CN110675692A - 一种智慧安防实训装置及控制*** - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种智慧安防实训装置及控制***，本公开的实训装置的智慧安防实训实验箱采用一体化结构，实训装置不需要拆装，将所有模块直接固定在箱体底板上，可以进行比较直观展示，适合在教学中使用。在实训箱内固定设置上述各个单元，在进行实训时接通电源，各部分开始工作，采集数据将相应的数据在主控单元进行显示或者主控单元接收用户相应的操作，进行相应的实训项目。在不进行实训时，直接断电，合上箱体的上下壳体，实现装置的便携。

Description

一种智慧安防实训装置及控制***

技术领域

本公开涉及物联网相关技术领域，具体的说，是涉及一种智慧安防实训装置及控制***。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着社会的发展和财富的积累，金融证券部门、企事业单位和家庭住宅等涉及钱、财、物等场所的财产安全变得越来越重要。安防***是实施安全防范控制的重要技术手段，目前所使用的安防***主要依赖人的视觉判断，而缺乏对视频内容的智能分析。由此使得安防***只能完成一定时间内的视频存储记录，仅可为事后分析提供证据。而其事前预/报警功能的缺失，也让保平安的意义大打折扣。随着光电信息技术、微电子技术、微计算机技术与视频图像处理技术等的发展，传统的安防***也正由数字化、网络化，而逐步走向智能化。这种智能化是指在不需要人为干预的情况下，***能自动实现对监控画面中的异常情况进行检测、识别，在有异常时能及时做出预/报警。

当今社会，人们更加注重企业、社区、公共场所等安全防范问题，智慧安防迅速兴起，为智慧城市、智能家居、智能建筑、智慧医疗、智能交通等夯实基础。智慧安防是在原来安防实施基础上建立起来的智能化社区安防网络，能够做到最短时间内发现、处理及报警，有效保障生命及财产安全。随着人们对智慧安防认识的深入，智慧安防还会得到进一步发展，发挥出更多作用。

智慧安防是物联网应用中不可或缺的一部分，在物联网教学体系中包含智慧安防相关课程至关重要。箱式教学产品的市场占有率高达八成以上，而安防相关的教学产品有巨大的市场空白。缺乏相应教学产品使得智慧安防的培训面临较大的阻碍，不能高效的培养该领域的研发人员。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种智慧安防实训装置及控制***，设置的实验箱中包含智慧安防相关实训设备，使学生达到学以致用的效果，同时，也为高校教学、企业研发提供设备支撑。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种智慧安防实训装置，包括实训箱和设置在实训箱内的线路底板，所述线路底板上分别设置感知单元、智能识别单元、主控单元和执行单元，所述主控单元分别与感知单元、智能识别单元通过无线连接，主控单元与执行单元电连接，感知单元设置多个传感器用于采集数据，主控单元根据感知单元采集的数据或智能识别单元的识别数据生成相应的控制指令发送至执行单元，执行单元根据控制指令执行相应的操作。

进一步地，主控单元包括触摸屏、主控制器和无线协调器，所述主控制器分别与触摸屏和无线协调器连接，无线协调器搜索一定范围内的无线模块，建立无线连接，通过无线自组网络，实现数据的传输。

进一步地，智能识别单元包括语音模块、指纹识别模块、RFID射频识别模块、人脸识别模块和电子密码验证模块。

进一步地，所述语音模块包括语音识别模块和语音合成模块，所述语音识别模块和语音合成模块分别与主控单元连接，语音识别模块将获取的语音识别转换为文字传输至主控单元，主控单元向语音合成模块发送指令信息，语音合成模块根据指令信息转化为语音并播放。

进一步地，RFID识别模块包括内置RFID电子标签和射频识别模块，所述射频识别模块与主控单元连接。

进一步地，所述人脸识别模块包括摄像头和预存人脸图像的人脸数据库，当开启人脸识别，摄像头采集待识别的人脸图像或视频，发送至主控单元进行识别，获得采集人脸与人脸数据库中的人脸图像的相似度。

进一步地，线路底板上还包括无线传输装置，所述无线传输装置包括转接板和设置在转接板上的无线通信模块，转接板上布设线路和设置感知单元的传感器接口，所述传感器接口通过布设线路与无线传输模块连接。

