本實(shí)用新型涉及家庭安全監(jiān)控報(bào)警領(lǐng)域，特別是涉及一種家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

家庭是人們主要生活休閑的場(chǎng)所。良好的安全環(huán)境對(duì)于提高人們的生活幸福感有很重要的幫助。對(duì)于家庭安全，基本采取使用傳感器探測(cè)目標(biāo)事件是否發(fā)生或者使用視頻監(jiān)控。基于傳感器探測(cè)的，檢測(cè)方式較為單一，無法直接根據(jù)傳感器結(jié)果區(qū)分目標(biāo)類型，及時(shí)能夠區(qū)分目標(biāo)類型傳感器對(duì)于溫度熱量較為敏感。采用視頻監(jiān)控的，對(duì)個(gè)人或家庭的隱私引入了不安定的因素。

在實(shí)現(xiàn)過程中，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)中至少存在如下問題：現(xiàn)有技術(shù)中，無法準(zhǔn)確有效的根據(jù)探測(cè)器的探測(cè)結(jié)果判斷目標(biāo)類型、速度，以及容易造成隱私泄露。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)控方法及裝置檢測(cè)效果不佳以及容易造成隱私泄露的問題，提供一種家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例為：

一方面，提供了一種家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括檢測(cè)單元、主機(jī)及報(bào)警單元；

檢測(cè)單元包括光纖傳感器以及超聲波換能器；光纖傳感器包括光纖傳感接收器、光纖傳感發(fā)射器、光纖跳線；光纖跳線以預(yù)設(shè)的布線方式鋪設(shè)在地墊中；預(yù)設(shè)的布線方式為根據(jù)地墊的預(yù)設(shè)感知區(qū)域的大小，將光纖傳感器布置成為網(wǎng)格狀、優(yōu)選以蛇形走線的方式布置為網(wǎng)狀；超聲波換能器設(shè)置在房間頂部，優(yōu)選換能器數(shù)量為2個(gè)或4個(gè)；檢測(cè)單元的輸出端通過有線或無線方式與主機(jī)的輸入端相連，主機(jī)的報(bào)警輸出端與報(bào)警單元輸入端通過有線或無線相連，報(bào)警單元包括本地聲光報(bào)警器以及遠(yuǎn)程報(bào)警終端，所述遠(yuǎn)程報(bào)警終端通過無線方式與用戶或物業(yè)手機(jī)或電腦相連；

光纖傳感發(fā)射器在主機(jī)的控制下向光纖跳線發(fā)送光信號(hào)；

光纖傳感接收器接收光纖跳線在發(fā)生形變時(shí)基于光信號(hào)輸出的變化，并將變化數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)；

主機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分幀處理，分別獲取分幀對(duì)應(yīng)的信號(hào)；計(jì)算獲取的信號(hào)的短時(shí)能量，在所述短時(shí)能量滿足設(shè)定的閾值時(shí)，通過小波分析獲取所述信號(hào)的峰均比、特征包絡(luò)、以及時(shí)域熵值，將所述峰均比、特征包絡(luò)、以及時(shí)域熵值作為特征向量利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)到模板進(jìn)行比較，判斷主機(jī)接收到的信號(hào)是由人體活動(dòng)引起還是由動(dòng)物活動(dòng)引起，以及區(qū)分人體活動(dòng)是正常行走或跑動(dòng)、還是劇烈運(yùn)動(dòng)（如打架）、或者摔倒或跌倒，當(dāng)判斷信號(hào)是由人體活動(dòng)引起時(shí)，主機(jī)控制超聲波換能器對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行掃描，并根據(jù)掃描結(jié)果與主機(jī)內(nèi)預(yù)存儲(chǔ)的超聲波掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷是否與預(yù)存收據(jù)相符。若檢測(cè)到人體活動(dòng)并且根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)判斷所述超聲掃描結(jié)果與預(yù)存值不匹配，則控制報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警。

