一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)紅外溫度傳感器陣列和聲音采集陣列與分析裝置對(duì)事故進(jìn)行反應(yīng)，后臺(tái)處理系統(tǒng)對(duì)事故發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行分析判斷，安保車在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探查并傳輸前方事故情況，從而形成一個(gè)安保系統(tǒng)，后臺(tái)處理系統(tǒng)根據(jù)一定智能算法對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行定位，并根據(jù)情況智能地對(duì)安保車發(fā)出最快抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的指令。該保安系統(tǒng)在傳感器系統(tǒng)，安保車，無(wú)線供電裝置三個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)與后臺(tái)處理系統(tǒng)進(jìn)行通信的基礎(chǔ)上完成對(duì)某一區(qū)域的安全保護(hù)工作。
【專利說(shuō)明】—種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在大多數(shù)商場(chǎng)辦公樓以及倉(cāng)庫(kù)等地方的夜間保安工作主要依靠人力，這極大的提高了成本，且人力資源有限時(shí)安保效果不佳。較為新型的移動(dòng)攝像頭安保系統(tǒng)雖然在一定程度上減少了成本，但缺乏選擇性，將工作時(shí)間內(nèi)的全部視頻監(jiān)控資料上傳服務(wù)器，導(dǎo)致服務(wù)器中大量存儲(chǔ)不重要信息，造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)被保護(hù)空間中的紅外溫度傳感器陣列和聲音采集陣列與分析裝置對(duì)該空間中的異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在事故發(fā)生時(shí)由后臺(tái)處理系統(tǒng)對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行分析定位，并對(duì)安保車發(fā)出指令，前往事發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行查看，提高安保系統(tǒng)自動(dòng)化程度和安全性的基礎(chǔ)上，減少不必要的電力和服務(wù)器存儲(chǔ)空間的使用。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，包括傳感器系統(tǒng)、后臺(tái)處理系統(tǒng)、安保車、無(wú)線通訊模塊和無(wú)線供電裝置，其中:
[0006]所述傳感器系統(tǒng)，包括聲音采集陣列與分析裝置和紅外溫度傳感器陣列，所述聲音采集陣列與分析裝置用于分析降噪麥克風(fēng)采集的受保護(hù)區(qū)域中的聲音信號(hào)，并利用陣列式排列的麥克風(fēng)組對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量；
[0007]所述紅外溫度傳感器陣列，用于對(duì)被保護(hù)空間中的溫度情況進(jìn)行監(jiān)督，并與一個(gè)判斷裝置配合工作，針對(duì)火災(zāi)和人員非法進(jìn)入兩種事故進(jìn)行防護(hù)；
[0008]所述判斷裝置是一種根據(jù)預(yù)先設(shè)定門檻值對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷的裝置，用于實(shí)時(shí)判斷所收集到信號(hào)是否達(dá)到事故水平，采取就地安裝的方式，裝設(shè)在傳感器旁邊，通過(guò)數(shù)據(jù)線直接傳輸數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性；
[0009]所述后臺(tái)處理系統(tǒng)，用于數(shù)學(xué)計(jì)算傳感器系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，將計(jì)算結(jié)果通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳遞給安保車；
[0010]所述安保車，用于接受后臺(tái)處理系統(tǒng)的控制信息，完成控制命令；
[0011 ] 所述無(wú)線供電裝置，用于向安保車提供電量和判斷剩余電量。
[0012]所述安保車，包括無(wú)線遙控接收模塊、控制器、通訊系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)和電池管理系統(tǒng)，其中，控制器連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接電動(dòng)機(jī)，電池管理系統(tǒng)與控制器雙向通信，電池管理系統(tǒng)連接有蓄電池和無(wú)線充電模塊，控制器與通訊系統(tǒng)雙向通信。
[0013]所述控制器連接有攝像頭及音頻采集設(shè)備，所述通訊系統(tǒng)包括WiFi模塊。
[0014]基于上述移動(dòng)智能保安系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，具體包括以下步驟:
[0015](I)安保車通過(guò)降噪麥克風(fēng)對(duì)受保護(hù)區(qū)域中的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰暡ǚ治鲅b置中進(jìn)行分析，分析裝置通過(guò)FastICA算法對(duì)聲波進(jìn)行分析，當(dāng)非環(huán)境成分聲波幅值大于既定門檻值，且持續(xù)時(shí)間大于可以接受的擾動(dòng)最大持續(xù)時(shí)間，則分析裝置判斷事故發(fā)生；