进一步地，感知单元包括围墙安防传感器组和环境安防传感器组；

或者

围墙安防传感器组包括超声波传感器、震动传感器、红外传感器和激光模块；

或者

环境安防传感器组包括温湿度传感器、二氧化碳传感器和光照传感器。

或者

执行单元包括门锁、灯、风扇、卷帘和加湿器

基于上述的一种智慧安防实训装置的控制***，包括：

环境监测模块：被配置为用于采集感知单元的环境安防传感器组检测的数据，将采集的数据进行处理和分析，绘制各数据的变化规律曲线，设置各个感知单元检测数据的阈值，当超出设定的阈值发送相应的控制指令至对应的执行单元的执行部件；

或/和

安防预警模块：被配置为用于实现采集围墙安防传感器组的安防数据，根据检测的数据判断是否有外界入侵；当判断外界入侵启动摄像头进行抓拍，或者同时进行报警；

或/和

语音模块：被配置为用于设置语音指令集，采集语音信息，将采集的语音信息转化为文字信息，根据文字信息查找与文字信息相关度最高的语音指令，播放相应的语音指令。

进一步地，还包括指纹验证模块：被配置为通过触摸屏采集指纹数据进行指纹信息的录入和待识别指纹的识别；

或/和

RFID识别模块：被配置为用于存储RFID电子标签的预存信息，采集待识别的RFID电子标签的信息，将采集的信息与存储的预存信息进行比对，匹配度达到设定的范围，发送控制指令至执行单元的任意执行部件。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开的实训装置的智慧安防实训实验箱采用一体化结构，实训装置不需要拆装，将所有模块直接固定在箱体底板上，可以进行比较直观展示，适合在教学中使用。在实训箱内固定设置上述各个单元，在进行实训时接通电源，各部分开始工作，采集数据将相应的数据在主控单元进行显示或者主控单元接收用户相应的操作，进行相应的实训项目。在不进行实训时，直接断电，合上箱体的上下壳体，实现装置的便携。

同时可以设置多种无线通信模块，可以比较各种无线传输的特点和协议的不同，便于学员掌握。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例中实训箱内的线路底板的结构示意图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种智慧安防实训装置，包括实训箱和设置在实训箱内的线路底板，所述线路底板上分别设置感知单元、智能识别单元、主控单元和执行单元，所述主控单元分别与感知单元、智能识别单元通过无线连接，主控单元与执行单元电连接，主控单元根据感知单元采集的数据或智能识别单元的识别数据生成相应的控制指令发送至执行单元，执行单元执行相应的动作。

在一些实施例中，实训箱的箱体结构可以设置为包括上壳体和下壳体的结构，箱体的上壳体或者下壳体固定设置线路底板的方式可以为任意方式，卡接或者通过螺纹连接，本实施例的线路底板可以设置为线路板，需要进行电连接的部件可以直接通过线路板进行连接。线路底板上还可以设置多种型号的扩展接口，进行本装置的扩展，可以设置传感器连接接口、无线模块连接接口及执行装置连接接口。线路底板还可以设置电源模块，可以直接连接市电进行变换后给本实施例的实训装置供电。

在一些实施例中，本实训装置为实训各种无线传输，包括实训无线传输的传输协议、无线传输的设置方式，还可以设置无线传输装置，所述无线传输装置包括转接板和设置在转接板上的无线通信模块，转接板上布设线路和设置感知单元的传感器接口，所述传感器接口通过布设线路与无线传输模块连接。所述无线传输模块可以为WiFi无线通信模块、ZigBee无线通信模块或者为蓝牙模块。

主控单元包括触摸屏、主控制器和无线协调器，无线协调器搜索一定范围内的无线模块，建立无线连接，通过无线自组网络，实现数据的传输。设置触摸屏可以同时实现数据的显示和操作数据的输入。所述操作数据可以为用户根据具体的实训实验的设定，包括对模块功能的选择，如是否开启人脸识别。

感知单元包括围墙安防传感器组和环境安防传感器组，所述围墙安防传感器组可包括超声波传感器、震动传感器、红外传感器和激光模块，所述激光模块包括激光发射装置和激光接收装置，当激光接收装置不能接收到激光发射装置发射的激光信号，发送报警信息至主控单元，控制相应的执行单元的部件动作，如可以进行相应的灯光报警。环境安防传感器组可以包括温湿度度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器等。

