一种智能窗口入侵检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能窗口入侵检测系统及方法，该系统包括监测节点、汇聚网关和智能信息处理单元；监测节点被安置于窗户上，节点通过内置的传感器检测窗户的状态变化，并对监测到的数据进行处理和存储，再利用节点内置的无线通信模块将数据发送至汇聚网关，汇聚网关可接收不同监测节点发送的数据，并向节点发送控制信息，以对监测节点工作进行管理，汇聚网关将收集到的多个监测节点数据发送至智能信息处理单元，智能信息处理单元对传感器数据进行智能分析，当发现异常窗口入侵行为时，以多种方式向系统和用户发出告警信号。本发明专利技术智能窗口入侵检测系统，能够实时、准确、智能地检测窗口的入侵行为，为人员和财产提供安全保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信、智能家居、智能安防领域，更具体地说，涉及一种智能窗口入侵检测系统及方法。
技术介绍
窗户是一种人和财产受到安全威胁的主要入口，但因其功能和结构特点，窗户的牢固性常常远低于门，并且不易监管。近年来，为了美观和采光，许多办公和居住楼宇建设都采用大幅玻璃窗，多数玻璃窗使用推拉式结构，并且窗户上不便安装复杂的锁结构，因此，窗户也成为频发的盗窃和安全案件的主要入口，即便是在高层建筑亦是如此。随着信息技术的发展和物联网时代的到来，智能家居领域涌现出大量面向家居安全的技术和产品，涉及到灯光控制、烟雾报警、视频监控、家电互联、门禁控制等多个方面。就室内的入侵式安全监测而言，主要体现在门禁控制、和视频监控等方面，也有一些产品使用红外线、超声波等方法进行入侵监控，现对其主要功能特点及技术简要分析如下：门禁控制是一种最常见的安全防护措施，现有的智能锁使用电子技术，特别是高频RFID(Radio Frequency Identify，射频识别)技术，可以实现身份识别、电子控制与机械锁结构一体化集成，从而提供比传统机械锁更方便更安全的效果。这种智能锁还可以支持指纹或手机确认开锁，既便捷又安全。视频监控是近些年最普及的安全监控手段，最初仅仅用于道路、关键场所的监控，随着技术发展和成本降低，越来越多的设备集成摄像设备，例如，智能手机、笔记本电脑；基于IP技术的网络摄像技术逐步实现了低成本、小型化，并便于网络管理，在许多室内家居环境下的入侵检测有着非常方便直观的效果。红外线是一种传统的入侵检测手段，它可以利用红外线反射回波检测遮挡的发生，从而分析入侵行为。通常这种红外检测被安装于墙体顶端，用于围墙翻越检测，或在通道入口的两侧用于检测是否通过。基于超声波的安防技术是一种利用超声波信号的反射回波来检测障碍物，从而判断入侵行为。上述这些产品和技术手段都有各自的优势，例如，智能门锁可以方便的控制门锁的开启和闭合，同时提供基于射频卡的身份认证。视频监控更是方便地获取直观的图像信息，配合视频分析技术还可能自动检测。红外线和超声波是一种成本较低的通过反射回波检测障碍物或阻挡的技术手段。然而，若将这些技术用于监测窗口是否有入侵行为，并考虑在更多的日常生活与工作的室内场景应用时，会发现诸多的不足和挑战。智能门禁系统若安装于不同结构的窗户上显然成本较高，这意味着每次打开窗户都需要认证身份，显然会带来明显的操作性问题。视频监控是一种方便安装的监测设备，但若是在户内每个窗户旁边都安装一个摄像设备，对于普通的监测需求会变成一种高成本的方案，并且视频的存储、实时的识别或鉴别需要进一步的技术和人力的支持，同时，对于家庭应用，安装大量视频监控设备在家里，如果设备联网，会存在隐私泄露的风险，对用户造成较大的心理负担。若不联网，则难以实现远程监控和实时监测。因此，这种视频监控的方式仅适用于个别专用的室内监控，并不能很好地解决窗口的入侵检测。红外线或超声波是以红外或超声波射线的形式向外界发出探测信号，为了准确，通常射线都是集中在某一个方向，因此，这种射线只能检测到某一个线型方向上的遮挡，而窗户是一个平面区域，射线难以密集覆盖；特别在居家环境下，窗户附近区域通常会摆放大量家用物品，而且属于人员活动区域，因此，这种方式可实施性较低。综上分析，现有常见的技术手段对于解决窗口入侵并不适合。在市场上，也有使用简单的磁吸来检测窗户的闭合状态，但存在不易安装、可靠性低、供电不便等诸多问题。因此，需要寻求新的技术手段和解决方案。近年来随着传感器技术、智能硬件技术、低功耗无线通信技术和人工智能等技术的发展，综合利用上述技术，以简单、可靠、低成本的方式解决窗户入侵检测成为可能。