[0016](2)根據(jù)聲波傳至聲音米集陣列的傳感器的時(shí)間差,和聲源相對(duì)聲音米集陣列裝置的角度，計(jì)算出聲源距離傳感器的距離；
[0017](3)紅外溫度傳感器陣列感受人體或火災(zāi)發(fā)出的文圖，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出判斷，并對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量；
[0018](4)后臺(tái)處理系統(tǒng)接受紅外溫度傳感器陣列和聲波分析裝置的分析結(jié)果，通過(guò)感應(yīng)的距離和時(shí)間，確定事故點(diǎn)、安保車坐標(biāo)，計(jì)算并選擇最短路徑，對(duì)安保車發(fā)出控制指令，發(fā)送沿該路徑行駛的指令；
[0019](5)安保車上的電池管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安保車電量過(guò)低不足時(shí)，后臺(tái)處理系統(tǒng)將依據(jù)其他安保車剩余電量安排調(diào)度，配合執(zhí)行事故現(xiàn)場(chǎng)查看任務(wù)，安保車回到待命點(diǎn)時(shí)，車上的電池管理系統(tǒng)根據(jù)剩余電量判斷是否啟動(dòng)無(wú)線充電裝置。
[0020]所述步驟(2)中，所述聲音采集陣列的傳感器的布置方法為:至少布置三個(gè)聲音采集傳感器，根據(jù)場(chǎng)地情況大小差異調(diào)整傳感器安裝數(shù)量，當(dāng)受保護(hù)區(qū)域不是一個(gè)立方體空間，而是由多個(gè)立方體組合而成的區(qū)域，則需要在每一個(gè)立方體內(nèi)裝設(shè)一組獨(dú)立傳感器；由于陣列式傳感器的最靈敏角度范圍有限，所以在測(cè)量角度過(guò)小時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的測(cè)量誤差，因此當(dāng)某一受保護(hù)的立方體空間的高度與底面對(duì)角線長(zhǎng)度之比小于傳感器陣列的最小靈敏角度時(shí)，需要增加傳感器安裝點(diǎn)的數(shù)量，使其配合工作，從而減小每一傳感器的負(fù)責(zé)區(qū)域。
[0021]所述步驟(2)中，如果空間中存在固定物件，預(yù)先將其坐標(biāo)與尺寸輸入后臺(tái)處理系統(tǒng)中。
[0022]所述步驟(3)中，當(dāng)有人員非法進(jìn)入時(shí)，紅外溫度傳感器陣列就會(huì)感受到人體散發(fā)出的熱輻射，并將該數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中，判斷裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出人員非法進(jìn)入事故的判斷。
[0023]所述步驟(3)中，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，紅外溫度傳感器陣列在第一時(shí)間感受到火焰的溫度，并將數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中。
[0024]所述步驟(5)中，在安保車行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)持續(xù)對(duì)事故進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若在途中事故消失，則對(duì)安保車發(fā)出返回待命點(diǎn)的指令。
[0025]所述步驟(5)中，安保車上的WiFi模塊、攝像頭及音頻采集設(shè)備為打開(kāi)狀態(tài)，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi傳輸?shù)椒?wù)器上進(jìn)行存儲(chǔ)，保證安保車在執(zhí)行事故點(diǎn)查看任務(wù)時(shí)如果遭到毀壞，事故現(xiàn)場(chǎng)的資料也被保留。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027]1.通過(guò)使用傳感器與安保車配合，可減少對(duì)一個(gè)較大空間的安保所需的人力資源，并且該安保系統(tǒng)可以無(wú)間斷工作，避免了人工巡視的間歇性導(dǎo)致的安全性缺陷；
[0028]2.提高了路線選擇的靈活性，當(dāng)巡視路線上有障礙物時(shí)，安保車可以繞開(kāi)繼續(xù)前進(jìn)，而尋線機(jī)器人則只能等待障礙消失而這就會(huì)增加夜間值班人員的工作量，降低了自動(dòng)化程度。；
[0029]3.減少了安裝攝像頭數(shù)量以及相關(guān)線路鋪設(shè)的成本，使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻和音頻數(shù)據(jù)傳輸，大大節(jié)省了安裝改造與維修護(hù)理的成本，并提高了減少了對(duì)場(chǎng)地的不必要占用，可以從側(cè)面提高生產(chǎn)效率；
[0030]4.通過(guò)計(jì)算準(zhǔn)確判斷出事故發(fā)生地點(diǎn)，方便了值班人員采取措施，提高了安保效果O
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明的流程示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明的事故點(diǎn)定位方法示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明的測(cè)距方法示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明的安保車結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0036]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]如圖1-圖4所示，一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，包括:
[0038]1、傳感器系統(tǒng):
[0039]1.1聲音采集陣列與分析裝置
[0040]該裝置包含聲音采集陣列和聲波分析兩部分。通過(guò)降噪麥克風(fēng)對(duì)受保護(hù)區(qū)域中的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰暡ǚ治鲅b置中進(jìn)行分析。因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)間為夜間，所以無(wú)事故發(fā)生時(shí)聲音信號(hào)很弱，但會(huì)存在風(fēng)聲或者其他短時(shí)擾動(dòng)。另外陣列式排列的麥克風(fēng)組可以對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。分析裝置通過(guò)FastICA算法對(duì)聲波進(jìn)行分析，當(dāng)非環(huán)境成分聲波幅值大于既定門檻值，且持續(xù)時(shí)間大于可以接受的擾動(dòng)最大持續(xù)時(shí)間，則分析裝置判斷事故發(fā)生?，F(xiàn)設(shè)置3個(gè)聲音采集傳感器，并根據(jù)聲波傳至三個(gè)傳感器時(shí)間差，和生源相對(duì)聲音采集陣列裝置的角度9sl，0s2, 0s3可以計(jì)算出聲源距離三個(gè)傳感器的距離Dsl，Ds2, Ds3。
[0041]計(jì)算公式如下所示:
[0042]⑴
[0043]Ds2 = Dsl+Atl2 X Vs(2)
[0044]Ds3 = Dsl+At13 X Vs (3)
[0045]1.2紅外溫度傳感器陣列
[0046]該裝置用于對(duì)被保護(hù)空間中的溫度情況進(jìn)行監(jiān)督，并與一個(gè)判斷裝置配合工作，針對(duì)火災(zāi)和人員非法進(jìn)入兩種事故進(jìn)行防護(hù)。當(dāng)有人員非法進(jìn)入時(shí)，紅外溫度傳感器陣列就會(huì)感受到人體散發(fā)出的熱輻射，并將該數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中，判斷裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出人員非法進(jìn)入事故的判斷。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，紅外溫度傳感器陣列可以在第一時(shí)間感受到火焰的溫度，并將數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中。判斷裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出火災(zāi)事故的判斷。因?yàn)槿梭w的熱輻射和火焰的熱輻射溫度差別明顯，所以判斷裝置的準(zhǔn)確性很高。另外陣列式排列的紅外溫度傳感器組可以對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。當(dāng)上述兩種事故發(fā)生時(shí)，可以根據(jù)三個(gè)傳感器所測(cè)的時(shí)間差和測(cè)得的熱源與紅外溫度傳感器陣列相對(duì)角度etl，0t2, 0t3可以計(jì)算出熱源距離三個(gè)傳感器的距離DTl，DT2，DT3，計(jì)算原理與聲音采集陣列與分析裝置一樣。
[0047]計(jì)算公式如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，其特征是:包括傳感器系統(tǒng)、后臺(tái)處理系統(tǒng)、安保車、無(wú)線通訊模塊和無(wú)線供電裝置，其中: 所述傳感器系統(tǒng)，包括聲音采集陣列與分析裝置和紅外溫度傳感器陣列，所述聲音采集陣列與分析裝置用于分析降噪麥克風(fēng)采集的受保護(hù)區(qū)域中的聲音信號(hào)，并利用陣列式排列的麥克風(fēng)組對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量； 所述紅外溫度傳感器陣列，用于對(duì)被保護(hù)空間中的溫度情況進(jìn)行監(jiān)督，并與一個(gè)判斷裝置配合工作，針對(duì)火災(zāi)和人員非法進(jìn)入兩種事故進(jìn)行防護(hù)； 所述判斷裝置是一種根據(jù)預(yù)先設(shè)定門檻值對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷的裝置，用于實(shí)時(shí)判斷所收集到信號(hào)是否達(dá)到事故水平，采取就地安裝的方式，裝設(shè)在傳感器旁邊，通過(guò)數(shù)據(jù)線直接傳輸數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性； 所述后臺(tái)處理系統(tǒng)，用于數(shù)學(xué)計(jì)算傳感器系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，將計(jì)算結(jié)果通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳遞給安保車； 所述安保車，用于接受后臺(tái)處理系統(tǒng)的控制信息，完成控制命令； 所述無(wú)線供電裝置，用于向安保車提供電量和判斷剩余電量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，其特征是:所述安保車，包括無(wú)線遙控接收模塊、控制器、通訊系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)和電池管理系統(tǒng)，其中，控制器連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接電動(dòng)機(jī)，電池管理系統(tǒng)與控制器雙向通信，電池管理系統(tǒng)連接有蓄電池和無(wú)線充電模塊，控制器與通訊系統(tǒng)雙向通信。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)，其特征是:所述控制器連接有攝像頭及音頻采集設(shè)備，所述通訊系統(tǒng)包括WiFi模塊。
