智能家居安全系统

智能家居安全系统（精选十篇）

智能家居安全系统 篇1

居民防盗通常采取加固门窗的 方式。门窗虽然起到了家居保护的 作用，但这种传统的机械式防盗因 其设备是固定的，而盗贼也已对这 种防盗有了很久的研究，存在的弊 端很明显。譬如一个楼盘，全部防 盗门都用一个牌子，那么钥匙之间的互开率就非常高，可能我家的钥 匙就能开启你家的门，盗贼要进入你家就很容易，所以这些机械锁防君子却防不了小人。

当人们为家居安全忧虑不已时，你是否想过，在千里之外就能遥控自己的家?随着物联网技术的迅猛发展，以及在电网行业的普及应用，智能家居能为你当好家庭管家，让您轻松享受生活。

充满智慧的住宅

智能家居首先从门开始。回到家门前，不必掏钥匙，也不必按指纹，只需用眼睛看看门前那个大大的摄像头，摄像头也在打量着你，左右几圈之后，摄像头缩回去了，随着一声亲切地：“欢迎回家。”门就打开了。

其原理在于, 门的前端是一个负责安全和门禁的摄像头, 准确地说是一个机器人, 它通过人脸识别技术以及抽取特征信息, 就可以判断来者是否能够被允许进入房子。而且机器人具有相当的互动性, 它对移动的人很有兴趣, 会随着人的移动而改变关注度, 并且会改变形态, 如同人一样眯眯眼睛, 高兴的时候它会和你打招呼, 不高兴的时候, 你还是别惹它比较好。

有了门前机器人这个宝贝, 在某些用意不明的人来到你家门前的时候, 他会用相当怪异的表情关注这个不速之客, 以致在发生任何事情之前, 先把这些人吓跑。

平时, 我们最担心的是在离家之后, 房子里的花花草草、小狗小鸟无人照顾怎么办?家里的电器怎么管理, 家里的实时情况如何掌握?有了新的智能家居, 这一切问题就可以迎刃而解了。

首先, 智能家居至少要拥有一个服务器, 这个服务器可用来控制与喂小动物、浇花草相关的事务。当您进行远程管理的时候, 可以登录这个服务器, 控制和设定这些选项, 并且作出及时的指令。

以现在的技术, 完全可以做到这一点, 已经有聪明的住户通过电话振铃设计了能够通过电话控制的浇水系统, 远在千里之外, 只要拨通家里的电话就行了。

同时, 智能家居系统还可以将这一切做得更智能, 根据设定好的程序, 在合适的时候, 根据气候和温度的不同, 浇花程序可以自动启动。如果想远程看看浇花的效果, 通过在线的摄像头就可以监控, 顺便也可以看看家里的情况。当然, 在多数情况下, 这个摄像头还不够智能, 如果能够跟报警系统联动, 就最好不过了。

当我们看到家中有人行窃, 而自己却置身家外时, 那种无助的感觉简直是种煎熬。所以固定式的摄像头要淘汰了, 可以采用另外一种神器——巡逻机器人。这个机器人可以在屋子里根据设定路线巡视, 发现可疑情况除了可以报警之外, 还能够根据机器人的能力, 设定不同的反击策略。

另外, 除了报警, 遇到意外情况, 智能住宅还应该可以自动断电, 或一旦我们出远门时忘了关开关, 智能住宅也能帮你解决这个问题。在电话的那一头, 已经集成了远程的控制端, 这样就方便了。要是电话丢了怎么办, 也不要紧, 您可以将监控功能设置为隐蔽, 捡到手机的用户也无法操作这些东西。

智能家居系统还能为我们做得更多。到了晚上, 门前的探头启动了夜间模式, 可以看到周围的情况, 不过没有特别的动静, 它不会把信息传达给房主, 但一旦有人进入监控的范围内, 系统就会自动启动应急模式。

体贴温馨的家

一旦家里被完全的网络化环境占据, 通过中央的控制服务器, 除了控制基本的系统, 我们还可以存储用户的数据和信息。用户通过手机就能轻松访问需要的数据。比如出行的时候, 忘了带客户的名片, 只要通过手机在自己的数据库里调用就行。另外, 家庭服务器也承担着小型数据中心的任务, 不但可以存储拍摄的照片, 而且可以根据需求发送到需要的显示设备上。

而在智能家居系统中, 通过网络连接的显示设备, 还可以担任照明的功能, 只要用户愿意, 可以在墙面上呈现各种照片和场景, 并根据气氛改变照明效果。例如在结婚纪念日, 可以投射温馨而浪漫的色调, 而在需要大亮度的时候, 则可以设置为照明全面开启。

现在, 房子里已经布置了不少传感器, 天花板上的照明系统也模拟人的感觉, 可以随着用户的行走在一定的区域自动亮起。进入屋子的每个客人都可以戴上可感知体温和脉搏的手镯, 这样, 你的房子就可以根据采集到的情况调整不同区域的温度设定, 从而让每个人都感觉舒服。

家作为温暖而安全的港湾, 还应该具有监护功能, 目前的家庭监护有两个方向, 其一, 已经开发出来的拥有监护功能的床垫, 能够帮助医疗监护人员在患者不清醒的时候看到患者的体征, 同时, 能跟急救系统连接, 也能避免因为某些心血管疾病导致的猝死;其二, 采用连接到监控系统的手镯, 这样老年人单独在家里也不用太担心了, 心率不齐或者突发心脏病也会得到长期的监控并统计, 有利于医疗工作者的诊断。

有了这些装备, 大家就可以放心多了, 要是室内温度过高或者过冷, 谁来负责呢?不用担心, 中央的控制系统已经把屋子的温度传感数据和生命体传感数据收集, 在不同的房间里, 窗户已经开始启动, 而通风系统也在进行调节。

另外, 根据城市多尘的特点, 我们还可以将窗户和通风系统进行改革。在通风系统里设计静电除尘系统, 进入室内的空气就会干净得多, 而且对花粉过敏的住户也会获益。同时, 还可以根据自然规律设计房间, 让通风设施能够根据温差来实现自然的流通。

除此之外, 我们的智能家居还需要无线电能传输模块。这样可以省略各种插头, 并且能够根据需要, 给那些带加热功能的拖鞋发送能量, 从而提前给它们加热。这种方式能够节省大量的能源, 而且无线电能传输也能加热个人服装, 可以降低房间采暖的消耗。

即使在厨房里也是如此, 在一个平坦的桌面上已经看不到杂乱无章的电线, 那些让家庭主妇头疼的接口已经大幅度简化, 收拾屋子和电器也方便得多, 这都是无线电能传输带来的好处。

化繁就简的居所

什么样的家才自在?一定是不需要你照顾它, 而是它照顾你的家。

我们周围的东西都有传感器作为眼睛, 也能够与人进行简单互动。比如冰箱如果缺什么东西, 就会在主人经过的时候自动提醒常用的东西快用完了。甚至当我们离开时忘了关灯, 中央控制系统也会自动关闭它。另外, 对于那些喜欢睡懒觉的人来说, 自动的提醒和照明设置系统一定会让他们规律作息。

实际上, 智能家居的玻璃窗上可装置太阳能电池板, 以便根据需要打开不同的角度, 从而取得不同的能量。家里的不少设备也可以采用太阳能供电, 太阳充足的时候, 可以提供大部分电力, 不足的时候则采用市电, 这样可以大幅度降低二氧化碳的排放。窗户颜色深浅也可以通过通电来进行调节, 使颜色根据电压变化程度变化, 电压越高, 颜色越深, 降低进入室内的阳光, 如果屋内的温度过低, 则会提高玻璃的透明度, 从而让更多的光线进入屋内, 保证屋内温度恒定。

对于行动不便的人来说, 人性化的家居设计更显重要——电脑桌可以移动, 一个手势或者一个命令, 它就自动走过来;投影机可以跟着我们走, 而不需要经常费力地搬来搬去;当你忙碌时又希望随时照顾孩子, 那么跟着你跑的婴儿车岂不是最佳选择?

当然你可能会担心电源问题, 事实上, 地板的一些特定区域都可以无线供电, 这样冰箱和洗衣机也可以根据需求自由地搬动到想去的地方。

监狱智能安全防范系统可行性方案 篇2

设 计 方 案

1概述

1.1监狱智能安防系统建设的必要性

由于监狱本身的特殊性，其安防建设一直备受重视，经过多年的发展，各种各样的安防手段被应用到监狱的安全防范工作中，使各地监狱建设了包括视频监控、报警、巡更、门禁、语音对讲、公共广播、AB门、高压电网等在内的众多技防与物防系统，这些系统在保障监狱内外部安全方面都发挥了非常重要的作用。

目前国内监狱防卫系统由内部防卫和周界防卫组成，采取的防卫手段是以人防、物防与简单的技防相结合。这些系统都是独立运行、独立管理的，随着监狱安防应用的进一步深入，这种独立运行、独立管理的形式暴露出越来越多的问题，其中最明显的体现在几个方面：

随着对社会安全的要求越来越高，现有监狱技防手段暴露出越来越多的问题，其中最明显的体现在几个方面：

（1）缺乏有效监控手段

需要安全防卫的重要场所仍以人防为主，缺乏技防手段。仅在监狱禁区内少数部位布设了监视传感器材。由于警卫人员自身的生理因素限制，因此在监控能力、监控范围、监控时间等方面存在很大的局限性。无法满足新时期监狱对安全警戒的高级需求。

（2）监控模式单一

目前已经在局部实施的视频监控以视频记录和人工监控为主，自成系统，功能单一。人工监控受人类自身生理弱点的限制，存在安全威胁、漏报、监视数据分析困难、人工报警、报警响应时间长等缺点。因此不能及时发现、处理安全威胁。

（3）存在监控盲区

监狱系统中所采用的视频监控系统、报警系统以及门禁系统等都是基于有线通信，这就使得一些不便于布线的区域成为了安防监测的盲区，另外，一成不变的监测区域也给犯罪分子以可乘之机。

