智能安保装置 (一)技术领域
本发明涉及一种防盗器产品，适用于在家庭和企事业单位的防盗。
(二)背景技术
社会治安是民众第一位关心的问题，尤其盗窃犯罪给企事业单位和个人家庭造成巨大损害，也给公安部门工作带来沉重负担。采取高新技术手段防范和打击盗窃犯罪不失为一种行之有效的方法。目前有各种防盗装置，林林总总有成百件之多。可是，现实生活中防盗装置并未在一般企事业单位和个人家庭中得到十分广泛的使用，没有发挥此类技术防盗装置应有的作用。除了其他一些原因之外，在防盗技术方面也存在着一些问题，一般都采用红外人体防盗装置，在小区的围栏上安装了防盗设备，在小区的门口和围栏上都安装了摄像头。对红外人体防盗装置而言究其原因，主要难以解决问题有：1)灵敏度与误报率的关系，灵敏度调得高，误报率也提高；灵敏度调得低，有些时候会发生不报警；2)目前的防盗装置主要安装在窃贼可能侵入的窗和门处，一旦窃贼掌握了一些防盗装置的特点，避开这道防线，就难以成功地阻挡住窃贼的行窃(有些窃贼为了避开红外人体防盗装置的监视范围，就采用爬的方式潜入进行作案)。对摄像防盗装置而言究其原因，防盗是以防万一，监视人同样也有万一情况，万一走开、万一打了一个瞌睡等等，窃贼一旦摸熟了情况后，也是能乘虚而入地。
本发明作出以前的防盗装置主要是通过防盗器件本身去解决防盗问题的。由于防盗器件本身具有一定的局限性以及上述存在的几个主要问题，一旦防盗第一防线被突破就难以成功阻挡住窃贼的行窃，以及在发生盗窃案件后无法及时取证到窃贼的直观信息从而给公安机关迅速破案造成困难。因此如何通过系统的、智能的防盗方法来解决民众第一位关心的防盗问题有着积极意义。
(三)发明内容
为了克服已有技术中防盗安保装置可靠性较低、无法及时取证到窃贼的直观信息的不足，本发明借助于系统的、智能的防盗方法及装置提供一种具有即能报警，又能取证，可靠性高、功能实用的智能安保装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种智能安保装置，包括安装于各个房间的传感器、传感监视部分、主控制部分、通信设备以及音像器、监视器，所述的主控制部分包括推理部分、信息存储单元，所述的各个传感器与所述的传感监视部分连接，传感监视部分的输出与主控制部分的推理部分连接，所述的推理部分与所述的信息存储单元连接，所述的推理部分的输出与所述的报警器、通信设备连接；所述的信息存储单元内设有根据人的活动具有连续性、时序连贯性和规律性的正常情况的原始数据，并设定异常事件的重点地点是有门窗的房间，地点的加权值为K，异常事件的重点时间是主人外出及晚间时间段，时间的加权值为K1；所述的传感监视部分接收到所述的传感器的信号并向所述的主控制部分发送信号；所述的推理部分判断是否与前一个传感器的信号相同，如果是同一个传感器发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为1，同时设定脉冲量化值为Kcont，如果是不同探头发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为0，同时设定脉冲量化值为Kfirst；推理部分根据传感器的安置位置，得到地址加权值为K；根据传感器监视时间段，得到时间加权值K1；所述的推理部分判断所接收的信号与前一个信号的传感器房间位置是否连通，则是在连通的房间之间连续动作，如前后传感器的房间位置不连通，则量化计算模块将量化值Measurment上添加一个异常量化值Kuncont，Measurment＝Measurment+Kuncont；所述的推理部分再根据上述得到Flagsame标志符计算量化值，量化值的计算公式如式所示；
If Flagsame＝1；Measurment＝Measurment+Kcont*K*K1
If Flagsame＝0；Measurment＝Measurment+Kfirst*K*K1
如所述的量化值大于零时，所述的推理部分发出启动监视器的指令；
如量化值大于零且小于第二报警值Kalarm2，所述的推理部分继续监视情况发展，当在设定的时间内没有再发现量化值增加，发出停止监视器的指令，并继续监测所述的量化值的变化；
如量化值在第二报警值Kalarm2和第一报警值Kalarm1之间时，所述的推断部分发出启动所述的音像器的警告信号并通过通信网络向相关警备人员发出告警信号，并继续检测所述的量化值变化；