另一方面，提供了一種家庭監(jiān)控方法，包括步驟：

1）系統(tǒng)初始化，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，建立運(yùn)動(dòng)特征數(shù)據(jù)庫以及超聲掃描特征數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)在主機(jī)中。

2）主機(jī)采集光纖傳感器的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理，對(duì)分幀后的數(shù)據(jù)計(jì)算短時(shí)能量，當(dāng)短時(shí)能量超過設(shè)定閾值時(shí)，判定有運(yùn)動(dòng)發(fā)生，然后對(duì)該短時(shí)能量超過閾值的信號(hào)采用小波分析，提取峰均比、特征包絡(luò)以及時(shí)域熵，將所述峰均比、特征包絡(luò)以及時(shí)域熵作為特征向量利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的運(yùn)動(dòng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述信號(hào)是否是有人體活動(dòng)引起，以及人體活動(dòng)強(qiáng)度是否在正常范圍內(nèi)，若所述信號(hào)是由人體活動(dòng)引起且在活動(dòng)強(qiáng)度在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟3）；若所述信號(hào)是由人體活動(dòng)引起且在活動(dòng)強(qiáng)度不在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟4）；若所述信號(hào)并非由人體活動(dòng)引起則返回步驟2）。

3）主機(jī)控制超聲換能器對(duì)房間內(nèi)進(jìn)行掃描，并將所述超聲掃描結(jié)果與預(yù)存超聲掃描特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述人體是否為家庭成員，若為家庭成員則返回步驟2），若非家庭成員則執(zhí)行步驟4）。

4）主機(jī)控制報(bào)警單元執(zhí)行報(bào)警，啟動(dòng)聲光報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)程報(bào)警終端將報(bào)警信息發(fā)送至用戶手機(jī)和/或物業(yè)。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：

本實(shí)用新型的家庭安全監(jiān)控報(bào)警方法，其中光纖傳感器不受環(huán)境溫度、濕度、光照及背景變化的影響；采用光纖跳線的蛇形走線的布線方式，能夠在同樣面積的感知區(qū)域下大大減少光纖傳感器的數(shù)量，從而降低成本功耗；同時(shí)采用光纖跳線進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，檢測(cè)得到的是波形數(shù)據(jù)，通過對(duì)波形數(shù)據(jù)的分析處理能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行分類以及目標(biāo)活動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行判斷；所述超聲換能器采集到的人體數(shù)據(jù)僅僅是波形數(shù)據(jù)不同于現(xiàn)有技術(shù)中的圖像和/或視頻，即使被入侵泄漏也不會(huì)造成家庭成員隱私數(shù)據(jù)外泄，增強(qiáng)系統(tǒng)隱私性。

附圖說明

通過附圖中所示的本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，且并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。

圖1為本實(shí)用新型家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型家庭安全監(jiān)控方法示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的首選實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件并與之結(jié)合為一體，或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“一端”、“另一端”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本實(shí)用新型家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)：

為了解決傳統(tǒng)技術(shù)中家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確度不高以及容易造成隱私泄露的問題，本實(shí)用新型提供了一種家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)；圖1為本實(shí)用新型家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，可以包括檢測(cè)單元2、主機(jī)1和報(bào)警單元3；

檢測(cè)單元2包括光纖傳感器2.1以及超聲換能器2.2；光纖傳感器包括光纖傳感接收器、光纖傳感發(fā)射器和光纖跳線；光纖跳線以預(yù)設(shè)的布線方式鋪設(shè)在地墊中；其中，預(yù)設(shè)的布線方式為根據(jù)地墊的預(yù)設(shè)感知區(qū)域的大小，將光纖跳線以蛇形走線的方式布置成為網(wǎng)格狀；超聲波換能器設(shè)置在房間頂部，為獲得最優(yōu)的探測(cè)效果可以選擇每個(gè)房間內(nèi)選擇2個(gè)換能器沿房間對(duì)角線安裝或者選擇4個(gè)超聲換能器設(shè)置在房間頂部四角，或者選擇換能器陣列放置在房間頂部靠近中央位置；