（4）原有系统主要针对固定场所而设置的防卫，监控场所发生变化时不能随应用场所变化而改变。

因此，监狱安防亟需一套能够将上述各个安防系统进行有机整合并实现统一管理的综合安防管理解决方案。但是，由于传统安防在技术上不具备整合管理的基础和条件，因此，监狱安防已经发展了这么多年，一直都没能实现真正的综合管理。

而现在，两个条件促使监狱安防将率先实现真正的整合与综合管理： 一是技术层面。网络化技术向安防领域的渗透正在改变传统安防的系统架构以及业务管理模式，包括视频监控、报警、巡更、门禁等都在因网络化的到来而发生着巨大的变化，其中视频监控表现得最典型，也最彻底。借助于网络化带来的开放性、扩展性以及可管理性，监狱安防已经具备了视频监控、报警、巡更、门禁、对讲、公共广播、AB门、高压电网等各类安防业务整合管理的基础技术条件；

二是政策层面。司法部一直非常重视监狱的科技强警和信息化建设工作，这对监狱安防走向整合管理无疑将提供资金和政策面的保障。

基于上述理由，运用新的技术、采用新的手段构建一套具有全面监控、智能预警、机动灵活、全联全防新的监狱智能安防系统是完全可行的。

1.2监狱智能安防系统建设的主要内容 1.2.1监控中心

监控中心是监狱智能安防系统的中枢，负责全系统信息的汇集、处理、指令发布。

硬件包括一套计算机单元、中心显示单元、中心控制台。

软件包括系统管理软件、智能视频处理软件、无线传感器网络管理软件、应急处理数据库、监狱安防数据库。

1.2.2门禁系统

门禁系统是监狱智能视频监控系统的重要组成部分。主要由RFID射频识别单元、人像识别单元和智能视频监控单元组成，用于监狱所有设控门位的管理。RFID射频系统：由个人身份卡和门禁识别系统组成，个人身份识别卡包含有个人的基本信息和进入权限。门禁识别系统不断产生低频编码电磁波信号，激活该区域内的标识卡。被激活的标识卡输出加密高频载波信号，门禁识别系统信息采集处理板接收到高频载波信号进行数据解密校验确认。

人像识别：个人人像事前录入系统数据库，个人人像经摄像数字化后由嵌入式软件处理后与后台系统数据库存储资料对比，相符发送确认信号。

门禁系统将采集到的RFID射频识别和人像识别信息显示在显示屏上，驱动主板语音部件进行声音提示并开启电子门。对于没有识别身份的个人，门禁系统不予放行。个人识别卡上的权限设定，规定不同身份的个人，具有进入不同警戒门位的权利。

智能视频监控：利用视频摄像和记录，对进入管理区域的人和车辆实时进行记录以备查验。

1.2.3周界安防系统

周界安防系统由智能视频监控、无线传感器网络、目标感知、智能识别以及传统声光报警设备组成，多种技术手段共同组成监狱内部全天候、全时域、全空域的安防网络。

智能视频监控：在50米以内（如果三倍变焦可以在500米），实现昼夜、全天候的目标识别、判断、告警；可以分辨物体、人、动物；可对人的动作进行危害设定，提供告警依据。

无线传感器网络：在特定的管理区域，设定一定数量的锚点，可以监控、定位特定人员的活动状态。被监控人员离开特定区域，系统将发出警告。

目标感知、智能识别：系统设有踩踏、触碰、摇晃、挤压等入侵行为发生时，探测器将采集的压力、震动、摇晃等信息，对入侵的对象进行识别区分，若是系统设定的监控对象时，即可报警并将在监控室显示器上显在现场视频，并确定报警准确位置，定位精确度小于20米。

1.2.4移动安防系统

移动安防系统由无线传感器网络、无线视频传输系统组成，主要在监狱外的状态下使用，如追捕逃犯、监区外劳动等场景。

无线电传感器网络：在监区外，利用快速部署的无线电传感器网络，形成一个电子围墙，可有效监督被监视人员的活动状态。当被监视的人员离开设定区域时，系统将发出警告。同时，网络情况也可以发回监狱指挥中心，实现远距离监视信息共享。

无线视频传输系统：在10到20公里距离内，实现实时视频图像的传递，为指挥中心提供追捕、远距离劳动等监狱外的图像信息。

1.2.5传统安防系统的接入

通过一定的接入方式，将监狱现有的安防手段，如声、光报警，广播报警等技术设备接入到监狱智能安防系统中，实现已有安防技术与新建安防系统的融合。

2系统主要功能和技术指标

2.1系统拟实现的主要功能

（1）全面监控

综合考虑监狱的组成特性（组要由监狱内各通道、楼宇、放风场所、周边地区、监仓及其他重要控制区域组成）采用多种监控手段和模式，合理的布置监控点及监控面，以最优的配置做到监控无盲区，安全防卫无漏洞。

 对整个警戒区域实现全面覆盖和无缝监控；

 对监狱重要、特殊区域，实现24小时全天候不间断监控；

 在重要出入口、通道等，对人员或车辆身份进行复合识别，阻止非法进 入；

（2）智能预警

采用智能视频分析功能，主动检测监控画面中的异常目标，自动识别目标类型，对目标的威胁程度进行评估，预先感知潜在威胁，以最快、最佳的方式发出警报和提供有用信息，使警卫人员能够提早应对安全危机。 在监狱周界，可实现声音、震动、红外、视频等综合报警；  能定制监狱的电子地图，直观呈现监狱的警戒局势和现场报警信息；  具有监狱警戒信息智能分析能力；（3）机动布控

当监控场所发生变化时能在较短时间内建立监控系统并能快速转移； 也可以根据监狱类型和目标的防卫等级选择不同的警戒手段和模块。（4）快速处理

为有效处理威胁事件，通过智能预警引起对威胁目标的及时关注。一面对威胁目标进行实时监控预警，另一面上报重要报警信息到指控中心，以便调动人员对威胁目标进行阻止、打击，有效防止犯人对监狱进行破坏或越狱。

2.2系统主要技术指标

 监控范围：监狱全域及监狱20公里外的区域监控。 监控点数：能支持的监控点50个以上。 监视信息类型：话音、视频、数据。 信息处理能力：同时响应50路以上视频。

 可靠性和可维性：可靠性(MTBF)≥1000小时，现场级维护性(MTTR)≤0.5 小时。

3初步总体方案

3.1系统组成

监狱智能安防系统包括监控系统、信息传输网络、监控中心。系统组成如图3-1所示。

监狱智能安防系统监控系统信息传输网络监控中心门禁系统周界安防系统移动监控系统传统系统集中监控中心智能视频监控RF射频系统智能视频监控光纤震动传感系统无线传感器网络无线传感器网络无线多媒体传输系统有线网络光、声报警广播报警无线网络监控分中心

图3.1系统组成

3.1.1监控中心

监控中心的核心是智能集成监控平台。智能集成监控平台是将电子信息技术、计算机技术、图像技术、GIS技术、网络技术等先进科学技术应用到视频监控与报警处理中，以专业化的、综合性的、可视化的地理信息为基础，综合处理、分析各种报警与视频数据，提供实时的情况分析，提供可视化辅助决策信息。平台采用开放式架构和先进的集成技术，实现各类站点的集成，完成各站点之间的信息交换及联动控制。为保证系统的使用安全，监控平台提供一整套完整、严格的安全认证和权限控制体系。

根据操作权限的不同，可以将监控中心分为监控分中心和集中监控中心。监狱监控中心的结构如图3.1.1所示。

集中监控中心监狱警戒网络区域监控分中心区域监控分中心

图3.1.1 监控中心结构示意图

监控分中心实现对特定区域前端监控站点的集中统一管理、控制，详细地查看所有监管站点的详细信息，做到实时监控，同时上报威胁报警信息到监控中心和接收/转发监控中心的控制指令。可以根据系统规模和管理的需要设置多个监控分中心。

整个监狱设置一个总的集中监控中心，实现对整个监控系统的统一指挥、调度。集中监控中心接收监控分中心或监控站点的各种报警信息，融合、处理、显示报警相关的信息，并下达处理控制命令（小型监狱可以没有监控分中心）。监控中心也可以任意切换调度前端监控站点，以获取感兴趣的监控现场详细信息。集中监控中心向高一级的指挥中心上报重要报警信息并接收指挥中心下达的指令。

3.1.2信息传输网络

有线网络：监狱现有的安防网络基本上采取有线网络。因此，将监狱现有的安防网络接入到监狱智能安防系统中，实现已有安防技术与新建安防系统的融合，并形成一套分布处理、联动响应、资源共享的完整监控体系。系统主要采用基于IP网络的信息传输方式，实现信息交互和信息共享。

无线网络：采用无线网络辅助有线网络的不足，无线网络技术检测盲点区和跟踪重刑犯，实现对有线IP网络的补充。

3.1.3门禁系统

智能门禁安防系统设置在监狱的重要出入口、道口及通道处，通过在通道现场布设目标身份识别和控制目标出入的相关设备，由统一的系统控制这些设备间的互联互动，实现对出入通道的人员，从而有效保证通道的安全。

3.1.4周界防护系统

智能周界安防系统对监狱重要设施的周边进行安全防卫，对接近、翻越和破坏周界围栏的非法入侵行为及时发出报警、警告、和打击，达到周界阻挡、威慑反击、智能报警的目的。

3.1.5移动监控系统

移动监控系统是以无线传感器网络、无线视频传输系统构成的一套可移动、快速布置的无线监控系统，目的是利用无线传感器网络实现人员定位，并将定位信息传递给指挥中心。另外，通过无线多媒体传输设备把监控区域内的实时视频图像传递给指挥中心，为指挥中心提供追捕、远距离劳动等监狱外的图像信息。