执行单元包括门锁、灯、风扇、卷帘和加湿器等。灯可以为LED灯、彩灯，用于报警或者指示。门锁和风扇分别通过继电器连接电源和主控单元，门锁和风扇连接在继电器的触点接触端，主控单元可以连接继电器的线圈连接端，当主控单元发出相应的控制信号，接通继电器的线圈通路，同时继电器内的触点闭合，接通电源和门锁风扇。所述卷帘通过驱动电机连接至电源模块和主控单元，主控单元控制驱动电机的正反转控制卷帘的打开或者关闭。门锁、灯、风扇体积比较小，可以通过固定设置在底板上。对于比较大的执行部件如加湿器和卷帘门等，可以通过在线路底板上设置的扩展接口连接设置在实训箱内的主控单元，实现实训装置的便携和可扩展性能。

智能识别单元包括语音识别模块、指纹识别模块、RFID射频识别模块、人脸识别模块、电子密码验证模块；指纹识别模块和电子密码验证模块可以通过主控单元设置的触摸屏和主控制器的功能设置实现。

某些实施例中，语音模块包括语音识别模块和语音合成模块，所述语音识别模块和语音合成模块分别与主控单元连接，语音识别模块将获取的语音识别转换为文字传输至主控单元，主控单元向语音合成模块发送指令信息，语音合成模块根据指令信息转化为语音并播放。

在一些是实施例中，RFID识别模块包括内置RFID电子标签和射频识别模块，所述射频识别模块与主控单元连接。主控单元的存储器中存储RFID信息，RFID电子标签存储标签内容，射频识别模块通过扫描RFID电子标签识别标签中的内容与存储的RFID信息比对，如果有对应RFID电子标签的内容则通过，可以控制执行单元相应的执行部件进行制定的操作，如可以执行单元的门锁打开，或者是卷帘门打开，可以根据具体的需要设置。

在一些实施例中，所述人脸识别模块包括摄像头和预存人脸图像的人脸数据库，当开启人脸识别，摄像头采集待识别的人脸图像或视频，发送至主控单元进行识别，获得采集人脸与人脸数据库中的人脸图像的相似度，可以设定相似度阈值，如达到相似度阈值识别结果为通过验证。

智慧安防实训实验箱采用一体化结构，实训装置不需要拆装，将所有模块直接固定在箱体底板上，可以进行比较直观展示，适合在教学中使用。在实训箱内固定设置上述各个单元，在进行实训时接通电源，各部分开始工作，采集数据将相应的数据在主控单元进行显示或者主控单元接收用户相应的操作，进行相应的实训项目。在不进行实训时，直接断电，合上箱体的上下壳体，实现装置的便携。

采用本实施例的装置可以实现的实训实验包括基于控制器MCU的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、ZigBee/WiFi/Bluetooth/RFID通讯实验、数据管理实验等。可以通过不同传感器的特性，不同网络的组成形式，开发出更多实用性强的物联网应用模式。

本实施例的实训装置可以作为物联网智慧安防教学设备，主要用于教学、开发、实验，为物联网专业相关课程提供良好的教学、实验环境，方便展示和教学，使同学们能够迅速掌握物联网安防相关技术。教师借助该设备及相关教学软件能够方便地在课堂上演示智慧安防***的开发过程和运行实例，同时还能辅助教师和学生高效地进行课程实践。

实施例2

本实施例提供一种智慧安防实训装置的控制***，包括：

环境监测模块：被配置为用于采集感知单元的环境安防传感器组检测的数据，将采集的数据进行处理和分析，绘制各数据的变化规律曲线，设置各个感知单元检测数据的阈值，当超出设定的阈值发送相应的控制指令至对应的执行单元的执行部件。

感知单元检测的数据可以包括光照数据、二氧化碳浓度、温度或湿度，执行单元的执行部件可以为卷帘门、灯和风扇。当上述采集的数据超出相应的阈值可以控制开灯进行补光、打开风扇加速空气流动或者关闭卷帘门进行保温或者打开卷帘门增加采光效果。

安防预警模块：被配置为用于实现采集围墙安防传感器组的安防数据，根据检测的数据判断是否有外界入侵；当判断外界入侵启动摄像头进行抓拍，或者同时进行报警。如可以设置报警器进行声光报警。

