本發(fā)明涉及安全監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的辦公區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著智慧城市和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以集中辦公為目的的寫字樓、辦公區(qū)越來越多，這些地方人員非常密集，成分也非常復雜，如何保證這些區(qū)域的安全極為重要。隨著自動化和數(shù)字化的發(fā)展，已經(jīng)有不少寫字樓、辦公區(qū)安裝了以消防或安保為目的的監(jiān)控系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)大多是獨立運行，且運行效率不高，難以對上述區(qū)域進行全方位、高標準的保護，因此，有必要針對現(xiàn)有的問題重新設(shè)計一種全方位的安全監(jiān)護系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的辦公區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺、智能消防單元、安保監(jiān)控單元、智能照明單元、多媒體顯示系統(tǒng)、can總線以及can總線接入單元；

所述智能消防單元用于確保智能消防單元穩(wěn)定運行，以及監(jiān)控區(qū)域內(nèi)火情并根據(jù)主控平臺的指令執(zhí)行滅火動作，所述智能消防單元包括消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元以及火情智能識別單元；

所述安保監(jiān)控單元用于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的非法闖入，包括安保監(jiān)控分控器、闖入檢測單元以及報警單元；

所述智能照明單元用于根據(jù)主控平臺的指令對區(qū)域內(nèi)特定區(qū)域進行照明；

所述多媒體顯示系統(tǒng)用于接收并展示基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺輸出的需要展示的信息；

所述基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺、安保監(jiān)控單元、智能照明單元、智能消防單元、多媒體顯示系統(tǒng)均通過can總線接入單元連接can總線，從而實現(xiàn)各單元與主控平臺的交互。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，所述消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元包括一個主消防泵掉電測試單元、備用消防泵掉電測試單元、主消防泵啟動測試單元、備用消防泵啟動測試單元、蓄水池水位監(jiān)測單元、繼電器運行監(jiān)測單元、主備汲水管通暢監(jiān)測單元、以及故障反饋單元；所述主消防泵掉電測試單元、備用消防泵掉電測試單元分別用于主備消防泵的掉電檢測，所述主消防泵啟動測試單元、備用消防泵啟動測試單元分被用于主備消防泵的啟動檢測，以確定啟動是否有故障，所述蓄水池水位監(jiān)測單元用于監(jiān)視蓄水池的水位，以保證滿足規(guī)定的消防水位，所述繼電器運行監(jiān)測單元用于監(jiān)測繼電器裝置運行是否正常；所述主備汲水管通暢監(jiān)測單元用于監(jiān)測汲水管道是否通暢，以及故障反饋單元用于在各個測試或監(jiān)測單元發(fā)現(xiàn)某個消防設(shè)備故障時向主控平臺反饋。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，所述火情智能識別單元包括：

動態(tài)圖像采集模塊，用于采集現(xiàn)場的動態(tài)圖像；

圖像數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取從動態(tài)圖像采集模塊傳過來的視頻圖像信息；

圖像存儲模塊，用于將動態(tài)圖像采集模塊采集的數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；

映射建立模塊，用于對全向視角傳感器的參數(shù)進行標定，建立空間的實物圖像與所獲得的視頻圖像的映射關(guān)系；

色彩空間轉(zhuǎn)換模塊，用于將彩色圖像中的每一個像素點的顏色從rgb顏色空間轉(zhuǎn)換到cbcr色彩空間；

圖像展開處理模塊，用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖，根據(jù)圓形全方位圖像上的一個點(x^*，y^*)和矩形柱狀全景圖上的一個點(x^**，y^**)的映射關(guān)系，建立(x^*，y^*)與(x^**，y^**)的映射矩陣，式(1)所示：

上式中，是映射矩陣，是圓形全方位圖像上的像素矩陣，是矩形柱狀全景圖上的像素矩陣；

運動目標檢測模塊，用于將所獲得的當前幀現(xiàn)場視頻圖像與一個相對比較穩(wěn)定的基準參考圖像進行差值運算，圖像相減的計算公式如式(2)表示：

fd(x，t0，ti)＝f(x，ti)‐f(x，t0)(2)