3.1.6传统设备接入

传统设备主要由视频监控，声、光报警等设备，这些设备都不具有自动报警功能，因此，可以通过一定的接入方式，将监狱现有的安防手段，如声、光报警等技术设备接入到监狱智能安防系统中，实现已有安防技术与新建安防系统的融合。

3.2系统工作过程 3.2.1监控中心工作过程

安装在前端的各类监控点对监控现场进行不间断监控，并对现场的活动对象进行检测识别，当分析出威胁目标时，进行预警、报警，同时将报警相关音、视频及数据信息上传给监控中心，监控中心对报警信息进行处理，上报重要报警信息给指挥控制系统以及接收指挥控制系统的指令。对于配置有智能视频分析模块的视频监控站点，可以在监控前端实现威胁目标的自动检测、识别、跟踪和报警。

监控信息上传时，首先由各监控点将各组成设备或模块采集的信息进行数字化处理，转换成IP网络信号，然后再传输至监控中心。监控中心通过智能集成监控平台软件对前端信息进行管理，以视频信息为基础，将各类信息进行融合处理，结合电子地图在显示器上显示，或通过视频解码器将IP网络信号还原成模拟信号在电视墙上显示。监控中心是整个警戒与识别系统的控制管理中心，实现对整个系统内的监控数据进行实时查看、控制等处理。在监控中心可以随意切换到任意前端监控设备，察看监控现场。

3.2.2门禁系统工作过程

系统采用无线射频识别技术(即RFID技术)对人员的身份进行识别和认证，当出现非法目标时，通过报警主机发出报警信息给后端工作站，工作站发出控制指令给现场声光报警器等防卫设施，对非法目标进行阻挡并告警。通知前端的警卫对情况进行排查。系统架构如所示下：

图3.2.2 3.2.3周界防护工作过程

周界现场的感应探测装置对周界区域的非法接近、翻越、破坏的行为进行监测、告警。通过无线声/振动传感器网络实现对目标的感应探测、报警。报警主机集成管理报警信息，联动报警现场相关设备对威胁目标进行现场告警、控制。后端监控工作站接收报警相关的现场信息，进行融合处理、集中显示，监控人员通过工作站察看、分析、处理报警信息，并发出相关控制指令到前端监控设备或人员对报警事件进行处理。必要时将报警信息上报监控中心。

3.2.4移动监控工作过程

通过一组无线电网络传感器布置一个电子监控区域，将传感器节点佩戴在犯人身上，利用定位机制实时掌握犯人的活动情况。传感器节点获取的数据可以在本地进行简单处理，然后，进行聚集并传送到基站(PC机或PDA)，监狱的远程服务器和监测系统对每位被监测犯人的指标进行实时分析，通过监控系统判断犯人的实时状况。如果发现犯人出现异常或危险则进行报警并快速做出措施。

无线多媒体传输设备把监控区域内的实时视频图像传递给指挥中心，为指挥中心提供追捕、远距离劳动等监狱外的图像信息。

3.2.5传统设备工作过程

传统设备主要由有视频监控，声、光报警等设备，这些设备都不具有自动报警功能，因此通过一定的接入方式，将监狱现有的安防手段，如声、光报警等技术设备接入到监狱智能安防系统中，当监控中心接收到报警信息，监控中心便自动的发出指令，发出报警声音、打开广播或打开灯光。3.3系统主要设备 3.3.1智能集成监控平台 3.3.1.1组成及工作原理

智能集成监控平台系统以通信传输网络位依托，包括智能化接收设备、无线网络、无线多媒体传输设备、传感器存储服务器、中心服务器、监控客户端、大屏幕、操控台、电源及外围设备等硬件设备，以及对各监控信息进行综合处理、控制、显示和协调处理的数字监控平台软件系统。

工作原理：智能集成监控平台系统是监狱安全警戒与识别系统的中心，它联结分布在现场的各类监控站点或系统为一个互相协调、统一工作的整体。监控中心系统接收现场各种监控设备的信息，进行融合、处理、显示，可通过监视器、电视墙、显示器、无线传感器、无线多媒体传输设备等终端进行展现。监控中心同时下达控制指令给前端的各类监控设备，进行统一的管理控制。此外，监控中心将达到一定威胁级别的威胁目标信息上传给指挥控制中心，并接收指挥控制中心的指挥控制指令，并转发相关指令到前端的监控设备。

智能集成监控平台系统可以安装在任意一台电脑，通过加入监控网络成为监控客户端，并通过权限控制方式实现对相关监控站点的管理控制。

3.3.1.2功能

智能集成监控平台系统是依托监狱网络平台，汇集各种监控站点的信息资源，对各类监控信息进行综合处理、集中存储，并对各种监控站点进行集中控制、管理。系统实现功能包括：

 前端监控信息接入显示

对监控现场的各监测点监测的数据进行接入、融合处理、直观显示。以视频为核心，采用各种编/解码手段，结合电子地图模拟重现实际的监测场景。监控人员可任意切换各路监测信息，全面掌握现场信息。当出现报警时，可自动切换监视场景。 现场报警处理

综合处理各类报警信息，对现场报警信息的报警类型、报警区段、地理位置给出各种提示，当多点同时报警时，报警提示可轮换播报。

 计算机辅助报警事件分析

综合分析已经发生的报警事件，对相关数据进行挖掘，形成报警处理知识，为后面发生报警事件的处理提供辅助参考，提高报警处理的速度。

 监控设备管理

通过网络管理分布在整个监控网络中的网络视频监控设备、门禁控制设备、周界防护监测设备，无线多媒体传输设备，包括设备搜索定位、参数配置、参数修改、设备内核程序升级、设备状态巡检、设备的布防撤防等。

 集中存储监控信息

对所有远程传输的音视频报警信息集中存储，同时对集中存储的信息进行冗灾备份处理。所有监控客户端可共享这些信息，实现对历史资料的特征检索或回放。

 数据转发

作为数据交换中心，执行数据转发任务。将接收数据转发给来访问的客户端，将客户端发送过来的控制指令及相关数据转发给前端的处理设备。将相关的报警信息上报指挥控制系统，转发指挥控制系统下达的指挥控制命令。

 系统日志

生成登录日志、警报日志和安全日志，用于记录系统发生的不同类型的事件，记录系统的操作以及运行情况，一旦系统发生故障，可作为查找故障原因的依据之一。

 系统管理

监控系统功能丰富，监控点数量庞大，为严格控制对监控系统的使用和管理，需要建立一套完善的安全管理体系，保证系统的安全。系统管理提供建立用户、对用户授权、建立系统管理员、设置系统审计员角色等功能，实现对监控系统的合理安全使用。

 扩展功能

扩展功能主要是指提供一些辅助手段对集中监控系统的基本功能进行扩展使用。监控中心收集的数字信号通过解码设备处理后在电视墙上显示，通过键盘完成各种控制功能，如视频切换、录像调看等功能。结合防区的电子地图直观模拟再现监控现场，使用语音对讲和其他安全管理手段对接收到的报警信息进行处理。

3.3.2智能视频分析系统 3.3.2.1组成及工作原理

智能视频分析系统采用DSP/FPGA方式，内嵌高性能的智能监控算法，实现功能强大的智能视频分析功能，该模块把“大脑”加入到了前端视频监控设备的“眼睛”中，能够自动地对安防区域实现智能监控，对威胁目标进行自动检测、识别、跟踪、报警等。

图3.3.2.1-1 系统框架图

智能视频分析系统的框架如图2-9所示，模块的核心是主频为1GHz的数字信号处理器TMS320C6416以及自主设计的底板组成，将智能视频分析的各种算法嵌入芯片，并经由TCP/IP联入监狱安防网络。智能视频分析模块支持多种编码的复合模拟视频信号的输入，同时也兼容IP摄像机的信号输入。

智能视频分析模块在接入视频信号后即可启动智能视频的各项功能，无需后台的任何操作。同时也可以通过后端的智能视频配置软件对前端智能视频分析系统进行功能的更改或配置，启动其他智能监控的一个或多个功能。应用模式如图2-10所示：

图3.3.2.1-2 智能视频分析模块应用模式

本系统具有以下几个特点：

 模块化设计：易于安装与使用，具有极强的通用型。系统通过前端安装智能 视频分析模块，经后端的智能监控配置软件的初始化后既能实现各种智能监控功能。

 通用视频输入接口：可支持各种摄像头（白光、低照度和红外摄像头）的视 频输入。输入的视频图像可以是模拟的视频信号，也可以是经过编码的数字视频信号。因此，智能视频分析模块可用于新的数字化智能视频监控系统的建立，也可用于传统模拟视频监控系统的智能化改造。

 基于策略的响应机制：内置策略模块，能够根据监控区域的特定需求量身定 制报警策略。

 多系统联动功能：通过多个视频监控设备和对应的智能分析模块实现更为智 能化的监控联动。实现监控区域无缝化，可疑目标跟踪接力等功能。

3.3.2.2功能

智能视频分析系统具有的功能有：

 目标物体种类识别：自动对检测出的运动目标进行类型识别，例如：人、人群、汽车等。

 自动入侵检测：在监狱禁区、要点部位的周界、系统设置的虚拟区域、虚拟警戒线处，当发现人和车辆有入侵运动时,进行预警。 遗弃物检测：在监狱内环境下自动探测无人看管包裹或物体，发现后引 发报警，为处理可能的包裹炸弹或丢弃的违禁品提供信息。该功能也可用于发现机监狱放风区的异物。

 物品搬移检测：监视监狱关键贵重的设备设施，检测监视对象的位置是 否移动，发现移动后进行报警，该功能具有保护监视对象不被偷盗或破坏的功能。

 烟火检测：通过视频图像自动识别火焰和烟雾，并标明烟、火位置。 视频异常检测：当前端图像信号异常或丢失时，系统可自动检测并发出 报警信息，以提醒工作人员。

 值班在岗检测：目标物如警卫只能在设定区域内活动或站岗，当离开区 域超过预设时间时报警。

 自动跟踪目标：自动控制摄像机对符合警戒条件的单一运动目标进 行持续的自动跟踪，使之位于图像画面的中心。

 多摄像头跟踪接力：通过多个摄像头的跟踪接力实现可疑目标跟踪雾盲 区，当跟踪的目标即将脱离监视范围的时候，自动联动相关区域的智能监控站点，并继续对可疑目标进行检测和跟踪。

