未来物联网技术的应用架构

1.博物馆智能分析安防系统架构

博物馆智能分析系统组成分以下几部分：前端视频采集部分，链路传输部分，视频分析部分，集中管理部分。其中在视频分析部分进行升级实现智能视频分析系统的建设。系统结构如下：

部署于监控区域的摄像机根据现场不同情况选择不同的类别，在狭小区域使用定点半球摄像机、一体化摄像机，进行区域全景监控；在狭长的走廊选用焦距较大的摄像机，清晰看清楚远距离的人、物；在比较大的参观大厅，建筑物周边、周界、博物馆大门口，使用4/6寸高速球型摄像机，0.01～500°/s的旋转速度可以快速旋转到预置位、看守位上，查看现场情况；在光照不好的储藏室、仓库，使用带红外补偿的摄像机，实现零照度下的清晰视频监控。

前端的摄像机将采集到的现场图像通过视频线、光纤传送到博物馆监控中心，监控中心会将这些图像数据经过视频矩阵输出到电视墙上，同时进行录像备份。智能分析设备从连接电视墙的模拟视频输出端获取视频源，经过编码后进行视频内容分析。博物馆监控中心采集到的数据使用网络矩阵，经过专网上传给上应急指挥中心，应急指挥中心可实时查看现场图像或者提取存储资料。形成了一个分层级、分布部署和集中管理的监控体系。

博物馆智能分析安防系统建设主要使用以下3种解决方案实现：

（1）嵌入式智能产品（基于DSP芯片，专用的智能视频分析的“盒子”，简称“IVSBOX”），该产品针对博物馆传统模拟监控的升级方案示意图如图5-32所示。

图5-32 传统模拟监控升级方案示意图

针对博物馆传统模拟监控（已建或新建），选择需要智能分析的摄像头进入IVSBOX完成分析功能，主动监控，将预警、警情实时发给模拟矩阵和DVR，完成快速切换和录像，充分保护用户以往的投资，快速实现智能分析系统的建设。

（2）另外支持针对新建的网络视频监控的进行智能分析建设，解决方案示意图如图5-33所示。

针对基于网络的数字化监控系统，IVSBOX完成分析报警功能，而编码器完成编码传输，后端平台软件集中统一管理。充分利用IP网络资源，避免光纤、视频线的再次建设。节省了大量资金投入。

（3）PC式智能监控产品（基于PCI卡的智能监控系统，工控式主机，简称智能视频监控服务器），该产品解决方案示意图如图5-34所示。

针对博物馆传统模拟监控（已建或新建），选择需要智能分析的摄像头进入智能监控服务器，完成分析功能，主动监控，将预警、警情实时发给模拟矩阵，完成快速切换和录像。

智能分析系统三种解决方案的监测成功率：博物馆智能分析系统，对于行走中的人的监测成功率和报警率如下（按单台摄像机、30天期内的平均值）：监测成功率：95%；日误报次数：1次；日虚报次数：1次。在智能分析系统存在误报和漏报的情况下，传统的安防监控系统依然可以起到作用，智能分析系统丝毫不会影响原有系统的功能和报警准确性，两个系统既为独立又为统一，相辅相成，优势互补，实现博物馆安防系统无缝集成。

并且，在增加最少设备的情况下，博物馆没有改变线路，没有摒弃原有系统，只是增加了智能分析设备，博物馆安防监控就达到了更高的水平。

图5-33 基于网络的数字解决方案

(www.xing528.com)

图5-34 传统模拟监控升级方案

2.文物保护监测系统WiSen平台

该系统主要分为三层：感知层、网络层、应用层，以分别实现全面感知，可靠传输和智能处理的目的。

在感知层方面，WiSen平台可以通过搭载各类传感器和执行器，形成一套高度灵活、可靠的文物保护监测系统，实现对文物所处环境的温度、湿度、光照以及震动等对文物可能成为文物破坏因素的状态参数的实时测量和分析。

网络层中，通过无线传感网将数据传输到中央控制系统。这使得控制人员能够对分布在广泛区域内的文物情况进行实时监测，及时发现潜在的对文物破坏因素等情况。以WiSen为网络基础，古迹及文物环境参数可以实现实时的采集、存储和分析，这可以改变目前以人工为主、依靠固有技术繁琐且不精确的管理方式，提高采集系统的信息化和自动化管理水平，提高反应速度、减少文物古迹因管理不当被破坏而造成的损失。

应用层中，WiSen还预留了可靠的数据下行的信道，中控系统可以自动对古迹内的温控及湿度控制装置进行调节控制，实现动态反馈，实现对文物的全方位保护。

另外，以WiSen为基础，我们还可在该系统内加入入侵检测系统对于一些未开发或已开发的文物古迹，在其外围设置基于WiSen平台的入侵检测装置，以防止人为的偷盗与破坏对文物古迹造成的损失。

系统主要功能

基于无线传感网技术，该系统可实现多方面功能，充分体现了物联网应用于文物保护方面的必要性及优势。

1）数据采集。该系统可对文物所处环境的温度、湿度、光照以及震动等环境因素进行时刻监测并采集数据，具体包括温湿度情况、光照情况、气体浓度以及震动等方面。

2）网络传输。被采集数据通过网络层快速返回给控制中心及掌上终端，用户可通过反馈回的数据对文物所处环境进行分析及控制，并根据需要进行调整，实现对文物保护环境的实时控制。WiSen系统中的节点通过射频的方式进行无线通信，可自发地组成网络，并调整到最优化的路由结构。当系统中有节点被置入或取出时，系统的路由结构可迅速的自动调整，重新连接，实现了无缝化。

3）数据处理及控制。通过节点收集的各类信息最终汇总到中央控制系统，中央控制系统VCenter可以实现多方面的功能：

①监测区域的可视化展示：可以以三维立体的方式观察到监测区域和各节点所处位置。

②数据分析处理：可实时显示目前的状态数据，并对历史数据进行显示、分析、绘图和管理等操作。

③节点控制：可通过中控系统，实时查看各节点的工作状态、路由信息，并对其进行控制。

④反馈控制：可通过系统预设的下行通道，对相应的设备发出指令，进行反馈控制。

⑤预留专家系统接口。