一种智能大厦安防系统及其监测方法 【技术领域】
本发明涉及安全领域，尤其涉及一种智能大厦安防系统及其监测方法。
背景技术
对于智能大厦来说，安全主要涉及大厦内人的生命和财产的安全。目前的智能大厦安防方面主要涉及防火，防气，防盗等方面，一般都没有把这三个方面完全放在一个系统中进行安全管理，显得不足够智能。
防火和防气，只能采用一种监控方式，无论采取何种监控设备，最终都可以达到同样的效果。但在一般的智能大厦中，只是对一些楼道进行监控，而没有对室内进行监控，这样其防范的成功率还是有些低。
防盗是人们最关心的问题，也是安防系统中最难做到的地方。防盗主要涉及大厦中各室内的财产不被盗走，采取的手段也就是防窗户，门等地方非法进入。一般的防盗系统只是在部分楼道安装摄像头，只能达到有限的防范作用。防止非法从窗户进入的手段也就是在室内对窗户进行监控，成熟的实现手段有很多中，其效果也都能达到。防止非法从门进入的手段，一般都是采用防盗门而已。
防盗门有很多种，一般都是安全的，但采用的锁不一样就有很大的区别。根据实现方式的不同，目前防盗门主要有四类门锁。一是机械门锁，二是机械密码门锁，三是电子密码门锁，四是指纹门锁。机械门锁是最古老的手段，它具有很不安全，也很不方便等缺点。机械密码门锁有不安全，操作复杂，密码易忘记等缺点。电子密码门锁，它也具有不安全，不方便，密码易忘记等缺点。指纹门锁是近十来年发展起来并大量采用的方法，它具有非常安全，方便等特点。现在的门锁领域，首选实现方式将是采用带备用钥匙(国家标准要求)的指纹门锁。但都没有防止用钥匙非法开门的功能，这样就使得指纹门锁只有方便的功能，而不能体现出指纹识别技术安全的一面。
【发明内容】
为了解决上述的技术问题，提供了一种智能大厦安防系统及其监测方法，其目的在于，提高大厦的安全性和智能化水平。
本发明提供了一种智能大厦安防系统，包括大厦的安保中心，楼层中继节点控制器，室内子系统，楼层中继节点控制器通过总控制器接入安保中心，室内子系统通过楼层中继节点控制器接入通信网络，室内子系统包括：处理模块、电源管理模块，存储器、网络适配器、电控锁以及室外指纹传感器；
电控锁具有备用钥匙，并检测钥匙孔是否插入钥匙和/或是否使用钥匙开门，用于判断电控锁是否出现险情，为向安保中心报警提供依据；
室外指纹传感器，用于室外指纹开门；
网络适配器和楼层中继节点控制器连接，用于向安保中心报警；
电源管理模块，用于为处理模块供电；
电控锁、室外指纹传感器、存储器分别与处理模块连接。
还包括楼道监控点和/或远程报警中心；
楼道监控点通过楼层节点控制器接入通信网络；
远程监控中心与安保中心连接，用于安保中心进行远程报警。
所述室内子系统还包括报警器和/或室内监测节点以及信息接收模块；
报警器，用于室内出现险情时报警；
室内监测节点，用于室内出现险情时向信息接收模块发送险情报告；
信息接收模块，用于向处理器转发险情报告；
报警器、信息接收模块分别与处理模块连接。
信息接收模块还用于接收到室内监测节点发送的险情报告后，启动或中断处理模块。
还包括室外麦克风和室内麦克风，以及喇叭；室内麦克风、室外麦克风以及喇叭分别与处理模块连接；
室内麦克风，用于主人通过网络适配器以及楼层中继节点控制器和安保中心通话。
还包括摄像头，该摄像头与处理模块连接，用于监控到来访者使用非正常方式对门进行操作时报警。
还包括与处理模块连接的室外键盘/显示，以及与处理模块连接的室内键盘显示。
还包括个人电脑；存储器还用于存储工作日志，个人电脑用于下载工作日志供主人浏览。
还包括室内指纹传感器，用于室内指纹管理，并解除主人用钥匙开门时触发的报警。
本发明提供了一种智能大厦安防系统的监测方法，安保中心进行报警监测，如果接收到室内子系统中电控锁出现险情的报警，则对报警进行处理，否则继续进行监测。