4.基于權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的移動(dòng)智能保安系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:具體包括以下步驟: (1)安保車通過(guò)降噪麥克風(fēng)對(duì)受保護(hù)區(qū)域中的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰暡ǚ治鲅b置中進(jìn)行分析，分析裝置通過(guò)FastICA算法對(duì)聲波進(jìn)行分析，當(dāng)非環(huán)境成分聲波幅值大于既定門檻值，且持續(xù)時(shí)間大于可以接受的擾動(dòng)最大持續(xù)時(shí)間，則分析裝置判斷事故發(fā)生； (2)根據(jù)聲波傳至聲音米集陣列的傳感器的時(shí)間差，和聲源相對(duì)聲音米集陣列裝置的角度，計(jì)算出聲源距離傳感器的距離； (3)紅外溫度傳感器陣列感受人體或火災(zāi)發(fā)出的文圖，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出判斷，并對(duì)事故點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)的相對(duì)角度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量； (4)后臺(tái)處理系統(tǒng)接受紅外溫度傳感器陣列和聲波分析裝置的分析結(jié)果，通過(guò)感應(yīng)的距離和時(shí)間，確定事故點(diǎn)、安保車坐標(biāo)，計(jì)算并選擇最短路徑，對(duì)安保車發(fā)出控制指令，發(fā)送沿該路徑行駛的指令； (5)安保車上的電池管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安保車電量過(guò)低不足時(shí)，后臺(tái)處理系統(tǒng)將依據(jù)其他安保車剩余電量安排調(diào)度，配合執(zhí)行事故現(xiàn)場(chǎng)查看任務(wù)，安保車回到待命點(diǎn)時(shí)，車上的電池管理系統(tǒng)根據(jù)剩余電量判斷是否啟動(dòng)無(wú)線充電裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(2)中，所述聲音采集陣列的傳感器的布置方法為:至少布置三個(gè)聲音采集傳感器，根據(jù)場(chǎng)地情況大小差異調(diào)整傳感器安裝數(shù)量，當(dāng)受保護(hù)區(qū)域不是一個(gè)立方體空間，而是由多個(gè)立方體組合而成的區(qū)域，則需要在每一個(gè)立方體內(nèi)裝設(shè)一組獨(dú)立傳感器；由于陣列式傳感器的最靈敏角度范圍有限，所以在測(cè)量角度過(guò)小時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的測(cè)量誤差，因此當(dāng)某一受保護(hù)的立方體空間的高度與底面對(duì)角線長(zhǎng)度之比小于傳感器陣列的最小靈敏角度時(shí)，需要增加傳感器安裝點(diǎn)的數(shù)量，使其配合工作，從而減小每一傳感器的負(fù)責(zé)區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(2)中，如果空間中存在固定物件，預(yù)先將其坐標(biāo)與尺寸輸入后臺(tái)處理系統(tǒng)中。
7.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(3)中，當(dāng)有人員非法進(jìn)入時(shí)，紅外溫度傳感器陣列就會(huì)感受到人體散發(fā)出的熱輻射，并將該數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中，判斷裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)作出人員非法進(jìn)入事故的判斷。
8.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(3)中，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，紅外溫度傳感器陣列在第一時(shí)間感受到火焰的溫度，并將數(shù)據(jù)傳到判斷裝置中。
9.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(5)中，在安保車行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)持續(xù)對(duì)事故進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若在途中事故消失，則對(duì)安保車發(fā)出返回待命點(diǎn)的指令。
10.如權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述步驟(5)中，安保車上的WiFi模塊、攝像頭及音頻采集設(shè)備為打開(kāi)狀態(tài)，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi傳輸?shù)椒?wù)器上進(jìn)行存儲(chǔ)，保證安保車在執(zhí)行事故點(diǎn)查看任 務(wù)時(shí)如果遭到毀壞，事故現(xiàn)場(chǎng)的資料也被保留。
【文檔編號(hào)】G08B25/10GK103996264SQ201410192779
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】田貫宇, 張恒旭, 靳宗帥 申請(qǐng)人:山東大學(xué)