上式中，fd(x，t0，ti)是實時拍攝到圖像與基準參考圖像間進行圖像相減的結(jié)果：f(x，ti)是實時拍攝到圖像；f(x，t0)是基準參考圖像；

并將當前圖像中與相鄰k幀的圖像相減計算公式如(3)所示：

fd(x，ti‐k，ti)＝f(x，ti)‐f(x，ti‐k)(3)

上式中，fd(x，ti‐k，ti)是實時拍攝到圖像與相鄰k幀圖像間進行圖像相減的結(jié)果；f(x，ti‐k)是相鄰k幀時的圖像；

如fd(x，t0，ti)≥閾值、fd(x，ti‐k，ti)≥閾值成立時，判定為可疑火苗對象：

如fd(x，t0，ti)≥閾值、fd(x，ti‐k，ti)＜閾值，判定靜止對象，并用式(4)來更新替換基準參考圖像：

如fd(x，t0，ti)＜閾值，判定為靜止對象；

貫通范圍計算模塊，用于對當前圖像進行標記，像素灰度為0的小區(qū)表示此小區(qū)無可疑火苗，像素灰度為1則表示此小區(qū)有可疑火苗，計算當前圖像中的像素是否與當前像素周圍相鄰的某一個點的像素相等，如灰度相等判斷為具有貫通性，將所有具有貫通性的像素作為一個貫通范圍；

火苗確認模塊，用于判定為可疑火苗后，對每個貫通范圍求出其面積si，并依照如下：

1)若si＜閾值1，則該變化區(qū)域為噪聲點；

2)若si＞閾值2，則該變化區(qū)域為大面積的紅外光線變化；

3)若閾值1＜si＜閾值2，則該變化區(qū)域為可疑的火苗區(qū)域；

判斷為可疑的火苗區(qū)域后，計算相鄰幀變化圖像的相似度εi，如公式(5)所示，

式中，bi(x，y)為上一幀中可疑的火苗區(qū)域，bi+1(x，y)為當前幀中可疑的火苗區(qū)域；

根據(jù)上述計算結(jié)果，類型劃分為：

1)若εi≤閾值1，則圖像模式為快速運動的亮點；

2)若εi≥閾值2，則圖像模式為固定紅外發(fā)光區(qū)域；

3)若閾值1＜εi＜閾值2，則圖像模式為火苗；

所述閾值1和閾值2可以根據(jù)經(jīng)驗預先設(shè)定。

如果發(fā)現(xiàn)火苗，則迅速啟動報警程序，將火情上傳至主控平臺，并等待主控平臺的滅火指令；

火苗發(fā)生位置計算模塊，用于根據(jù)三維空間與圖像像素的對應(yīng)性關(guān)系，計算火苗的中心點，確定火源點位置；

滅火控制模塊，用于在接收到主控平臺的滅火指令后，控制噴頭驅(qū)動裝置使噴頭朝向火源點移動，當噴頭對準火點時，發(fā)出打開噴頭閥門滅火的指令。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，通過本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的辦公區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)，可以對辦公區(qū)域的安保，消防進行全方位的監(jiān)控和維護，同時，通過對各個子系統(tǒng)的改進，更加有效的提高了安保和消防設(shè)施的工作效率和準確率，具有非?，F(xiàn)實的積極意義。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的基于物聯(lián)網(wǎng)的辦公區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的火情智能識別單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的安保監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的辦公區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)，如附圖1所示，所述系統(tǒng)包括基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺、智能消防單元、安保監(jiān)控單元、智能照明單元、多媒體顯示系統(tǒng)、can總線以及can總線接入單元；

所述智能消防單元用于確保智能消防單元穩(wěn)定運行，以及監(jiān)控區(qū)域內(nèi)火情并根據(jù)主控平臺的指令執(zhí)行滅火動作，所述智能消防單元包括消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元以及火情智能識別單元；

所述安保監(jiān)控單元用于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的非法闖入，包括安保監(jiān)控分控器、闖入檢測單元以及報警單元；

所述智能照明單元用于根據(jù)主控平臺的指令對區(qū)域內(nèi)特定區(qū)域進行照明；

所述多媒體顯示系統(tǒng)用于接收并展示基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺輸出的需要展示的信息；