安保中心如果接收到楼道监控点的报警，对该报警进行处理，否则继续进行监测。
安保中心接收到室内子系统或者楼道监控点报警后，向远程报警中心报警。
本发明不仅能提高大厦的安全性，还能提高大厦的智能化水平。
【附图说明】
图1是本发明提供的智能大厦安防系统网络结构图；
图2是室内子系统结构图；
图3是本发明提供的智能大厦安防系统的监测流程图
图4是本发明室内子系统的控制流程图；
图5是室内子系统的指纹注册流程图；
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
本发明以安保中心个人电脑(PC)，各室内嵌入式子系统为平台，通过应用模块进行过程安全管理，从而实现了一种系统级安防解决方法。下面结合系统结构，流程图做进一步说明。
本发明提供的安防系统结构图如图1所示，对各模块的说明如下：
(1)，大厦安保中心PC 101；
大厦安保中心PC 101是大厦安防系统的最高管理中心，它对整个大厦的各监测节点进行监控。当大厦安保中心PC 101接收到某个或多个监测节点的险情报警，它将根据险情报警的内容向中心安保人员发出不同的警报，便于安保人员迅速采取行动。如有必要，中心安保人员还需向远程报警中心102报告险情，请求支援。
(2)，远程报警中心102；
远程报警中心102包括但不限于110，120，119等报警中心。
(3)，房间1105；
房间1105是系统室内监控节点。它是系统中的一个室内子系统，一种嵌入式平台，包括室内的所有安防模块。在同一层楼中有无数个这样的子系统。
(4)，楼道监控点1107；
楼道监控点1107是装在楼道等地方的监控设备，它包括但不限于摄像头，烟雾报警器以及灭火装置等。根据需要，在同一层楼中有无数个这样的子系统。
(5)，楼层1中继节点控制器104；
楼层中继节点控制器104是一种通信交换设备，将同一层的各监控点连到系统主干通信网络上。各楼层中继节点控制器又通过总控制器103连到系统管理中心的PC上。系统的联网方式包括但不限于RS485，Ethernet等。
(6)，总控制器103；
总控制器103是一种通信交换设备，将连接在系统各主干通信网络上的各楼层中继节点控制器连接到大厦安保中心PC 101。
本发明提供的室内子系统是一个可独立运行的嵌入式系统，它不仅对室内进行安全监控，还对主人的正常进出进行合理化管理。室内子系统包括室内子系统主模块201，门外监控外设202，室内诸多监测节点203等三个部分，其结构图如图2所示，各模块说明如下：
(1)，处理模块205；
处理模块205是室内子系统的核心，它包括但不限于DSP，ARM，FPGA以及专用IC芯片，其作用是通过自身这个嵌入式平台，借助上层软件实现对室内子系统的控制，从而实现子系统功能。指纹图像处理的工作也在处理模块205中完成，其实现方式包括专用IC硬件实现或处理器执行软件代码实现。
(2)，存储器206；
存储器206是存储系统软件，子系统临时文件和工作日志等。工作日志是指子系统接收到的来访客人的留言和图象，开门次数和时间以及各种不同级别的险情，包括那些临时短暂的险情。存储器206包括但不限于FLASH，NAND FLASH，SDRAM，DDR等存储设备。
(3)，喇叭216；
喇叭216是用于播放声音数据。声音数据可能来源包括本地门外麦克风A 219的录音，系统状态提示音，以及远程实时声音数据。
(4)，报警器215；
报警器215是一个高分贝声音报警器。当室内出现险情时，子系统自动启动并根据不同的险情进行相应的声音报警。使用本地高分贝声音报警器既是对主人一种提醒，也是对行窃者或抢劫者一种警告作用，可使其行动在刚开始阶段就终止。同时还可以防止系统楼层间的通信线路被罪犯提前割断的情况下而不能报警的情况。如出现多种险情，子系统会循环进行报警。出现报警后，子系统需要人为处理才能退出报警状态，其取消的方式也根据险情不同而定。