 多目标跟踪：当监控画面出现多个符合条件目标时，系统自动保持包含 全部目标的跟踪画面，并显示每个运动目标轨迹。

 自动特写拍摄：在保持持续追踪的前提下，自动进行镜头的方向和焦距 控制完成放大特写跟踪拍摄。

 自动告警与录像：不间断自动分析摄像机画面，自动发现入侵目标后立 刻向监控人员发出声光告警，提醒其进行现场处理。同时启动录像。 报警规则设置：系统支持自由设置虚拟区域、虚拟警戒线，定义区域和 警戒线上的允许/不允许运动规则，定义人员的特殊行为等，作为智能报警的依据。

3.3.2.3技术方案

智能视频分析系统的核心是DSP/FPGA视频分析模块，为尽量减少网络传输延时造成图像滞后或图像压缩/解压造成的图像失真，本系统设计将DSP视频分析单元置于视频采集前端。视频信息、控制信息以及联动预警信息均通过TCP/IP网络进行传输。

智能视频分析系统主要包括A/D转换模块、智能分析模块、决策模块、图像压缩模块等。通过A/D转换模块采集前端摄像头的视频信息并传入智能分析模块。智能分析模块嵌入了包括可疑目标检测、运动目标跟踪、非正常行为预警和人体行为理解等等所有需要实现的智能视频分析功能。通过后端监控服务器的智能视频配置软件可以对智能分析模块的功能进行初始化。监控人员可以根据监控环境的需要，通过配置软件进行快速的设置和启动。并且可以同时启动一个或多个智能视频的功能。在完成智能分析模块的配置后，系统可以脱离后端监控服务器独立运行。

智能分析模块工作流程如图3.3.2.3：

图3.3.2.3工作流程图

在完成智能图像分析后，进入决策模块。通过决策模块对视频图像处理的结果进行分析并迅速给出决策。包括忽略预警信息、传输预警信息到后端监控站点、启动视频录像功能以及自动联动其他监狱安防系统等。3.3.3智能门禁安防系统 3.3.3.1组成及工作原理

智能门禁安防系统设置在监狱的重要出入口、道口及通道处，通过在通道现场布设目标身份识别和控制目标出入的相关设备，由统一的系统控制这些设备间的互联互动，实现对出入通道的人员，从而有效保证通道的安全。

系统的基本组成如图3.3.3.1所示。

图3.3.3.1 智能门禁安防系统组成示意图

系统：基本设备包括门禁控制设备、RFID射频卡识读设备、摄像头、报警装置等，实现RFID卡信息的采集和识别以及异常报警等。

后端：包括主控计算机和系统管理控制软件。管理控制软件是后端系统的核心，软件实现对前端控制站点的出入方案设置、身份信息存储、日常状态管理、参数设置、操作权限控制等管理功能，同时实现前端信息的显示、报警信息处理、及远程控制门禁开关等控制功能。软件的运行环境包括WINDOWS操作系统和数据库管理系统，建立身份卡信息库、系统运行日志数据库等，作为实现人员身份识别和进出统计分析报告的基础。

通信传输系统：采用TCP/IP网络。

3.3.3.2功能

系统实现的主要功能为以下几个方面：

 人员身份复合识别：系统主要采用无线射频识别技术(即RFID技术)对人员身份进行复合识别。

 出入口手动通行控制功能：系统设有手动通行控制按键开关的接口。当按下按键开关时，系统的管理控制设备将输出放行控制信号。 进出人员管理功能：通过建立一个完整、灵活和实时的人员管理系统，实现对进出人员的信息化、智能化、安全化管理。

 通道通行控制：通过RFID射频卡，对通过通道的人员的身份进行识别，根据识别结果启动自动化路障。同时通过摄像机对人员行为进行监控。 实时网络监控功能：系统通过网络与安装系统管理控制软件的主计算机连接，在主计算机端，可通过系统管理控制软件的前景视窗实时监控读识现场场景，并人工向管理控制设备发送控制指令等。

 统计报告功能：系统管理控制软件提供统计报告功能，对系统产生的事件信息进行综合统计分析。

 与视频监控系统联动：当出现非法通过报警事件时，系统通过与视频监控系统的接口，联动附近的监控摄像机，对事件的整个过程进行记录。

3.3.3.3技术方案

系统工作原理：系统采用无线射频识别技术(即RFID技术)对人员的身份进行识别和认证，当出现非法目标时，通过报警主机发出报警信息给后端工作站，工作站发出控制指令给现场声光报警器等防卫设施，对非法目标进行阻挡并告警。通知前端的警卫对情况进行排查。

智能门禁安防系统主要由RFID射频识读系统、报警装置以及后端主控计算机和通道管理控制软件组成。前端与后端之间通过TCP/IP网络相连。系统硬件结构如图3.3.3.3所示。

图3.3.3.3智能门禁安防系统硬件结构

 违禁物检测仪：检测人体身上的各种违禁物品

 RFID射频卡识读设备：RFID射频卡及其读写设备和管理系统组成，快速进行人物的身份识别。

 报警装置：由高分贝扬声器和可旋转探照灯组成，对可疑目标进行现场告警，通过报警主机进行控制。

 网络交换机：实现前端防护控制设备和后端监控节点数据高速网络互联。

 工作站：用于显示监控视频和处理各种报警信号，通过监控人员控制。

3.3.4智能周界安防系统 3.3.4.1组成及工作原理

智能周界安防系统对监狱重要设施的周边进行安全防卫，对接近、翻越和破坏周界围栏的非法入侵行为及时发出报警、警告、和打击，达到周界阻挡、威慑反击、智能报警的目的。

入侵防护系统由智能视频监控、光纤震动传感系统、无线传感器网络等组成。系统组成如图3.3.4.1所示。

图3.3.4.1智能周界安防系统组成

系统工作原理：周界现场的感应探测装置对周界区域的非法接近、翻越、破坏的行为进行监测、告警。通过无线声/振动传感器网络实现对目标的感应探测、报警。报警主机集成管理报警信息，联动报警现场相关设备对威胁目标进行现场告警、控制。后端监控工作站接收报警相关的现场信息，进行融合处理、集中显示，监控人员通过工作站察看、分析、处理报警信息，并发出相关控制指令到前端监控设备或人员对报警事件进行处理。必要时将报警信息上报监控中心。

3.3.4.2功能

主要功能包括：

 实现多种类型的周界报警：采用无线声/振动传感网络实现活动目标的感应报警，摄像机使报警现场直观可见，实现可视化报警。

 实现高可靠的周界报警：通过感应报警联动摄像机对报警信息进行复核，同时通过智能视频分析模块对报警现场视频进行智能分析，实现目标的智能识别。

 报警信息直观显示：结合周界地形图，对各种报警信息进行融合显示。 昼夜监控功能：采用多种模式对目标进行检测、识别，基本不受环境和气候的影响，可以24小时全天候工作。

 报警联动功能：采用联动监控图像报警、联动夜间监控辅助光源、联动劝阻广播、设立警示牌等手段，对非法进入隔离带、攀爬、翻越围墙等行为提供及时的报警或阻挡。 实现周界无间隙监控：系统前端采用专用线缆，布署不受地形约束，可以方便地将各种复杂地形的周界防区布署为一个整体，实现周界的无间隙监控。系统适应性极强。

 与视频监控系统进行联动：当监控中心接收到周界报警时，联动报警现场附近的视频监控系统摄像机，对威胁目标进行实时跟踪。

3.3.5无线网络安防系统 3.3.5.1组成及工作原理

无线传感器网络是一组传感器以Ad Hoc方式组成的有线或者无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理传感器网络所覆盖的地理区域中感知对象的信息，并传递给观察者。这种传感器网络集中了传感器技术、嵌入式计算机技术和无线通信技术，能协作地感知、监测和采集各种环境下所感知对象的信息，通过对这些信息的协作式信息处理，获得感知对象的准确信息，然后，通过Ad Hoc方式传送到需要这些信息的用户。这种以自组织形式构成的网络，通过多跳中继方式将数据传回节点(中转节点)，最后，借助节点链路将整个区域内的数据传送到远程控制中心进行集中处理。本应用场景是，在特定区域内设定一个无线传感器网络，当进入该区域的某个发射装置发生位移时，网络的后台算法模块就可以感知到位移的变化，实现发射装置的定位。

3.3.5.2技术方案

 静态监测系统设计方案

将无线传感器网络节点布置在狱室、生产区、制高点、禁闭室、教学区、医务室等，实现对于监狱的全面覆盖。将无线传感器网络技术引入监狱安防系统，主要是因为在监狱中传感器节点非常多，布线工程非常大，并且，许多区域不适合采用有线连接，如果采用无线接入方式，则使传感器的部署变得非常方便，可以方便地增加传感器节点或改变节点的位置。通过周期性或不定期地改变监测传感器节点的位置，可以消除现有有线监测系统在监测上的盲区，通过传感器阵列对目标进行定位。并且，由于监测节点的位置经常变化，犯人无法找到监测漏洞，从而更加完善安防系统。 动态实时监测系统设计方案

通过将节点佩戴在犯人身上，利用定位机制实时掌握犯人的活动情况。但由于犯人数目较多，故只需传输两类数据：一是犯人的活动范围超过规定范围时；二是节点由于受到外力作用或是能量耗尽而失效时，远程中心必须检测到缺失的节点。传感器节点获取的数据可以在本地进行简单处理，然后，进行聚集并传送到基站(PC机或PDA)，监狱的远程服务器和监测系统对每位被监测犯人的指标进行实时分析，通过专家系统判断犯人的实时状况。如果发现犯人出现异常或危险则进行报警并快速做出措施。同时，本系统还可以提供其他辅助功能，如犯人的定位跟踪。通过传感器网络在对犯人必要的振动、位置指标进行实时监测的同时还允许犯人在一定范围内自由活动，这有助于让患者保持良好的情绪，对于犯人的改造很有帮助。由于每个狱室都部署相应的传感器，所以，狱警还可以全面掌握犯人的休息情况。当犯人在狱室或在狱室外活动(要求病房外也要部署传感器网络)时，狱警仍然可以对其进行定位、跟踪，并及时获取其振动、位置指标参数。