主機(jī)包括處理器、輸入輸出接口、存儲(chǔ)單元以及信號(hào)處理電路，檢測(cè)單元的輸出端通過有線或無線方式與主機(jī)的輸入輸出端相連，主機(jī)的報(bào)警輸出端與報(bào)警單元輸入端通過有線或無線相連；

報(bào)警單元包括本地聲光報(bào)警器以及遠(yuǎn)程報(bào)警終端，所述遠(yuǎn)程報(bào)警終端通過無線方式與用戶或物業(yè)手機(jī)或電腦相連。

光纖傳感發(fā)射器在主機(jī)的控制下向光纖跳線發(fā)送光信號(hào)；

光纖傳感接收器接收光纖跳線在發(fā)生形變時(shí)基于光信號(hào)輸出的變化，并將變化數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)；

主機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分幀處理，分別獲取分幀對(duì)應(yīng)的信號(hào)；計(jì)算獲取的信號(hào)的短時(shí)能量，在所述短時(shí)能量滿足設(shè)定的閾值時(shí)，通過小波分析獲取所述信號(hào)的峰均比、特征包絡(luò)、以及時(shí)域熵值，將所述峰均比、特征包絡(luò)、以及時(shí)域熵值作為特征向量利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)到模板進(jìn)行比較，判斷主機(jī)接收到的信號(hào)是由人體活動(dòng)引起還是由動(dòng)物活動(dòng)引起，以及區(qū)分人體活動(dòng)是正常行走或跑動(dòng)、還是劇烈運(yùn)動(dòng)（如打架）、或者摔倒或跌倒，當(dāng)判斷信號(hào)是由人體活動(dòng)引起時(shí)，主機(jī)控制超聲波換能器對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行掃描，并根據(jù)掃描結(jié)果與主機(jī)內(nèi)預(yù)存儲(chǔ)的超聲波掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷是否與預(yù)存收據(jù)相符。若檢測(cè)到人體活動(dòng)并且根據(jù)超聲波數(shù)據(jù)判斷所述超聲掃描結(jié)果與預(yù)存值不匹配，則控制報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警。

本實(shí)用新型家庭安全監(jiān)控方法：如圖2所示：

1）系統(tǒng)初始化，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，建立運(yùn)動(dòng)特征數(shù)據(jù)庫以及超聲掃描特征數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)在主機(jī)中。

2）主機(jī)采集光纖傳感器的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理，對(duì)分幀后的數(shù)據(jù)計(jì)算短時(shí)能量，當(dāng)短時(shí)能量超過設(shè)定閾值時(shí)，判定有運(yùn)動(dòng)發(fā)生，然后對(duì)該短時(shí)能量超過閾值的信號(hào)采用小波分析，提取峰均比、特征包絡(luò)以及時(shí)域熵，將所述峰均比、特征包絡(luò)以及時(shí)域熵作為特征向量利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的運(yùn)動(dòng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述信號(hào)是否是有人體活動(dòng)引起，以及人體活動(dòng)強(qiáng)度是否在正常范圍內(nèi)，若所述信號(hào)是由人體活動(dòng)引起且在活動(dòng)強(qiáng)度在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟3）；若所述信號(hào)是由人體活動(dòng)引起且在活動(dòng)強(qiáng)度不在正常范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟4）；若所述信號(hào)并非由人體活動(dòng)引起則返回步驟2）。

3）主機(jī)控制超聲換能器對(duì)房間內(nèi)進(jìn)行掃描，并將所述超聲掃描結(jié)果與預(yù)存超聲掃描特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述人體是否為家庭成員，若為家庭成員則返回步驟2），若非家庭成員則執(zhí)行步驟4）。

4）主機(jī)控制報(bào)警單元執(zhí)行報(bào)警，啟動(dòng)聲光報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)程報(bào)警終端將報(bào)警信息發(fā)送至用戶手機(jī)和/或物業(yè)。