技术实现思路
本专利技术针对窗口入侵检测实际需求，基于物联网和信息技术最新进展，提供了一种低成本、便于安装维护、功能丰富的智能窗口入侵检测系统及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种智能窗口入侵检测系统，包括若干安装于窗户上的监测节点、汇聚网关和运行于计算机中的智能信息处理单元；若干监测节点与汇聚网关相交互，汇聚网关与智能信息处理单元相交互，其中：智能信息处理单元能够同时接收和处理一个或多个汇聚网关的数据；汇聚网关能够接收和处理一个或多个监测节点的数据；监测节点能够携带一个或多个传感器，且监测节点所携带的传感器能够采集到窗户移动状态信息；监测节点、汇聚网关和智能信息处理单元均能够存储和处理从监测节点获得的传感器数据；监测节点与汇聚网关均具备无线收发能力；汇聚网关与智能信息处理单元之间通过无线或有线的方式收发数据；监测节点具有声光报警功能和防拆报警功能。本专利技术进一步的改进在于：所述监测节点包括运行控制模块、电源模块以及均通过公用总线与运行控制模块相交互的运行管理模块、存储模块、传感器模块、传感器数据分析模块、报警控制模块和通信模块，其中：第一运行管理模块：用于记录监测节点各模块的运行状态和节点的运行日志、维护信息、版本管理；第一运行控制模块：用于管理监测节点的各个模块，包括各个模块的开启和关闭、各模块之间的数据交互、节点的数据存储以及监测节点运行状态监测；第一存储模块：用于存储采集到的传感器数据、接收到的数据、分析处理结果信息以及各种运行日志；传感器模块：可连接一个或多个传感器，用于采集系统所需的传感器数据；传感器数据分析模块：用于多采集到的传感器数据进行滤波、统计、分析，并对感知到的事件进行判断，给出分析结果；报警控制模块：用于实现声光报警的产生、开启和关闭；第一通信模块：用于实现监测节点与汇聚网关之间的双向无线通信；第一电源模块：用于控制监测节点电源的开启和关闭，控制各模块供电。所述通信模块使用自适应策略向汇聚网关发送处理结果信息或包括传感器数据；自适应策略包括自动选择空闲频点、自动调整信息速率、自动选择可连接的汇聚网关。所述汇聚网关包括运行控制模块、电源模块以及均通过公用总线与运行控制模块相交互的运行管理模块、存储模块、节点管理模块、智能信息处理单元接口模块和通信模块，其中：第二运行管理模块：用于记录汇聚网关各模块的运行状态和网关的运行日志、维护信息、版本管理；第二运行控制模块：用于实现整个汇聚网关各模块的运行管理；第二存储模块：用于存储接收到的来自监测节点的数据、来自智能信息处理单元的数据以及各种运行日志；节点管理模块：用于实现汇聚网关所属区域监测节点的识别、连接、数据组帧、数据解析、发送和接收控制；智能信息处理单元接口模块：用于实现与智能信息处理单元的数据发送和接收，数据组帧和数据解析；第二通信模块：用于实现汇聚网关与监测节点之间的双向无线通信，以及汇聚网关与智能信息处理单元之间的通信。第二电源模块：用于汇聚网关电源的开启和关闭，控制各模块供电。所述智能信息处理单元包括运行控制模块、以及均通过公用总线与运行控制模块相交互的运行管理模块、数据库管理模块、数据处理模块、入侵行为检测模块和通信模块，其中：第三运行管理模块：用于记录智能信息处理单元各模块的运行状态和单元的运行日志、维护信息、版本管理等；第三运行控制模块：用于实现智能信息处理单元各模块的资源调度、协调和运行控制；数据库管理模块：用于实现数据库的建立、存储、修改、存取等；数据处理模块：用于实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能窗口入侵检测系统，其特征在于，包括若干安装于窗户(04)上的监测节点(01)、汇聚网关(02)和运行于计算机中的智能信息处理单元(03)；若干监测节点(01)与汇聚网关(02)相交互，汇聚网关(02)与智能信息处理单元(03)相交互，其中：智能信息处理单元能够同时接收和处理一个或多个汇聚网关的数据；汇聚网关能够接收和处理一个或多个监测节点的数据；监测节点能够携带一个或多个传感器，且监测节点所携带的传感器能够采集到窗户移动状态信息；监测节点、汇聚网关和智能信息处理单元均能够存储和处理从监测节点获得的传感器数据；监测节点与汇聚网关均具备无线收发能力；汇聚网关与智能信息处理单元之间通过无线或有线的方式收发数据；监测节点具有声光报警功能和防拆报警功能。