(5)，电控锁214；
电控锁214是室内子系统的一个关键点。电控锁的主要原理是用电去控制电机运转，从而带动机械部分来控制锁舌。本发明中要求电控锁214是带有备用钥匙(防止电控锁214电子部分出问题)，且还具有检测钥匙孔是否插入钥匙和是否正在使用钥匙开门两种状态(防止罪犯用传统方式开门)。这两种状态是通过钥匙使用时机械部分的不同变法而带动不同的电子开关的闭合而实现的。当出现上面的情况，子系统会自动启动并根据相应情况进入报警状态。
(6)，信息接收模块209；
信息接收模块209，是用来接收室内监测节点203传回的报警信息。信息接收模块209接收信息的方式包括但不限于有线和射频方式。当各监测节点中某(或多个)节点出现险情并发回报警信息时，信息接收模块209将启动(或中断)子系统处理模块205并向处理器报告险情。如果指纹图象处理部分是硬件实现时，子系统处理模块205包括处理器和指纹图象处理部分(当然此时它们可能是做在一个芯片内，也可能是独立的两个芯片)；如果指纹图象处理部分是软件实现时，子系统处理模块205可以等同于处理器。
(7)，室内监测节点203；
室内监测节点203是多个分散的安全监控检测节点，它们也是室内子系统的一个关键点。室内监测节点203监测对象包括但不限于烟雾，煤气，门，窗户，报警按钮等，目的是监测火情，煤气泄露，越窗入室偷盗，撞击房门(恶意攻击行为)等险情。这些监测节点监测到险情后，就不停地主动给系统信息接收模块209发送相应的险情报告，直到险情结束后才停止发送。室内各监测节点是独立用干电池供电的。
(8)，指纹传感器A 218和指纹传感器B 208；
指纹传感器A 218和指纹传感器B 208是两个用于采集指纹的传感器。指纹传感器A 218用于门外指纹开门，指纹传感器B 208用于室内指纹管理(如指纹注册以及一些用户可自定义的权限设置等)。采用两个指纹传感器的目的是解决目前指纹门锁(都使用一个指纹传感器)不方便操作管理系统等缺点。同时当主人用钥匙开门触发了系统报警后，用户可以在系统给定的有限时间内在室内输入指纹来解除报警。
(9)，麦克风A219和麦克风B 207；
麦克风A 219安装在门外，用于来访的邻居或客人给主人通话留言。麦克风B 107放在室内，用于主人跟远程大厦安保中心通话。
(10)，摄像头220；
摄像头220是一种彩色摄像头，安装在门外用于监控来访者。它可以由来访者主动启动，配合留言，这样对不认识的来访邻居具有更真实的认识。它也可以通过对门以及锁的监测信号(如使用钥匙，撞击房门等情况时产生的子系统触发信号)被动启动。当有人在门外非正常方式(例如使用钥匙开门，撞击房门等情况)对门进行操作时，系统会根据监测的情况立即启动摄像头220和麦克风A 219工作，并进行不同级别的报警。
(11)，键盘/显示A 217和键盘/显示B 210；
键盘/显示A 217安装在门外，用于指纹开门，门铃，留言等所需的简单状态设置和显示，其显示可以用发光二极管实现。键盘/显示B 210安装在室内，用于子系统控制管理等较复杂的人机交互操作，为了显示图像其显示器件选用彩色LCD。
(12)，网络适配器213；
网络适配器213使室内子系统与楼层中继节点控制器相连，并最终通过大厦安防系统网络连到大厦安保中心。当室内出现险情时，子系统会根据自己的处理结果向大厦安保中心报警。
(13)，电源管理模块211；
电源管理模块211是室内子系统主模块的供电部分，其主电源是用市电通过UPS电源产生。为了满足低功耗，子系统中除了一些监测模块是一直工作的外，其它处理部分及外设都是处于待机状态，当有系统启动触发后这些相应模块才供电进入工作状态。