如量化值超过第一报警器Kalarm1时，所述的推断部分发出启动所述的音像器的警报信息，并经通信设备向公安机关和相关警备人员发出告警信号。
还设有用于手动操作的无线遥控发射器，所述的主控制部分与无线遥控接收部分连接，所述的无线遥控接收部分与无线遥控发射器配合。
所述的传感器是热释电红外探头。
所述的房间内安装有烟雾传感器和燃气泄漏传感器。
本发明所述的智能安保装置的有益效果主要表现在：1、借助于系统的、智能的防盗方法，对出现的异常程度情况进行量化、根据量化值的大小进行不同的处理方式，装置可靠性高、功能实用；2、同时一旦检测到有异常就启动摄像监视部分进行现场摄影取证，为公安部门及时准确的破案提供了良好的手段，即能报警，又能取证；3、配备了烟雾传感器和燃气泄漏探测器等传感器也能具备防火和防煤气泄漏等功能。
(四)附图说明
图1为本发明所述的智能安保装置的基本构成原理图。
图2为家庭各房间与安装红外人体传感器的配置图。
图3为图2的系统拓扑结构图。
图4为智能安保装置的主要处理流程图。
图5为处理模块1流程图。
图6为量化计算模块及报警模块流程图。
图7为动作连续性判断模块流程图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
一种智能安保装置，包括安装于各个房间的传感器1、传感监视部分2、主控制部分3、通信设备4以及音像器7、监视器9，主控制部分3包括推理部分、信息存储单元，各个传感器1与传感监视部分3连接，传感监视部分3的输出与主控制部分3的推理部分连接，推理部分与信息存储单元连接，推理部分的输出与报警器、通信设备4连接；信息存储单元内设有根据人的活动具有连续性、时序连贯性和规律性的正常情况的原始数据，并设定异常事件的重点地点是有门窗的房间，地点的加权值为K，异常事件的重点时间是主人外出及晚间时间段，时间的加权值为K1；传感监视部分2接收到传感器1的信号并向主控制部分3发送信号；推理部分判断是否与前一个传感器的信号相同，如果是同一个传感器发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为1，同时设定脉冲量化值为Kcont，如果是不同探头发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为0，同时设定脉冲量化值为Kfirst；推理部分根据传感器的安置位置，得到地址加权值为K；根据传感器监视时间段，得到时间加权值K1；推理部分判断所接收的信号与前一个信号的传感器房间位置是否连通，则是在连通的房间之间连续动作，如前后传感器的房间位置不连通，则量化计算模块将量化值Measurment上添加一个异常量化值Kuncont，Measurment＝Measurment+Kuncont；
推理部分再根据上述得到Flagsame标志符计算量化值，量化值的计算公式如式所示；
If Flagsame＝1；Measurment＝Measurment+Kcont*K*K1；
If Flagsame＝0；Measurment＝Measurment+Kfirst*K*K1；
如所述的量化值大于零时，所述的推理部分发出启动监视器的指令；
如量化值大于零且小于第二报警值Kalarm2，所述的推理部分继续监视情况发展，当在设定的时间内没有再发现量化值增加，发出停止监视器的指令，并继续监测所述的量化值的变化；
如量化值在第二报警值Kalarm2和第一报警值Kalarm1之间时，所述的推断部分发出启动所述的音像器的警告信号并通过通信网络向相关警备人员发出告警信号，并继续检测所述的量化值变化；
如量化值超过第一报警器Kalarm1时，所述的推断部分发出启动所述的音像器的警报信息，并经通信设备向公安机关和相关警备人员发出告警信号。
所述的智能安保装置还设有用于手动操作的无线遥控发射器，所述的主控制部分与无线遥控接收部分连接，所述的无线遥控接收部分与无线遥控发射器配合。
参照附图，说明本发明所述的智能安保装置的工作过程：
图1智能安保装置的基本构成原理图是本发明的一个实施例。如图1所示并结合图2、图3、图4、图5、图6、图7，说明本发明的实施方案和工作原理：多个热释电红外探头1分别安装在不同房间中，表1为图2的家庭各房间与安装红外人体传感器的对应表：房间卧室客厅饭厅书房厨房卫生间外门传感器安装SN 1号2号3号4号5号6号7号
表1