所述基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺、安保監(jiān)控單元、智能照明單元、智能消防單元、多媒體顯示系統(tǒng)均通過can總線接入單元連接can總線，從而實現(xiàn)各單元與主控平臺的交互。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，上述消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元實現(xiàn)對消防設(shè)備的穩(wěn)定性監(jiān)測；所述消防設(shè)備組成部分可以包括，但不限于：主消防泵、備用消防泵、主消防泵分控器、備用消防泵分控器、中間繼電器、消防蓄水池及與消防蓄水池連接的消防供水管道、排水回流管道、主消防泵汲水管、備用消防泵汲水管，在消防供水管道處裝有水壓轉(zhuǎn)換器，在排水回流管道處裝有排水電動閥。

所述消防設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)測單元，如附圖2所示，包括一個主消防泵掉電測試單元、備用消防泵掉電測試單元、主消防泵啟動測試單元、備用消防泵啟動測試單元、蓄水池水位監(jiān)測單元、繼電器運行監(jiān)測單元、主備汲水管通暢監(jiān)測單元、以及故障反饋單元；所述主消防泵掉電測試單元、備用消防泵掉電測試單元分別用于主備消防泵的掉電檢測，所述主消防泵啟動測試單元、備用消防泵啟動測試單元分被用于主備消防泵的啟動檢測，以確定啟動是否有故障，所述蓄水池水位監(jiān)測單元用于監(jiān)視蓄水池的水位，以保證滿足規(guī)定的消防水位，所述繼電器運行監(jiān)測單元用于監(jiān)測繼電器裝置運行是否正常；所述主備汲水管通暢監(jiān)測單元用于監(jiān)測汲水管道是否通暢，以及故障反饋單元用于在各個測試或監(jiān)測單元發(fā)現(xiàn)某個消防設(shè)備故障時向主控平臺反饋。

通過上述各測試以及監(jiān)測單元的運行，可以于平時及時發(fā)現(xiàn)消防設(shè)備的故障，避免火災發(fā)生時，因為消防設(shè)備故障而導致的重大損失。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，如附圖3所示，所述火情智能識別單元包括：

動態(tài)圖像采集模塊，用于采集現(xiàn)場的動態(tài)圖像；

圖像數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取從動態(tài)圖像采集模塊傳過來的視頻圖像信息；

圖像存儲模塊，用于將動態(tài)圖像采集模塊采集的數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；

映射建立模塊，用于對全向視角傳感器的參數(shù)進行標定，建立空間的實物圖像與所獲得的視頻圖像的映射關(guān)系；

色彩空間轉(zhuǎn)換模塊，用于將彩色圖像中的每一個像素點的顏色從rgb顏色空間轉(zhuǎn)換到cbcr色彩空間；

圖像展開處理模塊，用于將采集的圓形視頻圖像展開為全景柱狀圖，根據(jù)圓形全方位圖像上的一個點(x^*，y^*)和矩形柱狀全景圖上的一個點(x^**，y^**)的映射關(guān)系，建立(x^*，y^*)與(x^**，y^**)的映射矩陣，式(1)所示：

上式中，是映射矩陣，是圓形全方位圖像上的像素矩陣，是矩形柱狀全景圖上的像素矩陣；

運動目標檢測模塊，用于將所獲得的當前幀現(xiàn)場視頻圖像與一個相對比較穩(wěn)定的基準參考圖像進行差值運算，圖像相減的計算公式如式(2)表示：

fd(x，t0，ti)＝f(x，ti)‐f(x，t0)(2)

上式中，fd(x，t0，ti)是實時拍攝到圖像與基準參考圖像間進行圖像相減的結(jié)果：f(x，ti)是實時拍攝到圖像；f(x，t0)是基準參考圖像；

并將當前圖像中與相鄰k幀的圖像相減計算公式如(3)所示：

fd(x，ti‐k，ti)＝f(x，ti)‐f(x，ti‐k)(3)