将节点佩戴在狱警身上，利用节点上配置的振动传感器和定位系统，可以实时监控狱警的工作区域和保障其人身安全。一方面当发生突发情况时，如犯人袭警或犯人之间斗殴，监测系统和远程服务中心迅速做出反应，通知警力迅速到达事发现场进行支援；另一方面，通过对狱警的定位跟踪，可以掌握狱警的工作情况，有利于提高工作效率。初样系统建设周期及进度安排

4.1初样系统建设周期

项目工程周期为6个月。

4.2初样系统建设进度安排

建设整体进度可分为四个阶段：

（1）方案设计阶段（1 个月）：完成具体监狱的系统建设方案，并通过专家评审。

（3）工程实施阶段（4.5个月）：完成建设全部内容。

德国：智能养老系统保障居家安全 篇3

智能养老系统项目由德国联邦教育与研究部发起，德国弗劳恩霍夫研究所、柏林夏里特医院等参与其中。项目负责人贝克介绍，系统可通过电脑、智能手机与医护中心连接，老年人在家里就可以接受医生的监护和诊断。

72岁的柏林退休老师卡罗琳正在使用这套系统。她自己认为系统并不复杂，先在电脑、智能手机上安装程序，同时装好各种传感器。比如，极微小的恒电势器可以评估病人化验报告中的葡萄糖、乳酸盐、胆固醇等生物化学信息；血氧饱和度传感器可以监测心跳速率和动脉血氧饱和度等。

卡罗琳老人遵照医嘱，按时测试各种健康数据。这些数据会自动被传送并储存到柏林夏里特医院患者数据库中。如果她身体有什么不适，可以通过对讲系统联系医护人员。医生接收到数据后，通过摄像头就可以进行诊断，开出处方。

在卡罗琳老人家里各个房间都放有一组传感盒。它运用光学和声学传感器，能感应家庭成员的动作、声音和位置。如果它识别到有人摔倒，首先会等候，看对方是否会爬起来。如果没有，就进入第二阶段，先询问摔倒者是否需要打电话。如果没有回应，它将马上联系其他家庭成员或医护中心，通知有老人跌倒。

老人家里的床也是智能的。想就寝，可以通过按按钮或喊一声来开启走廊和浴室的灯。床头被摇起，阅读灯被打开，半小时的睡前阅读结束后，灯自动熄灭。智能床还能识别睡眠姿势并进行调整。

此外，如果老人不小心把自己锁在了门外，门禁系统会制作一把应急钥匙。使用者的手机将收到一条密码短信，凭密码几分钟内即可进门。

“每个老人的健康状况不同，每个人都需要不同的解决方案。”贝克说，便携系统仍处于推广阶段，使用的人还不多，但目前正迅速增加。从试验的效果看，使用这套系统的老人，每项健康指标都比一般老人好；出现中风等紧急情况，在几分钟内就能得到救护，而一般老人可能要1～3个小时才会被发现。这套系统的成本也不断下降。2013年一个适用于50平方米公寓的便携系统需要5000欧元（约合人民币4.2万元），今年降到了2500欧元（约合人民币2.1万元），希望这样智能的系统能惠及更多老人。

智能家居安全系统 篇4

智能家居又称智能住宅,正朝着具备无线远程控制、多媒体控制、高速数据传输等功能的方向发展,其关键技术为兼容性强的家庭控制器和满足信息传输需要的家庭网络[1,2,3]。目前,传输网络多采用综合布线技术[4],限制了系统的应用场所,而且费用较高。采用无线方式构建灵活便捷的智能家居安全监控系统,成为当前的研究热点。

目前,应用于智能家居的无线通信技术主要包括:IrDA红外线技术、蓝牙技术和ZigBee技术等[5]。IrDA属于短距离、点对点的半双工通信方式,使用不便且失误率高,不适用于家庭的组网方式;蓝牙技术则因为网络容量有限,成本较高,不适于节点较多的家居网络应用。

本研究通过采用传输范围适中、安全可靠、网络容量较大的ZigBee技术[6],设计智能家居远程安全监控系统。

1 系统架构

1.1 ZigBee网络拓扑选型

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术,主要适用于自动控制和远程控制领域[7]。IEEE802.15.4是ZigBee技术的基础,与高速率个人区域网、蓝牙或802.11x无线局域网相比,ZigBee协议更为简单实用[8]。

ZigBee网络的拓扑结构主要有3种:星型、树状和网状网络。网状网络容错能力高、自适应力好、传输距离长,但其复杂度也最高;星型网络具有简洁和低功耗等特点,使用简单,适用于家庭的小规模、低复杂度的应用;树状网络则介于两者之间[9]。在智能家居中应用星型网络,可获得较高的性价比。

1.2 系统构成

本系统采用模块化设计方案。以嵌入式系统主板为核心,通过CMOS摄像头对关键部位进行安全监测,通过手机传递安全信息和图像彩信,并对家用电器进行远程控制,利用ZigBee模块实现家用电器、系统主板和烟雾、温度、煤气等传感器的无线联网。

系统主板的核心控制器为S3C44B0X型32位微控制器,对数据进行处理和判别,并通过彩信模块和ZigBee模块发出信息和指令;扩展板用以接入烟雾、红外、煤气等家庭安防状态传感器;彩信模块将系统控制器所发出的家庭安防状态信息发送至用户手机,并接收用户发送的短信指令;ZigBee模块负责系统主板、扩展板和家用电器之间的数据交联。系统结构如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 串口摄像机

串口摄像机采用了优化的串行通讯协议,支持分包传输,使主机可以配置更小的缓存,同时提供了TTL电平和RS232 电平两种输出。通过串行通信实现与主机之间的指令和数据的传输,主机可对其进行波特率、图像分辨率、发送方式等状态参数的设定。

2.2 彩信模块设计

彩信模块内置彩信协议,是集SMS、MMS于一体的GSM/GPRS模块。它采用AT指令进行模块控制,通过RS232接口进行控制命令和数据的传输。其内部集成600 KB的Flash存储空间,可供发送MMS信息时实现图片的多张上传。

2.3 系统控制器

本系统采用32位RISC处理器S3C44B0X,具有丰富的功能和外设,包括:8 KB Cache、内部SRAM、LCD控制器、2通道UART、4通道DMA、带有PWM功能的5通道定时器等。该处理器在各方面的性能均能满足系统的需要,并且在同类产品中的性价比也是较高的。

2.4 ZigBee收发器件

本系统采用CC2430芯片作为ZigBee无线通信模块。CC2430整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器[10,11]。

CC2430集成了符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机,支持数字化的RSSI/LQI,具有CSMA/CA功能和强大的DMA功能、电池监测和温度感测功能,同时具有强大和灵活的开发工具。

2.5 系统硬件接口设计

ZigBee模块通过RS232接口与系统主板通过串口进行通信;ZigBee模块之间以无线网络的形式进行数据传输,其中与传感器相连的ZigBee模块利用其普通I/O端口作为传感器信号的接收端口;与家用电器相联的ZigBee模块通过继电器控制家用电器的开关运行。系统硬件的接口设计与连接如图2所示。

串口摄像机和彩信模块使用RS232接口与S3C44B0X处理器进行数据和指令的传输。

3 系统软件设计

整个系统软件开发采用模块化设计方案,具体可分为3个部分:ZigBee无线收发、彩信及短信收发和图像采集处理。

3.1 ZigBee无线网络的应用

无线通信的软件设计主要包括:系统异常报警信号的传输和接收、ARM处理器和ZigBee模块之间以及各ZigBee模块之间的数据传输控制等,ZigBee无线通信模块软件流程图如图3所示。其中,根据在网络中所处的层次,将ZigBee模块设定为3个运行模式:

模式1。与系统主板相连。用来接收其他ZigBee模块发送的报警信息和将主板给出的控制信息发送给其他ZigBee模块,是主板与外部设备进行无线通信的核心枢纽。

模式2。通过继电器与家用电器相连,置于接收状态。当接收到其他ZigBee模块发送过来的控制指令时,控制家电执行相应的开关动作。

模式3。通过继电器与传感器相连,置于发送状态。当ZigBee模块接收到传感器的报警信号时,将报警信号发送给其他ZigBee模块。

模块的模式可通过拨码开关进行设定。不同模式的模块负责各层间数据和指令的传输,构成了家庭安防局域网。

3.2 彩信及短信的收发实现

彩信模块可实现SMS和MMS的收发功能,通过AT指令进行控制。首先要进行模块初始化配置,如设置接入点、IP设定、设置MMS通信模式、设置服务器网址等。

Xmodem协议的开始标志是文件接收方发出“NAK”字节,文件发送方在收到该信号后发送数据帧,双方开始正常通信过程。基于Xmodem协议上传图片的流程如图4所示。

3.3 异常状态检测

本系统能够通过图像方式,对外人入侵、火灾等室内异常情况进行自动判别。其智能性主要体现在:系统软件能够对环境状态进行自学,从而能适应背景环境的变化;对于临界状态,能够自动启动状态跟踪监控,通过多幅图片获得准确的判断结果。以背景差分法和帧间差分法为基础,采用了动静阈值结合法。整个目标的检测过程主要包括:图像预处理;量化函数运动检测(或小目标运动跟踪检测);异常情况判别及处理。