(14)，个人PC 212；
个人PC 212是用来下载室内子系统的工作日志，用于主人根据需要进行浏览保存。对于当天一些重要的工作日志，当主人开门回家时子系统也会主动通过喇叭和LCD及时告之。
下面进一步以工作流程图进行说明。
本发明提供的智能大厦安防系统的监测流程如图3所示，位于大厦安保中心执行安防管理的PC机是整个大厦的安防管理系统，它直接或间接地实时监控整个大厦的各个安防监测节点，以应对各种险情的发生，包括：
步骤301，系统上电；
首次使用系统或系统意外停电后，将给系统上电。
步骤302，系统初始化；
系统上电复位后，首先执行一段初始化的程序，对系统一些模块进行配置。
步骤303，报警监测；
系统执行了初始化的程序后，将对各监测节点进行监控。此处的监控不仅是系统软件进行监控，还包括安保人员对各楼道摄像头传回的视频图像进行肉眼监控。
步骤304，判断是否有险情，如果否，执行步骤303，如果是执行步骤305。
步骤305，执行险情处理程序；
当系统发现有险情报警，就立即根据报警情况进行险情处理。系统执行完险情处理后又回到步骤303报警监测。
本发明提供的室内子系统的控制流程如图4所示，包括：
步骤401，首次使用室内子系统或室内子系统意外停电后，将给室内子系统上电。
步骤402，室内子系统初始化；
当室内子系统被某个状态触发而启动，它将首先执行一段初始化程序。
步骤403，模式判断；
室内子系统初始化后，将循环进行状态检测，查找是哪一种或哪几种情况触发的系统。这里的模式包括但不限于：指纹开门，钥匙开门，来客留言，室内煤气泄露，室内有火情，有小偷和劫匪，安保中心远程通信，管理操作等。
步骤404，执行处理程序；
室内子系统找到唤醒触发模式后，将进行相应的处理。指纹开门模式时就对门外的指纹传感器进行指纹采集，匹配后执行开门操作。钥匙开门模式时，判断是否是非法开门，若是就启动报警。来客留言模式，仅当按门铃一段时间室内无人回应时，室内子系统会自动请求来访客人留言。室内煤气泄露，室内有火情，有小偷和劫匪等情况时，室内子系统自动启动相应的报警方式。安保中心远程通信时，室内子系统会接收来自安保中心的一些信息(如用可视方式确认来客身份)，并根据情况进行一些处理。管理操作，主要指管理员对室内子系统进行管理，如指纹注册，取消报警，日志下载等。
步骤405，待机模式；
当执行完处理程序后，室内子系统进入待机模式，等待下次唤醒。
本发明提供的室内子系统指纹注册流程如图5所示，包括：
步骤501，室内子系统上电；
步骤502，室内子系统初始化；
步骤503，指纹注册模式；
如果是首次使用室内子系统，子系统会在初始化后自动进入指纹注册模式。如已经有管理者指纹(前2次注册的指纹为管理者指纹)，则需要输入相应模式选择信号。
步骤504，管理者授权；
进入注册模式后，需先输入管理者指纹授权。如果是首次使用，使用者默认是管理者，此时直接进入指纹注册。
步骤505，指纹采集；
按室内子系统提示，将手指正确放到指纹传感器上，子系统自动采集指纹。
步骤506，采集是否成功？如果采集失败，重新放好手指再采集，直到成功为止507。为了保证指纹模板的质量，在注册时要对同一个手指采集三个合格的指纹。如果采集成功，执行步骤508；
步骤508，存储模板；
三个指纹采集成功后，指纹处理模块将三次的指纹数据优化组合成一个指纹模板，并将其存在外部存储器中，此时该指纹注册成功。
步骤509，待机模式；
注册成功后，室内子系统自动进入待机模式，等待下次唤醒。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。