本发明中使用市售的带菲涅耳透镜的热释电红外探头，该探头灵敏度很高，能探测到人体发出的微量红外线，并能可靠地将运动的物体以及非生命体红外线源加以区别，该探头人体传感器一旦检测到有人动作时就会发出电脉冲信号，当有人进入探头1的感知范围时，探头1向传感监视部分2发送感知信号，一旦传感监视部分2检测到有从某个探头1的脉冲信号时，传感监视部分2向主控制器部分3发送感知到的信息并要求进行异常量化计算，表2为各房间中传感器的人体活动感知信号的输出和初步推理结果：
表2
表3为图2为例的连通矩阵表： 传感器 编号 1 2 3 4 5 6 7 1 0 1 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 1 1 0 4 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 1 1 0 0 0 6 0 0 1 0 0 0 0 7 0 1 0 0 0 0 0
表3
主控制器部分3接到传感监视部分2的请求后，首先判断是否是从同一个探头发出的脉冲信号，本发明中将不同的探头发出的脉冲信号区别于同一个探头发出的脉冲信号是考虑了不同的探头发出的脉冲信号的事态严重度要大于同一个探头发出的脉冲信号，是同一个探头发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为1，是不同探头发出的脉冲信号将Flagsame标志符设置为0，其次再从主控制器部分3的存放着的房间与探头1对应的信息设置表中得到该房间的重要度，根据房间的重要度得到不同的加权系数K，然后再从主控制器部分3的存放着的外出信息、放假信息等重要监视时间段表中得到该时间段的重要度，根据时间段得到不同的加权系数K1，接着就进入主控制器部分3中的量化计算模块及报警模块，与企事业单位不同，家庭中的防盗由于在晚间时有人生活，因此对企事业单位用的防盗装置要有所区别，对于单人生活家庭，本发明中引入了一个动作连续性判断方法，人的活动都具备有连续性和时序连贯性，一旦发现有非连续性和非时序连贯性的事件，主控制器部分3中的量化计算模块就将量化值Measurment上添加一个异常量化值Kuncont，再次根据上述得到的Flagsame标志符的值来计算量化值Measurment，量化值的计算公式如式(1)所示；
If Flagsame＝1；Measurment＝Measurment+Kcont*K*K1
If Flagsame＝0；Measurment＝Measurment+Kfirst*K*K1 (1)
有了上述的量化值Measurment后，根据不同的量化值Measurment进行不同的处理，量化值Measurment大于0时都通过摄像驱动部分8驱动摄像头9摄像取证，当量化值Measurment小于报警值Kalarm2，可能是由于某个探头误动作，装置继续监视情况发展，当在一定的时间(Time out)内没有再发现量化值增加，停止摄像和停止播放警告语并将量化值Measurment清零，当在一定的时间(Timeout)内再发现有量化值增加情况时，根据量化值Measurment情况进行处理，当量化值Measurment在报警值Kalarm2和Kalarm1之间时，反复通过音响器7播放警告语，同时经通信设备4、通信网络10通知相关警备人员11，以求得到现场进行确认，装置继续观测量化值变化，这时停止摄像、停止播放警报、将量化值清零必须由到场的相关警备人员手动完成，当量化值Measurment超过Kalarm1时，反复通过音响器7播放报警，同时经通信设备4、通信网络10通知相关警备人员11和公安部门12，通报的信息包含有报警的地点(属于什么区、什么地段、门牌号码)，如果公安机关有地理位置信息系统的话，按照系统的要求发送所需要的信息。
装置同时支持主动发出报警请求，当居住者发现有盗难情况又靠自己的力量又无法解决时，只要按下无线遥控发射器6上的紧急救援按钮，就可以通过无线遥控接受部分5、经通信设备4、通信网络10通知相关警备人员11和公安部门12，以求得支援或救援。
