天。
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一、前言
在人类社会即将进入信息化社会的今天,电信网络和计算机网络的发展极大地改变着全社会人们的生活方式,而人们生活方式的改变又反过来对计算机网络和电信网络的服务能力提出了更高的要求。
自九十年代起,随着Internet的兴起和个人计算机的普及,Internet用户数量及以IP为代表的数据业务呈爆炸性增长,同时出现了大量新型的业务需求,如:视频会议、电子商务、VOD视频点播等。这些新的业务需求对网络带宽提出了新的要求。由于OA和DWDM技术的进步,及ATM技术、MPLS技术、Tbps级路由器的出现,为传输网和交换网的升级换代提供了及时的手段,带宽的瓶颈落在了接入网上。
随着基于不同传输媒介的不同系统及其多种方案的出现和发展,如基于双绞线(xDSL,HomePNA)、基于数字电力线、基于无线(WLL)、基于同轴电缆(HFC、CableModem)和基于光纤(OAN)的系统,接入网宽带化得到了空前的发展。
接入网宽带化的发展,反过来又推动了新业务需求的产生和发展。远程监控就是其中之一。
二、远程监控及其图像压缩方式
远程监控过去只有银行金融机构、文博等企事业单位才会有此业务需求,多为基于传统接入方式,采用DDN,V.90Modem,ISDN等接入方式,在银行金融机构及电信营运商的通信机房进行机房的远程集中监控等。
而现在随着接入网的宽带化,远程监控对于家庭而言不再是可望不可及的一项业务,它将随着宽带接入网的发展而作为接入网的新业务蓬勃地发展起来,给人们带来新的家庭感受。
作为远程监控的主要监控内容,图像因其数据量大而需重点考虑解决方案,若图像问题解决了,则其它数据如家庭防盗、出入人员记录等的问题也将迎刃而解。
1、图像压缩方式
目前,图像压缩编码方法繁多,发展也相当迅速,经典编码方法如Huffman编码、算术编码、预测编码、变换域编码等。考虑到人的视觉感知特点与统计意义上的信息分布并不一致,引出了所谓“感知熵”理论,同时伴随着数学理论,如小波变换等以及相关学科的深入发展,产生了现代编码方式,又称分析与综合方法。基于以上两种编码方法,根据不同应用目的而制定的各种图像压缩编码的国际标准相继被推出。
归纳起来,主要有H.261、H.263、H.264建议,JPEG标准以及MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4标准等。MPEG标准尚有MPEG-7、MPEG-21等。MPEG-1/2/4是系统级的标准,它们不仅有视频编码,也有音频编码和系统层的协议内容,包含复用和同步时基等。而H.261,H.263只是一个视频编码标准,必须与其它相关的国际标准和建议相配套。
H.261主要应用于可视电话/会议电视,H.263主要用于模拟电话线上的可视电话/电视会议,而JPEG主要针对高解析度静止图像传输和低分辨率图像的传输。与H.261/3同系列的H.262与MPEG共同作为ISO/IEC13818标准草案。该标准草案主要用于数字存储、视频广播和通信。存储媒介既可直接连至解码器,也可通过总线、局域网(LAN)或电信链路等通信手段相连接。
MPEG-1标准用于数字存储体上活动图像及其伴音的编码,其数码率为1.5Mbps。MPEG-1在H.261基础上做了重大改进,以满足随机存取和高压缩比的要求,其图像扫描格式为SIF(SourceInputFormat)格式,并作为了VCD光盘的标准。
MPEG-2的标题名为“活动图像及相关声音信息的通用编码”,可理解为在MPEG-1基础上的进一步扩展和改进。目前,MPEG-2已经为世界所承认,它是声音和图像信号数字化的基础标准得到广泛的应用。引入了“可分级性(Scalability)”概念实现分级视频压缩编码。包括主级ITU-RBT.601/D1格式,HDTV级高级宽屏/窄屏格式等。
1998年通过的MPEG-4(ISO/IEC14496)标准并非MPEG-2的替代品。它着眼于不同的应用领域,非常低的数码率(可小于64kbps)的活动图像编码技术,其编码方法基于模型的方法、形态学方法和分形方法等,有别于MPEG-1/2,容错性极好。在数字监控系统(DVR等)中得到了大量的应用。