上式中，fd(x，ti‐k，ti)是實時拍攝到圖像與相鄰k幀圖像間進行圖像相減的結(jié)果；f(x，ti‐k)是相鄰k幀時的圖像；

如fd(x，t0，ti)≥閾值、fd(x，ti‐k，ti)≥閾值成立時，判定為可疑火苗對象：

如fd(x，t0，ti)≥閾值、fd(x，ti‐k，ti)＜閾值，判定靜止對象，并用式(4)來更新替換基準參考圖像：

如fd(x，t0，ti)＜閾值，判定為靜止對象；

貫通范圍計算模塊，用于對當前圖像進行標記，像素灰度為0的小區(qū)表示此小區(qū)無可疑火苗，像素灰度為1則表示此小區(qū)有可疑火苗，計算當前圖像中的像素是否與當前像素周圍相鄰的某一個點的像素相等，如灰度相等判斷為具有貫通性，將所有具有貫通性的像素作為一個貫通范圍；

火苗確認模塊，用于判定為可疑火苗后，對每個貫通范圍求出其面積si，并依照如下：

1)若si＜閾值1，則該變化區(qū)域為噪聲點；

2)若si＞閾值2，則該變化區(qū)域為大面積的紅外光線變化；

3)若閾值1＜si＜閾值2，則該變化區(qū)域為可疑的火苗區(qū)域；

判斷為可疑的火苗區(qū)域后，計算相鄰幀變化圖像的相似度εi，如公式(5)所示，

式中，bi(x，y)為上一幀中可疑的火苗區(qū)域，bi+1(x，y)為當前幀中可疑的火苗區(qū)域；

根據(jù)上述計算結(jié)果，類型劃分為：

1)若εi≤閾值1，則圖像模式為快速運動的亮點；

2)若εi≥閾值2，則圖像模式為固定紅外發(fā)光區(qū)域；

3)若閾值1＜εi＜閾值2，則圖像模式為火苗；

所述閾值1和閾值2可以根據(jù)經(jīng)驗預先設(shè)定。

如果發(fā)現(xiàn)火苗，則迅速啟動報警程序，將火情上傳至主控平臺，并等待主控平臺的滅火指令；

火苗發(fā)生位置計算模塊，用于根據(jù)三維空間與圖像像素的對應(yīng)性關(guān)系，計算火苗的中心點，確定火源點位置；

滅火控制模塊，用于在接收到主控平臺的滅火指令后，控制噴頭驅(qū)動裝置使噴頭朝向火源點移動，當噴頭對準火點時，發(fā)出打開噴頭閥門滅火的指令。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述動態(tài)圖像采集模塊是全向視角傳感器，所述全向視角傳感器包括用于反射監(jiān)控領(lǐng)域中物體的外凸反射鏡面、透明圓柱體、高清球機，所述外凸反射鏡面朝下，所述透明圓柱體支撐外凸反射鏡面，用于拍攝外凸反射鏡面上成像體的高清球機位于透明圓柱體的內(nèi)部，高清球機位于外凸反射鏡面的虛焦點上。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，如附圖4所示，所述安保監(jiān)控單元包括安保監(jiān)控分控器、闖入檢測單元以及報警單元。

所述闖入檢測單元包括闖入確認單元和闖入識別單元，所述闖入確認單元包括多個設(shè)置于區(qū)域入口附近的基于zigbee的測量節(jié)點、鏈路強度匯集節(jié)點以及闖入確認運算單元，所述基于zigbee的測量節(jié)點之間進行無線通信，各節(jié)點依次發(fā)送無線信號，其它節(jié)點接收無線信號并記錄接收信號強度，鏈路強度匯集節(jié)點通過zigbee技術(shù)收集所有基于zigbee的測量節(jié)點測量到的無線鏈路信號強度信息，同時，將采集的信息發(fā)送給闖入確認運算單元，闖入確認運算單元根據(jù)無線鏈路強度信息實現(xiàn)對是否有物體闖入的檢測。

所述闖入確認運算單元根據(jù)無線鏈路強度信息實現(xiàn)對是否有物體闖入的檢測具體包括：

假設(shè)各基于zigbee的測量節(jié)點之間形成n條無線鏈路，在t‐1與t時刻分別得到由這n條無線鏈路接收信號強度的均值m和方差v組成的特征矩陣a和b如下：