对于单人生活家庭，装置中除了上述方法以外还引入了一个动作连续性判断方法，下面结合图7的动作连续性判断模块流程图说明单身家庭关于行动连续性判断模块：首先，以图2为例来说明，图为独居者的生活空间与实际人体传感器的配置图。将各房间的传感器与各房间对应编号表1，可以得到图3的系统拓扑结构图，在该图中每一个节点代表一个房间，两个节点相连，即代表这两个房间直接连通的。如图2中所示，该住所一共有六个可区分的空间加上一个门外空间，房内有五个出入口，进入屋内只有一个出入口。其中(1，2)，(2，3)，(2，7)，(2，4)，(3，5)，(3，6)是连通的。一个数字矩阵可以表示上面的所有信息，其中1表示是连通的，0表示是空间与空间之间是不直接连通的，因此可以用表3所示的M矩阵来表示图3的拓扑结构图，在表3的7×7的矩阵M中，若M[i][j]＝1，表示节点I和j是相连的；若M[i][j]＝1，表示节点I和j是相连的；若M[i][j]＝0，表示节点I和j是不相连的。人的活动都具有连续性和连贯性，比如某个独居者的行动产生的活动序列为A(1，2，3，6，3，…)，根据这个活动序列通过查连通矩阵表可以判断相邻的两个活动序列是否是符合连贯性原则，也就是说相邻的两个活动空间是否有跳跃情况发生。上述的活动序列A(1，2，3，6，3，…)，首先从第1行和第2列得到值为1符合要求，其次从第2行和第3列得到值为1也符合要求，再次从第3行和第6列得到值为1同样也符合要求，最后从第6行和第3列得到值为1，…，上述的检验结果都为1，表示符合连续性和连贯性的要求。如果出现有跳跃情况发生，可以考虑为下列几种情况：1)有其他人进入独居者的生活空间(特别是晚间要引起特别注意，可能有人侵入)，当同时在两个不同的活动空间发现有检测到的信息时，则可能性就非常大；2)传感器件或者相关线路失灵，没有检测到人体的活动。因此在正常情况下可以得到独居者出门外出的活动序列A1(…，2，7)，独居者外出回家的活动序列A2(7，2，…)，在独居者没有外出的活动序列A1事件产生的情况下，发生了活动序列A2(7，2，…)，可以推断为有除了独居者之外的人进入屋内；需要设置标志符表示有他人通过房门进入屋内；当发现有这样的活动序列A3(…，2，7，2，…)，表示独居者去开了一下门，这是也应该设置标准符为1，表示开门事件发生，因此在图6所示的报警防盗模块流程图中首先在没有开门事件发生的情况下有一个动作非连续性事件发生的判断，当上述条件满足的情况下，主控制器部分3中的量化计算模块就将量化值Measurment上添加一个异常量化值Kuncont，用系统的方法增加了监视的深度和智能化。
主控制器部分3中存储着相关警备人员11和公安部门12的相关信息，同时也必须存储着使用该安保装置的用户一些基本信息，如地址、电话号码等信息，发送的网络10可以采用各种通信网，比如公共邮电网、英特网、有线电视网等各种能传递信息的网络，发送的信息可以为语音、文本等多媒体信息，当装置向相关警备人员11和公安部门12发出报警信息后，装置不断地要求回复，当相关警备人员11确认后将处理信息写入主控制器部分3的存储单元，以便后面的确认责任。
为了进一步说明本发明的量化计算的方法，假设k1为每个传感器的检测动作的正确度为0.9(误报率为0.1)，且每个传感器的检测动作都是独立事件，通过式(2)计算可以得到两个传感器同时检测动作的正确度为k2为0.99(误报率为0.01)，式(3)计算得到三个传感器同时检测动作的正确度为k2为0.999(误报率为0.001)。
k2＝1-(1-k1)*(1-k1) (2)
k3＝1-(1-k1)*(1-k1)*(1-k1) (3)
式中：k1为每个传感器的检测动作的正确度，k2为两个传感器的同时检测动作的正确度，k3为三个传感器的同时检测动作的正确度。
然后从次数上分析传感器的检测动作的正确度，假设C1为某个传感器的检测到一个人体动作变化发出一个脉冲的正确度为0.9(误报率为0.1)，人体的一个动作变化与人体的另一个动作变化是独立事件，那么我们通过式(4)计算可以得到同时检测到两个连续动作变化发出两个脉冲的正确度c2为0.99(误报率为0.01)，通过式(5)计算可以得到同时检测到三个连续动作变化发出三个脉冲的正确度c3为0.999(误报率为0.001)。因此对不同传感器的动作及动作进行量化处理，对量化结果进行计算能在不降低灵敏度条件下且有助于提高报警系统的报警可靠性。
c2＝1-(1-c1)*(1-c1) (4)
c3＝1-(1-c1)*(1-c1)*(1-c1) (5)