作为新一代多媒体编码技术的H.264,是MPEG4/H.263的后继者。
H.264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:jointvideoteam)开发的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。1998年1月份开始草案征集,1999年9月,完成第一个草案,2001年5月制定了其测试模式TML-8,2002年6月的JVT第5次会议通过了H.264的FCD板,2003年3月正式定稿。
H.264和以前的标准一样,也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计,不用众多的选项,获得比H.263++好得多的压缩性能;加强了对各种信道的适应能力,采用“网络友好”的结构和语法,有利于对误码和丢包的处理;应用目标范围较宽,以满足不同速率、不同解析度以及不同传输(存储)场合的需求;它的基本系统是开放的,使用无需版权。
在技术上,H.264标准中有多个闪光之处,如统一的符号编码,高精度、多模式的位移估计,基于4×4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264算法具有很的高编码效率,在相同的重建图像质量下,能够比H.263节约50%左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强,增加了差错恢复能力,能够很好地适应IP和无线网络。可以说,H.264是目前压缩率最高的视频压缩标准。并已在数字监控系统得到应用。
2、图像压缩的实现
尽管不同的厂家采用了不同的图像压缩编码方式,但从以上的分析可知,MPEG标准是针对活动图像的专用通用编码,因此图像远程监控采用MPEG标准具有先天的优势。实用系统中,当网络应用环境变化比较大时,多选用容错性最强、自适应性强的MPEG-4标准(MEPG-4Part2,MPEG-4Part10=H.264),既可用于压缩高画质的图像,又可用于压缩低画质的图像。而在网络应用环境良好时(大于2Mbps),则可用MPEG-2标准,以达到传送高画质图像的目的。
具体作为图像压缩的解决方案,CCD摄像机输出的模拟视频信号送入视频服务器(IPEncoder)的视频捕获卡,进行视频采样、A/D转换,将模拟视频信号转成数字信号。之后送入计算处理单元进行MPEG压缩,最后将压缩后的数字视频信号送入网络接口,经网络传送至远端。
三、远程监控基于宽带接入网的实现
1、基于ADSL/CableModem的点对点实现方式
基于ADSL/CableModem点对点方式的远程监控系统结构。住户家庭若有PC机,则在PC上增加一视频捕获卡,可接入1-4路模拟摄像信号。而ADSL用户传输单元ATU-R可充当视频处理的网络接口,经双绞线与ISP机房内DSLAM数字用户线访问多路复用器中的ATU-C(机房端ADSL收发单元)相联。住户家庭若无PC机,则可采用将视频捕获卡与MPEG压缩部分集成在一起,构成一视频服务器的方法。远端用户采用ADSL/CM/LAN/Modem等接入方法,接入Internet,再根据住户ADSL下的IP地址找到家庭内的PC或视频服务器,提取经MPEG压缩的图像信号,对家中老人、小孩、病人进行图像观察和语言交流。只是住户处需将数字图像上行至Internet,故速率将受限于ADSL的上行速率(64k-640kbps)。通过CableModem工作时,情况基本相同,只是ATU-R换成CableModem,DSLAM换为CMTS,而且HFC图像上行速率最大可达1.5Mbps,速率将高于ADSL的最大上行速率,但HFC存在带宽共享的问题。
由于ADSL与CableModem根据服务提供商的不同,所提供的IP地址可能是动态的,但每次开机后IP地址将是不变的。因此远端用户根据这一IP地址可以找到住户家庭内的视频服务器,也可由住户家庭PC开机后固定地向远端用户发送告知IP地址的方法来实现互联。若住户PC内安装专用安防控制软件,通过串行口接收家庭报警主机的RS232上传信号,可同时实现家庭安防系统的远程监视和控制(设防/撤防等)。
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