其中，特征矩陣a和b包含了無線鏈路信號強度的均值m以及方差v特征，mn1以及vn2分別代表第n條無線鏈路的信號強度均值及方差；計算特征矩陣a和b中對應(yīng)元素值的大小相似程度得到匹配度矩陣c如下：

其中，mn1‐m'n1代表了第n條鏈路的均值的差異，vn1‐v'n1代表了第n條鏈路的方差的差異，dn代表了第n條鏈路的長度。當匹配度矩陣c的各元素之和大于設(shè)定的閾值時，所述闖入確認運算單元將判定物體闖入，并且通過安保監(jiān)控分控器向主控平臺報告闖入信息。

當主控平臺接收到報告的闖入信息時，如果當時為夜晚，則向智能照明單元發(fā)出指令，向所在區(qū)域進行照明，并且向所述安保監(jiān)控分控器發(fā)出指令，啟動闖入識別單元，進行闖入識別，所述闖入識別單元包括：

影像獲取單元，用于獲取靜態(tài)圖像，并傳輸給圖像處理單元。

影像處理單元，用于對靜態(tài)影像進行預處理，得到灰度補償影像。

人像檢測單元，用于對灰度影像進行人像檢測和定位；若檢測到人像則獲得固定大小的灰度人像影像，并傳輸給人像識別單元；若沒有檢測到人像則直接將灰度影像傳輸給背景對比單元；

背景對比單元，用于將數(shù)據(jù)存儲單元存儲的平均背景影像和人像檢測單元傳來的灰度影像分別劃分為若干個權(quán)重不同的子影像,計算對應(yīng)子影像的匹配度，并對所有子影像的匹配度進行加權(quán)求和，若加權(quán)求和結(jié)果大于預設(shè)的匹配度閾值，則作為檢測到異常的灰度影像存儲到數(shù)據(jù)存儲單元，并通知報警單元進行報警。

人像識別單元，用于對灰度人像影像和數(shù)據(jù)存儲單元存儲的已注冊人像影像進行特征提取、計算匹配度，根據(jù)匹配度判斷是否為陌生人，若為陌生人則通知報警管理單元進行報警。

人像注冊單元，用于實時檢測灰度人像影像，并進行標記。

數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲已注冊人像影像，被判為陌生人的灰度人像影像，檢測到異常的灰度影像，平均背景影像和用戶自定義信息。

所述人像識別單元在進行特征提取、計算匹配度時包括如下步驟：

a)對待識別的灰度人像影像q和數(shù)據(jù)存儲單元存儲的n幅已注冊人像影像pi(i＝1,2…,n)進行局部雙值模式變換，用以減小光照等變化帶來的影響；

b)將步驟a)變換后的影像劃分成l個大小相同且互不重疊的子影像塊；

c)對待識別灰度人像影像q的每個子影像塊qj和所有對應(yīng)的已注冊人像影像的子影像塊pi,j進行隨機采樣，即隨機選擇qj和pi,j若干個相同位置的數(shù)值，得到測試特征子集q’j和訓練特征子集p’i,j，其中i＝1,2…,n，j＝1,2,…l；

d)計算測試特征子集和訓練特征子集之間的漢明距離作為匹配度度量，若測試特征子集和最相似的訓練特征子集之間的漢明距離超過預先設(shè)定的匹配度閾值，則認為此次隨機采樣所代表的子影像塊qj和pi,j(i＝1,2…,n)不相似；

e)步驟c)和d)重復k次，即進行k次隨機采樣，統(tǒng)計待識別的灰度人像影像q的l個子影像塊一共得到的不相似次數(shù)，若不相似次數(shù)超過預定閾值則認為待識別的灰度人像影像q和數(shù)據(jù)存儲單元存儲的n幅已注冊人像影像都不相似，為陌生人或未注冊，否則為已注冊。

所述智能照明單元用于根據(jù)主控平臺的指令對區(qū)域內(nèi)特定區(qū)域進行照明；

所述多媒體顯示系統(tǒng)用于接收并展示基于物聯(lián)網(wǎng)的主控平臺輸出的需要展示的信息，例如火情信息和闖入信息。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。