当系统接收到摄像机传送的新图像后,首先进行预处理和去噪,以得到可以量化物体运动或异常区域的二值图像;然后进行异常状态分析与判断。系统采用两种异常量化函数:基于全局的位图处理和抽查检测处理。然后,根据异常量化函数指标进行特定的后续操作。若需进入异常报警处理程序,则传送报警信号,发送MMS信息,并存储当前视频等;若需进入临界异常跟踪,则启动临界异常跟踪程序;否则进行背景更换判定并等待获取下一幅监控图像。

4 系统测试及实验数据分析

本系统采用运动目标检测算法,实现对监视对象的图像处理与异常判断,占背景面积8‰的小目标都能被系统识别。系统有效消除了因环境光线变化、背景微变、小目标渐进运动等因素引起的系统误判。采用本系统软、硬件进行入侵事件检测,其实验图片及检测效果如图5所示。

为验证ZigBee通信在智能家居安全监控系统中的性能,测试了两组性能指标:①无障碍状态下,随着距离的增加,数据丢包率、接收功率和自由空间衰减的变化情况;②数据传输距离为30 m时,随着障碍物增加而产生的丢包率;实验数据分别如表1、表2所示。

接收功率根据CC2430芯片内建的RSSI(接收信号强度指示)测得,RSSI的值存放在寄存器RSSIL.RSSI_VAL中,其与接收功率的对应关系如下:

P=RSSI_VAL+RSSI_OFFSET[dBm]

其中,RSSI_OFFSET是经验取值,约为-45 dB。

实验结果表明,在无障碍物传输距离为80 m以内时,传输数据的丢包率低于1%,能够充分满足正常家居环境的通信需要,而且接收功率很低,非常适合家庭的使用;ZigBee模块之间通信传输距离为30 m时,穿过2堵水泥墙的丢包率仅为1%,穿过1堵水泥墙时丢包率为0%,完全能够满足系统设计的要求。

5 结束语

本研究提出并设计完成一种基于ZigBee的智能家居安全监控系统,分别从系统功能介绍、硬件设计、软件设计、实验数据分析等方面分析了ZigBee技术在该系统中的应用。将ZigBee技术应用于智能家居中,实现了快速率、低成本、低功耗的无线网络通信。通过将传统传感器报警系统和图像监控系统相结合,形成了新型的智能安防系统。用户可以通过手机或PC机接收MMS信息,根据需要进行远程手机设定,从而实现灵活、便捷的家庭安全监控。

摘要：为实现对家庭安全的实时监控,设计了智能家居远程安全监控系统。系统基于ZigBee技术和GSM/GPRS网络进行设计,能够通过彩信和短信发出监控图像和报警信息,接收远程指令;同时引入了多种传感器,实现了对家用电器的远程控制,实现了智能家居远程监控。重点阐述了系统的硬件、软件设计以及系统的性能测试,实现了多个监控装置的无线联网。实验结果表明,所设计的系统能够实现安全、便捷的智能家居远程监控,并具有较高的可用性和可靠性。

关键词：智能家居,ZigBee,无线通信,视频监控

参考文献

[1]ORPWOOD R,GIBBS C,ADLAM T,et al.The design ofsmart homes for people with dementia-user-interface aspects[J].Universal Access in the Information Society,2005,4(2):156-164.

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[9]王东,张金荣,魏延,等.利用ZigBee技术构建无线传感器网络[J].重庆大学学报:自然科学版,2006,29(8):95-98.

[10]Chipcon.The Data Sheet of CC2430[EB/OL].[日期不详].http://www.chipcon.com.

智能化系统的信息安全评估分析论文 篇5

(1)嵌入式系统的.广泛应用提升了系统的智能化水平。随着嵌入式系统开发环境的优化和技术难度的不断降低，嵌入式系统在电子产品的设计和开发中已经广泛应用，使得设备和系统的开发流程简化，周期缩短，成本大幅下降。嵌入式系统的应用提高了设备的智能化水平，简化了设备互联的复杂度，降低了系统集成的成本。例如，建筑智能化系统的重要子系统，安全防范系统，使用的监控摄像机在前主要是模拟摄像机，只有图像和声音的记录和传输功能，信号通过同轴电缆传输。目前嵌入式监控摄像机已经成为主流产品，不但具有模拟机的全部功能，还增加了与手机互动监控、网络存储图像、多协议支持等功能。在组网方面，嵌入式系统的监控摄像机一般都支持基于TCP/IP的以太网连接，简化了网络结构。

(2)网络技术的进步扩大了系统集成的规模。智能建筑的核心是系统集成，网络是系统集成的基础。目前智能建筑中除了用于电话、电视、消防的网络外，还大幅增加了各种计算机网络、综合服务数字网、楼宇控制系统网络等［7－9］。这些网络实现了建筑内各个系统的互联互通，还承担了智能建筑中部分系统接入互联网的功能。此外与通讯网络相关的设备数量和种类也逐渐增加。例如楼宇控制系统采用以太网连接和OPC技术将其房门控制系统、空调控制系统、智能照明系统等信息集成到统一平台进行管理。该平台通过核心交换机与办公系统和其他管理系统进行数据交互，部分办公和业务系统通过核心交换机连接到互联网。

(3)无线接入技术改变了系统连接方式。近年来，无线局域网技术和产品逐渐走向成熟，无线局域网能够通过与广域网相结合提供移动互联网的接入服务。此外，采用无线局域网还可以节省线缆铺设成本，降低了线缆端接不可靠问题，满足接入设备在一定区域内任意更换地理位置的需要。这使得无线局域网在智能建筑中的应用日益广泛。例如在智能建筑中办公场所、公共区域等地方都提供无线接入服务，部分无线不需要认证可直接登录使用。新技术和产品的使用一方面促进了建筑智能化系统的功能和性能的提高，另一方面也增加了系统的脆弱点:(1)嵌入式设备和网络集成给建筑智能化系统的信息安全带来巨大挑战。在传统的建筑智能化系统中，网络是相对封闭的，承载的数据相对隔离，设备一般由单片机控制，程序和功能相对简单。例如楼宇的给排水系统一般由单片机控制，楼宇的监控系统采用的是模拟监控摄像机。这两种系统的网络独立相互，使用不同的现场总线进行信息传输。设备中没有嵌入式系统，病毒和恶意攻击难以改变设备的功能，对系统造成破坏。在这种情况下，即便某个系统中的设备故障了，基本不会对本系统中其他设备造成干扰，更不会影响其他系统和设备。现在，随着技术的进步，控制系统采用高级PLC，监控摄像机使用嵌入式系统，控制系统和监控系统通过以太网集成管理后，信息安全风险将可能引起智能化系统的整体故障。其一，病毒可以通过集成管理服务器或办公电脑传播;其二，嵌入式系统中的漏洞和应用程序中的bug可被攻击者利用;其三，被攻陷后的嵌入式设备可能成为僵尸设备，对网络其他设备发动二次攻击;其四，攻击者可以通过网络进行远程攻击，攻击更加隐蔽。(2)无线网络的使用增加了建筑智能化系统受到攻击的隐蔽性。无线网的信号是在开放空间中传送的，所以只要有合适的无线客户端设备，在合适的信号覆盖范围之内就可以接收无线网的信号。目前在智能化系统中，无线网络主要设置在普通办公室，员工休息房间，餐厅等区域，且部分无线网络与管理或办公内网相连，仅采用简单技术方法进行隔离。而管理或办公内网与楼宇集成控制网络存在必要的数据交换，这导致通过部分无线网络可以进入楼宇集成控制系统网络。此外，由于无线接入的便利性，部分楼宇集成控制系统网络中的设备也采用无线接入的方式，虽然这些设备在进行无线传输时采用了一定的加密措施防止信息泄露，但无线接入点及其设备却成为网络信息安全的薄弱环节。入侵者可在较隐蔽的地方通过这类无线接入设备进入网络，然后利用技术手段发现网络薄弱点，最后实施攻击或敏感信息的窃取，造成设备失效或信息泄密。

2．2建筑智能化系统管理上的信息安全脆弱性

智能住宅安全防范系统的设计与实现 篇6

关键词：报警系统；智能住宅；紧急呼叫

目前，市场上存在着各种各样的家居安防、防火防盗报警系统，系统误报率较高、可靠性比较差。

鉴于此，本课题旨在设计出一种低误报率、可靠性高的智能住宅安全防范系统。它集防火防盗功能于一体，可实现自动检测与自动电话拨号报警。此次设计以MCS-51系列单片机AT89S51为核心，结合外围无线编码接收电路、数字语音录放电路、通话电路，以及其它的一些外围辅助电路，构成了一款高性能的智能无线安防报警器。其中，红外探测器及微波探测器实现盗情报警；以温度探测器和光电感烟探测器集为一体构成的复合式火灾探测器可完成火灾报警。而且本系统分别从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计，提高了系统的抗干扰能力。该系统实现了低误报率，增强了系统的可靠性。

一、系统需求分析

在由市房产信息中心人员的配合下，项目组经过为期3个月的考察后总结出下面章节描述的智能住宅安防系统建设的现状。总体来讲，目前随着经济的发展，人们对家庭生命财产安全越来越重视，并采取了许多措施来保护家庭的安全。以往的做法是安装防盗门、防盗网，但也存在有碍美观的问题，且不符合防火要求，不能有效地防止坏人的入侵。现在市场上存在着各种各样的家居安防、防火防盗报警系统，但它们大都是由传统的感应器和程控装置等部件构成。就其中的火灾报警而言，目前出现的大型组合火灾报警系统，一般是根据灾前检知的光、热、烟、气、味等个别异常或是否达到某种额定值来做出判断的，存在误报及可靠性有待增进的问题。