指纹验证模块：被配置为实现指纹识别开锁功能。通过触摸屏采集指纹数据进行指纹信息的录入和待识别指纹的识别。

语音模块：被配置为用于设置语音指令集，采集语音信息，将采集的语音信息转化为文字信息，根据文字信息查找与文字信息相关度最高的语音指令，播放相应的语音指令。具体的实现可以通过语音识别模块进行识别，通过语音合成模块进行语音的播放。

RFID识别模块：被配置为用于存储RFID电子标签的预存信息，采集待识别的RFID电子标签的信息，将采集的信息与存储的预存信息进行比对，匹配度达到设定的范围，发送控制指令至执行单元的任意执行部件，如可以发送开锁指令至执行单元的门锁。RFID电子标签可以设置在卡片里，通过在射频模块读取卡内的标签信息。

电子密码锁：实现电子密码锁的功能。密码识别成功后打开门锁。实现密码设置掉电保护的功能。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种智慧安防实训装置，其特征是：包括实训箱和设置在实训箱内的线路底板，所述线路底板上分别设置感知单元、智能识别单元、主控单元和执行单元，所述主控单元分别与感知单元、智能识别单元通过无线连接，主控单元与执行单元电连接，感知单元设置多个传感器用于采集数据，主控单元根据感知单元采集的数据或智能识别单元的识别数据生成相应的控制指令发送至执行单元，执行单元根据控制指令执行相应的操作。

2.如权利要求1所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：主控单元包括触摸屏、主控制器和无线协调器，所述主控制器分别与触摸屏和无线协调器连接，无线协调器搜索一定范围内的无线模块，建立无线连接，通过无线自组网络，实现数据的传输。

3.如权利要求1所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：智能识别单元包括语音模块、指纹识别模块、RFID射频识别模块、人脸识别模块和电子密码验证模块。

4.如权利要求3所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：所述语音模块包括语音识别模块和语音合成模块，所述语音识别模块和语音合成模块分别与主控单元连接，语音识别模块将获取的语音识别转换为文字传输至主控单元，主控单元向语音合成模块发送指令信息，语音合成模块根据指令信息转化为语音并播放。

5.如权利要求3所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：RFID识别模块包括内置RFID电子标签和射频识别模块，所述射频识别模块与主控单元连接。

6.如权利要求3所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：所述人脸识别模块包括摄像头和预存人脸图像的人脸数据库，当开启人脸识别，摄像头采集待识别的人脸图像或视频，发送至主控单元进行识别，获得采集人脸与人脸数据库中的人脸图像的相似度。

7.如权利要求1所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：线路底板上还包括无线传输装置，所述无线传输装置包括转接板和设置在转接板上的无线通信模块，转接板上布设线路和设置感知单元的传感器接口，所述传感器接口通过布设线路与无线传输模块连接。

8.如权利要求1所述的一种智慧安防实训装置，其特征是：感知单元包括围墙安防传感器组和环境安防传感器组；

或者

围墙安防传感器组包括超声波传感器、震动传感器、红外传感器和激光模块；

或者

环境安防传感器组包括温湿度度传感器、二氧化碳传感器和光照传感器。

或者

执行单元包括门锁、灯、风扇、卷帘和加湿器。

9.基于权利要求1-8任一项所述的一种智慧安防实训装置的控制***，其特征是，包括：

环境监测模块：被配置为用于采集感知单元的环境安防传感器组检测的数据，将采集的数据进行处理和分析，绘制各数据的变化规律曲线，设置各个感知单元检测数据的阈值，当超出设定的阈值发送相应的控制指令至对应的执行单元的执行部件；

或/和

安防预警模块：被配置为用于实现采集围墙安防传感器组的安防数据，根据检测的数据判断是否有外界入侵；当判断外界入侵启动摄像头进行抓拍，或者同时进行报警；

或/和

语音模块：被配置为用于设置语音指令集，采集语音信息，将采集的语音信息转化为文字信息，根据文字信息查找与文字信息相关度最高的语音指令，播放相应的语音指令。

10.如权利要求9所述的控制***，其特征是：还包括指纹验证模块：被配置为通过触摸屏采集指纹数据进行指纹信息的录入和待识别指纹的识别；

或/和

RFID识别模块：被配置为用于存储RFID电子标签的预存信息，采集待识别的RFID电子标签的信息，将采集的信息与存储的预存信息进行比对，匹配度达到设定的范围，发送控制指令至执行单元的任意执行部件。

Images