【技术特征摘要】
1.一种智能窗口入侵检测系统，其特征在于，包括若干安装于窗户(04)上的监测节点(01)、汇聚网关(02)和运行于计算机中的智能信息处理单元(03)；若干监测节点(01)与汇聚网关(02)相交互，汇聚网关(02)与智能信息处理单元(03)相交互，其中：智能信息处理单元能够同时接收和处理一个或多个汇聚网关的数据；汇聚网关能够接收和处理一个或多个监测节点的数据；监测节点能够携带一个或多个传感器，且监测节点所携带的传感器能够采集到窗户移动状态信息；监测节点、汇聚网关和智能信息处理单元均能够存储和处理从监测节点获得的传感器数据；监测节点与汇聚网关均具备无线收发能力；汇聚网关与智能信息处理单元之间通过无线或有线的方式收发数据；监测节点具有声光报警功能和防拆报警功能。2.根据权利要求1所述的智能窗口入侵检测系统，其特征在于，所述监测节点(1)包括运行控制模块(12)、电源模块(18)以及均通过公用总线与运行控制模块(12)相交互的运行管理模块(11)、存储模块(13)、传感器模块(14)、传感器数据分析模块(15)、报警控制模块(16)和通信模块，其中：第一运行管理模块(11)：用于记录监测节点各模块的运行状态和节点的运行日志、维护信息、版本管理；第一运行控制模块(12)：用于管理监测节点的各个模块，包括各个模块的开启和关闭、各模块之间的数据交互、节点的数据存储以及监测节点运行状态监测；第一存储模块(13)：用于存储采集到的传感器数据、接收到的数据、分析处理结果信息以及各种运行日志；传感器模块(14)：可连接一个或多个传感器，用于采集系统所需的传感器数据；传感器数据分析模块(15)：用于多采集到的传感器数据进行滤波、统计、分析，并对感知到的事件进行判断，给出分析结果；报警控制模块(16)：用于实现声光报警的产生、开启和关闭；第一通信模块(17)：用于实现监测节点与汇聚网关之间的双向无线通信；第一电源模块(18)：用于控制监测节点电源的开启和关闭，控制各模块供电。3.根据权利要求2所述的智能窗口入侵检测系统，其特征在于，所述通信模块(17)使用自适应策略向汇聚网关发送处理结果信息或包括传感器数据；自适应策略包括自动选择空闲频点、自动调整信息速率、自动选择可连接的汇聚网关。4.根据权利要求1所述的智能窗口入侵检测系统，其特征在于，所述汇聚网关(02)包括运行控制模块(22)、电源模块(27)以及均通过公用总线与运行控制模块(22)相交互的运行管理模块(21)、存储模块(23)、节点管理模块(24)、智能信息处理单元接口模块(25)和通信模块(26)，其中：第二运行管理模块(21)：用于记录汇聚网关各模块的运行状态和网关的运行日志、维护信息、版本管理；第二运行控制模块(22)：用于实现整个汇聚网关各模块的运行管理；第二存储模块(23)：用于存储接收到的来自监测节点的数据、来自智能信息处理单元的数据以及各种运行日志；节点管理模块(24)：用于实现汇聚网关所属区域监测节点的识别、连接、数据组帧、数据解析、发送和接收控制；智能信息处理单元接口模块(25)：用于实现与智能信息处理单元的数据发送和接收，数据组帧和数据解析；第二通信模块(26)：用于实现汇聚网关与监测节点之间的双向无线通信，以及汇聚网关与智能信息处理单元之间的通信；第二电源模块(27)：用于汇聚网关电源的开启和关闭，控制各模块供电。5.根据权利要求1所述的智能窗口入侵检测系统，其特征在于，所述智能信息处理单元(03)包括运行控制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛顺达，王宏刚，
申请(专利权)人：陕西哥莱信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61