本发明中，我们将不同的传感器检测到的脉冲量化为Kfirst(装置初始设定为3，即发现有不同的传感器发出脉冲时进行记数加3)，将同一传感器发出的脉冲数量化为Kcont(装置初始设定为1，对同一传感器发出的脉冲进行记数加1)，为了对重要地点和重要时间段进行特别监视，本发明中对重要地点和重要时间段进行加权处理，对重要地点如公司的会计部门、仓库等地点加权系数取为Kpoint1(装置初始设定为5)，对有可能侵入的窗和门的房间加权系数取为Kpoint2(装置初始设定为4)，对重要时间段如外出加权系数取为Ktime1(装置初始设定为2)，晚间加权系数取为Ktime2(装置初始设定为1.5)。有了上述的量化方法，我们就可以进行量化计算，比如某个国定假期间在公司的大门(为同一个热释电红外探头)发现有两次动作，其次在公司通过仓库的走廊上(另一个热释电红外探头)发现有一次动作，然后又在公司的仓库里(又是另一个热释电红外探头)发现有三次动作，它的量化值计算是：
Measurement＝(1*3+1+1+1*3*5+2*1*5)*2＝60
上述的量化值计算是假设每个传感器都检测到人体发出的微量红外线并发出动作脉冲信号的前提条件下的，比如入侵者是通过公司的仓库的窗户进入公司内部的时候，在公司的仓库里发现有三次动作，这时它的量化值计算是：
Measurement＝(1*3*5+2*1*5)*2＝50
又比如入侵者巧妙地潜入公司，公司其他地方安置的传感器都被窃贼闯过，只是在翻弄仓库中的物品是被安装在仓库里的热释电红外探头检测到有一次动作，这时它的量化值计算是：
Measurement＝1*3*5*2＝30
从上面的各种计算可以知道，计算的量化值越大，发生被盗的可能性就越大。对于企事业单位的防盗监视比较容易实现，在单位放假和休息期间，当将安保装置设定为监视状态时，当计算的量化值为Kalarm2(装置初始设定为8)以下时，为了防止误动作，系统先发出警告，该警告可以是重复的警告语，启动摄像监视部分5进行现场摄影取证，同时将现场摄影取证信息保存在信息存储部分4中，然后继续读取量化值，在经过一段时间后Ktimelimit(装置初始设定为15分钟)没有发现量化值变化，停止摄像和停止播放警告语并将量化值清零以便下次的计算，并同时将动作的传感器(与房间对应)和发生的时间保存在信息存储部分4中，以便技术人员分析原因；在一段时间内量化值还在增长时，首先要从新开始计算经过时间，当量化值为Kalarm2和Kalarm1之间(装置初始Kalarm1设定为15，即在8到15之间)时，首先播放警报，其次通过各种可能的通信设备通知相关警备人员，以求得到现场进行确认，装置继续观测量化值变化，这时停止摄像、停止播放警报、将量化值清零必须由到场的相关警备人员手动完成；当量化值超过Kalarm1(即超过15)以上时，装置通报公安机关110，通报的信息包含有报警的地点(属于什么区、什么地段、门牌号码)，如果公安机关有地理位置信息系统的话，按照系统的要求发送所需要的信息。
对于多人生活的家庭中的防盗，由于判断人的活动连续性较复杂，不建议采用活动连续性判断，同时与企事业单位不同，多人生活的家庭中在晚间时也有人，因此对企事业单位用的防盗装置要有所区别，窃贼往往是在深夜熟睡时潜入的，根据资料家庭被盗发生时间段在凌晨居多，因此装置中要根据每个家庭的情况设置晚上监视时间段，装置中预设置监视时间段为0点到5点，当然用户可以根据家庭的具体情况从新设置监视时间段。
智能安保装置的主控制器部分3可随用户需求，接上“煤气泄漏传感器”、“烟雾传感器”、“有线门磁传感器”、“震动传感器”、“触摸传感器”等，只要在主流程中增加相应的处理模块就能实现各种特殊报警功能。
智能安保装置采用在多地点同时用多个热释电红外探头进行监视，一旦最初的防线被窃贼闯过，窃贼作案时必定会有其他热释电红外探头检测到，装置布下了层层防线，用智能化的计算方法能区分热释电红外探头的误动作，提高了报警的准确率，从根本上解决了目前市场上安保装置的灵敏度与误报率关键问题，装置将主动型、被动型的报警结合在一起，发挥了各种安保方式的优点，装置一旦发现有异常时采用摄像取证能为公安机关迅速破案提供方便，智能安保装置通过对监视的重要地点、重要时间段、连续性和时序连贯性等判断手法并对各种事件进行量化计算，根据量化计算值进行不同的处理，主控制部分将处理的结果自动拨打预存电话并发送预先录制好的报警信息。本发明无论在防盗的广泛性、实用性、系统性、可靠性、经济可行性方面与国内外同类产品相比系统性价比高，能从根本上解决民众第一位关心的防盗问题。