二、智能住宅安防系统功能

针对现状，在开发智能住宅安全防范系统的过程中，研发组确定了本智能住宅安全防范系统的功能：

能同时对所防范的区域进行火情、盗情检测，确认后及时传送信号给CPU。流程图如图1所示。

报警器能自动拨号并通过语音电路进行远程报警。流程图如图2所示。

其中防盗系统远程报警结束后，安装在室内的声光报警系统会启动，对盗窃分子起一个震慑作用。流程图如图3所示。

住宅内设置紧急呼叫系统，可使家中行动不便的老人方便使用四键遥控报警求助。

三、系统设计

（一）系统总体设计方案

智能住宅安全防范系统的总体设计方案是从我国住宅的实际情况出发，根据各相关方面的协调发展情况，为满足新时期居民的居住需求，以实现智能化报警来确定的。

本课题从实际出发，设计一种家庭用、与电话线连接、操作简单、工作稳定可靠的远程智能防火防盗报警装置。本系统可同时监视多个重要点（如门、窗等），发现火情、盗情并通过电话网络及时自动拨号语音报警以及室内威慑报警和老人使用方便的四键遥控报警求助。系统总体构成框图如图5所示。

本系统的探测器安装于居民住宅内，由不同类型的探测器同时对住宅进行监测，并把探测到的数据传送给CPU，而CPU则对从各个探测器采集来的数据进行处理；当出现异情时，通过家中的电话线自动拨号远程报警，同时LED就地报警。系统不需要另外占用电话线路，当有报警信号时，报警电话享有电话线路的优先权。

（二）智能住宅安防系统的基本工作过程

在智能住宅安防系统的防范报警现场，一旦有人入侵、发生火灾或有人求救等紧急情况发生时，与之相应的探测器则会立即向CPU发出警情信号；接到警情信号后，CPU立即进行确认（多次巡检探测信号），若50s后无人解除警情，同时警情确认无误后，则通过电话网拨打预先设置好的报警电话号码进行语音报警；另外，当语音报警结束后，系统进行现场声（蜂鸣器）、光（LED）报警，对盗匪起一个震慑作用；行动不便或突发疾病的老人使用方便四键遥控报警求助。

（三）防火、防盗探测器设计

1、防盗探测器

本课题设计的防盗探测器是由红外探测器与微波探测器组成的双鉴探测器。较之以往的红外或微波单信号探测器，其误报率明显下降。

2、防火探测器

防火探测器将对被保护区域进行不间断的监视和探测，把火灾初期阶段能引起火灾的参数尽早、及时、准确地检测出来通报单片机，并由CPU确认后进行报警。

（四）智能报警控制器设计

1、智能报警控制器总体设计

智能报警控制器是本次设计的重点，报警器组成框图如图8所示，主要包括拨号电路、语音电路和电话接口电路。

2、智能报警控制器硬件设计

A.AT89S51单片机

AT89S51单片机是ATMEL公司推出的一款在系统可编程ISP 单片机，是一种带4K字节闪烁可编程、可擦除、只读存储器的低压电压、高性能CMOS 8位微处理器。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

B.自动拨号及语音报警电路

本次设计的自动拨号电路可通过电话网络实现自动呼叫，对所提供机构或人员发出求救信号，简述事故性质及地点，使救援人员采取相应措施来制止事故。

3、智能报警控制器软件设计

本系统使用模块化的程序设计思想，主程序通过调用子程序以实现各部分功能。在程序的设计过程中，我们将先进行软件的总体设计，将软件分为多个功能模块，然后进行各功能模块设计；各功能模块都调试通过后，再将它们根据总体设计的主流程组合起来成为最终的应用软件。根据流程要求、总体设计方案的要求和硬件电路的功能，我们将软件设计分为键盘扫描模块、自动拨号模块、DTMF收发模块和语音模块等。

4、系统硬件抗干扰设计

用户端自动报警器以及中央控制器要在住宅中完成多种探测器的数据交换，易受到各种干扰的侵犯。各种干扰根据其来源的不同，主要有空间干扰（通过电磁辐射进入）、过程通道干扰（通过与自动报警器及中央控制器相连的前向和后向通道进入）、供电系统干扰等。这些不良因素将对系统产生不良影响和损害。

5、系统软件抗干扰设计

在单片机应用系统中，由于程序及一些重要参数都存储在ROM中，这就为软件的抗干扰创造了良好的前提条件。控制系统受干扰后反应在单片机上，就是所谓的“冲程序”，即程序指针乱跳，出现程序跑飞和非法死循环，导致程序失控。因此，需对单片机系统采取一些有效措施。

四、系统的实现

（一）智能报警系统主流程

当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后，CPU立即发出报警信号，通过电话线传到远程用户。报警方式如下：用户通过输入设备储存6个报警电话，将它们存入X25045存储器中；当接到报警信号后，从第一个电话开始拨号，一直拨到第6个，来回拨3遍；如果任意一个电话回送了“#”键确认后，即意味着报警信号已收到，则不再继续拨号。每个号码需拨号时间100ms，号码之间留500ms的间隔。我们规定号码长度最多不超过15位。

自动拨号子程序：该子程序的功能为进行自动拨号。在有警情时，它将从单片机中读取录入的电话号码写入MT8888并发送该号码。

（二）软件代码实现

（三）联机调试

联机调试，就是借助开发工具对所设计应用系统的硬件进行检查，排除设计和焊接装配的故障。确认应用系统的硬件没有问题后，可将软件装入进行综合调试阶段。该阶段主要任务是排除软件错误，也解决硬件遗留下的问题。将软件和硬件一起反复调试，并尽可能地模拟现场条件，包括人为地制造一些干扰等，考察联机运行情况，直至所有功能均能实现且达到设计技术指标为止。

联机调试时，将应用系统中的单片机芯片拔掉，插上开发工具即仿真器的仿真头，所谓“仿真头”实际上是一个40引脚的插头，它是仿真器的单片机芯片信号的延伸，即单片机与仿真器共用一块单片机芯片，当在开发系统上联机调试单片机应用系统时，就像使用应用系统中的真实的单片机一样。借助于开发系统的调试功能可对其应用系统的硬件和软件进行各种检查和调试。

（四）脱机运行

联机调试完成后，可将程序写入EPROM或片内ROM中，脱机运行考核。看应用系统能否可靠、稳定地工作，这个过程一般没有问题。若有问题则大多出在复位、晶体振荡、“看门狗”电路或电源方面，可针对性地予以解决。然后可将系统样机现场运行考核，进一步暴露问题。现场考机要考察样机对现场环境的适应能力、抗干扰能力。对样机还需进行较长时间的连续运行考机老化，以充分考察系统的稳定性和可靠性。经过现场较长时间的运行和全面严格的检测、调试完善后，确认系统已稳定、可靠并已达到设计要求，可定型交付使用，正式投入运行或定型投入批量生产，最后整理资料，编写技术说明书，进行产品鉴定或验收。

参考文献：

[1] 杨紹胤.智能建筑实用技术.机械工业出版社，2002.3，8～9

[2] 刘瑞新.单片机原理及应用教程.机械工业出版社，2004（7）

[3] 李逾芳.传感技术.成都：电子科技大学出版社，1999

[4] 孟立凡，郑宾.传感器原理及技术.国防工业出版社，2005.1，1～34

[5] 李军.51系列单片机高级实例开发指南.北京航空航天大学出社，2004.6，4～15

[6] 刘瑞新.单片机原理及应用教程.机械工业出版社，2003.7，8～9

[7] 何立民.单片机高级教程.北京航空航天大学出版社，2000.5.3，11

智能卡安全系统的实现 篇7

智能卡的安全不能单纯依赖于智能卡上加密算法的保密性, 而保密算法的性能往往不能得到保证, 一旦此种算法的原理被破解, 依赖于它的智能卡的安全便会受到极大的威胁。本文利用公开加解密算法的高安全性能, 结合智能卡自身的安全特性, 构建一个基于AES与RSA算法RFID安全系统。

1 系统实现概述

系统的整体架构如图1所示:以单片机为整个系统的控制中心, 分别与P C机、S A M加解密模块、液晶显示、读写芯片MFRCSOO相连接, 起到了整个系统的核心作用。PC机通过RS 232向单片机发送控制指令, 指导单片机完成读写、加解密、显示等系列动作。系统的程序烧写是通过串口进行。MCU控制读写芯片对智能卡进行一系列操作, 如Request、Anti、select、Read/write等, 读写芯片将读到的智能卡上的内容发送给MCU, MCU判断此时的工作状态, 判断是否需要启用SAM加解密模块。然后, 将需要显示的内容送至LCD显示, 或者将返回信号通过串口返回到PC主机。

读写芯片MFRC50O与STC单片机之间采用外部数据地址复用的方式进行连接。鉴于MFRC500的内部寄存器分为8页, 每页8字节。在程序设计中, 不要用到XBYTE来寻址, 只需PBYTE即可。由于本系统考虑到外接的扩展, 要将Pl、P2口全部引用出来, 所以对MFRC500的片选信号就接在了P3口, 基于AES和RSA加密算法的RFID安全机制而将P1和P2口预留给SAM模块的接口使用。其中, P1口作为读卡器与SAM通信的数据复用口, P2口用于控制输出信号给独立在外部的SAM模块 (安全模块) 进行加解密。

2 算法描述与实现

2.1 AES算法

Rijndael是具有可变分组长度和可变密钥长度的分组密码。其分组长度和密钥长度均可独立的设定为32bit的任意倍数, 最小值为128bit, 最大值为256bit.其输入输出均可看为8位字节的一维数组:假设输入明文为, pi, ……pi....0≤i≤4*Nb-1将明文映射到一个字节矩阵上, 我们称之为状态, 如图2。

密钥同理可映射到密钥状态中。R ijndael加密算法由三部分组成: (1) 一个初始轮密钥加法变换; (2) Nr-1轮变换; (3) 最后一轮变换。用伪C码表示为:

Rijndael (State, CipherKey)

{K e y E x p a n s i o n (C i p h e r K e y, Exp an dKey) //密钥扩展, 即把输入的密钥扩展为加密用的密钥

AddRoundKey (State, ExpandKey) //初始轮密钥加法变换

for (i=1;i<Nr;i++) //Nr-1轮轮变换

Round (State, ExpandedKey[i])

{ByteSub (State) ;//S-盒变换, 非线性的砖匠置换

ShiftRow (State) ;//字节换位, 将状态中的行按不同的偏移量进行循环移位

Mix Co lu mn (St a te) ;//作用在状态各列的砖匠变换

AddRoundKey (State, ExpandedKey[i];) //密钥加法}

FinalRound (State, ExpandedKey[Nr])

{ByteSub (State) ;//同上

Sh i f t Row (St a t e) ;//同上

AddRoundKey (State, ExpandedKey[]) ;//同上}}

考虑到要在32位或者更长字长的处理器快速实现Rijndael, 可以考虑将轮变换的不同步骤合并为一组表T0, T1, T2, T3, 每张表的大小为4KB, 对于每一轮的每一列仅需4次表查询和4次异或运算, 效率大为提高。解密过程在结构上与加密类似, 不同之处在于调用了I n v S u b B y t e s、InvShiftRows和InvMixColumn, 密钥扩展的方式也不同。

2.2 RSA算法

产生两个密钥, 首先选取两个大素数p和q。为了获取最大程度的安全性, 两数的长度一样, 一般为100到200b的十进制素数。计算乘积n=pq, 然后随机选取加密密钥e, 使e和 (p-1) (q-1) 互素。然后欧几里得扩展算法计算解密密钥d, 满足e d=1mod ( (p-1) (q-1) ) 。d和n也互素。e和n是公开密钥, d是私人密钥。加密密文:C=Memod n;解密密文得明文:M=Cdmod n。

目前最快的素数测试算法是拉宾米勒测试算法, 其过程如下:

(1) 计算奇数M, 使得N=2r*M+1

(2) 选择随机数A<N

(3) 对于任意i<r, 若MOD N=N-1, 则N通过随机数A的测试

(4) 或者, 若AMMOD N=1, 则N通过随机数A的测试

(5) 让A取不同的值对N进行5次测试, 若全部通过则判定N为素数

若N通过一次测试, 则N不是素数的概率为25%, 若N通过t次测试, 则N不是素数的概率为1/4t。事实上取t为5时, N不是素数的概率为1/12 8, N为素数的概率已经大于99.99%。

3 S A M加密机制的实现

本文的加密机制所用到的SAM模块由该FPGA开发板进行建模验证, 利用FPGA超高速的运算速度来解决单片机进行AES、RSA加解密运行时所面对的时间问题。图3为SAM的FPGA实现过程。SAM主要有两个数据运算模块 (AES、RSA加解密运算模块) 一个数据存储模块和一个控制模块组成。控制模块对作为整个SAM的大脑, RSA加解密模块的协同工作;数据存储模块存放SAMAES模块与RSA模块负责整个SAM、一个数据分配AES的加解密操作;操作时的各类数据, 包括外部输入数据、输入缓存、加解密模块运算暂存值, 数据存储模块输出任何值都由控制模块控制, 且不会输出任何加解密计算的中间值。整个SAM运算的流程:首先数据通过数据输入口输入到存储器中, 运算模块从中读取数据后进行运算, 运算结束后将结果存入存储器中, 最后存储器中的数据由数据输出口输出。

本系统的安全机制验证过程分为发卡、读卡器授权和读写卡。

(1) 发卡:发卡的时候, 需要向智能卡写入三个初始值。首先, 在PC上产生智能卡的AES加密密钥Rx和智能卡控制密钥KEY加密的根密钥Kg, 这两个密钥是随机产生的, 不具有可推导性, 保证密钥的前向安全性。以根密钥Kg作为KEY加密的密钥对智能卡的SNR进行加密, 得到的结果作为初始化的智能卡控制密钥。同时, 用AES随机密钥Rx将需要写入某特定智能卡中的内容进行加密得到m并写入智能卡, 智能卡的数据保存形式为块型, 每一块包含16字节, 128bit, 正好为AES运算的最低单位, 可以规定智能卡的某地址块区域存放A E S的加密结果m。然后利用RSA密钥生成工具, 生成RSA密钥对, 选取特定的一组密钥为系统密钥对, 此密钥对的公钥作为AES密钥的RSA加密密钥, 并将RSA加密结果Ex保存至相对应的智能卡中。这样, 就完成了卡片的初始化过程, 整个过程如图所示, 此时, 卡片内部已经存放了三个初值:Ex, m和初始密钥KEY。

(2) 读卡器授权:由发卡公司赋予使用方使用代码, 该代码可以是随机也可以是以序列产生;PC机上随机产生RSA密钥对作为被授权方的密钥对, 用该密钥对的公钥KCI对发卡公司的系统密钥KS进行加密, 得到KSM, 将KSM固化写入被授权读卡器的SAM模块之中, 发卡公司将被授权读卡器所对应的私钥KSI以固化于存储器或其它的形式授予使用方, 同时发卡公司将智能卡控制密钥的根密钥以使用方的代码为加密密钥进行AES加密后一并传送给使用方。KSI与KGM同时以明文的形式赋予被授权方, 同时KSM以固化且不可读的形式赋予被授权方, 完成了发卡公司对被授权方的授权。

(3) 读写操作:被授权读卡器读取K S I暂存于读卡器RAM;SAM接收KSI与固化于SAM中的KSM进行运算得到KS。被授权读卡器通过使用代码进行AES解密得到K E Y的根密钥, 以获得智能卡的控制权;读取智能卡的内容, 获得m和Ex, 经过SAM运算, 得到明文E。需要写入新的数据时, 将之前运算得到的AES密钥取出, 用以加密新输入数据, 而后将密文和Ex再次写入智能卡。需要特别指出的是, SAM运算得出的KS和Rx这两个结果, 只有RX可以被读卡器单独读出, 而KS是不能被读了用户信息被不法分子非法读取的事件的发生。由加密数据的AES密钥的无序性, 及智能卡个体的密钥独立性, 可以最大限度地保障AES密钥不会被监听, 解决了非法读取、伪造和监听等RFID安全威胁, 使RFI D系统有着很好的前向安全性。

参考文献

[1]Joan Daemen, Vincent Rijmen.高级加密标准 (AES) 算法—Rijndael的设计[M].北京:清华大学出版社, 2003, 31～64

[2]陈爱民.计算机的安全与保密[M].北京:电子工业出版社, 1992, 22～54

[3]杨海东, 杨春.RFID安全问题研究[J].微计算机信息, 2008:238～240

智能家居安全系统 篇8

智能家居在我国已经经历了将近七年的时间了,并且还有很多都没有发展完善。从国内家电巨头等所研发的智能家居来看,家居智能化已经成为一种定式,并且智能家居市场有很大的潜力,再加上房地产开发商在宣传的时候,将“全智能”这一理念引出,并将其作为一项重要的卖点,所以我们可以看出,智能化家居已经成为21世纪的趋势。

二、数据融合

2.1数据融合的概念。数据融合是将多传感 器信息源的数据和信息加以联合、相关及组合,获得更为精确的位置估计及身份估计,从 而实现对战场态势和威胁以及其重要程度实时、完整评价的处理过程[1]。

2.2数据融合的基本原理。智能家居中使用数据融合其实是对人类高度智能化的一种模仿,智能系统在工作过程中,通过多个传感器和中心处理器对所接受的信息进行处理,并对信息合理支配和使用。多传感器的信息更加复杂,可以出现数据层次、特征层和决策层等不同层次的信息,所以数据融合是建立在多层次传感器上的,以多层次传感器为基础,以多源信息为加工对象,以综合处理和协调优化为工作核心和准则。

三、智能检测技术的特点

智能检测系统工作时,就像人脑一样可以对信息进行智能化处理,所以智能检测技术相较于非智能检测技术有很多特点:(1)智能测量过程由软件进行控制:自动检测系统可以实现自动量程切换、自动报警、多功能测试、自动巡回检测等,上述内容在进行的时候都可以通过系统中的软件进行控制,这不仅会提升检测系统的准确度,还大大提升了检测系统可靠性与自动化程度。(2)智能数据处理:智能检测系统最突出的优点就是智能数据处理,因为在数据处理工作过程中,系统软件可以在线监测,在线解决,这样智能检测的精确程度就大大提升了,后期经过智能检测系统对检测结果进行加工,可以为我们提供更高质量的信息和更优质的服务。(3)检测速度快:检测速度快是智能检测系统追求的目标之一,只有更高速度的检测,才能更好地为人类服务。我们这里所说的高速度是指在测量过程中,程序进行信号放大、整流滤波、非线性补偿、A/D转换以及数据处理和结果输出这之间的时间用时较以前来说,提升很多。目前我们使用的高速A/D转换的采样速度在200MHZ以上,32位PC机的时钟频率在500MHZ以上。

四、数据融合智能检测技术的家居安全报警系统工作原理与流程分析

数据融合智能检测技术家居安全报警工作系统在设计的时候需要将水、煤气、电、健康、偷盗、抢劫、空气质量、天气状况预警等涉及,因为随着生活质量的不断提高,这些要素能够在很大程度上影响我们的生活质量,甚至威胁我们的健康[2]。数据融合智能检测技术的家居安全报警系统工作原理通过多传感器融合技术实现,此系统可以向小区管理人员、110、120、119自动报警。设计中,采集处理方面的工作我们可以用单片机设计PC机卡型处理器,在CRT上实现报警功能,利用PC机键盘信号来代替传感器模拟信号,由键盘上就可以字节输入信号,通过数据融合,系统会做出正确的判断。

总结

随着智能家居的发展,数据融合只能检验技术的家居安全报警最终会普及市场,为人类的美好生活做出更多的贡献,我们现在所能做的就是积极实践、探索,不断将新的技术应用到智能家居体验上,更好地组合温度、湿度等传感器,不断完善智能家居体验,使得智能化家居体验更符合人们的需求,帮助人类更好、更健康地生活。

参考文献

[1]苗春雷,徐卫彬,蔡玉宝.基于GSM模块的远程控制和报警系统[J].现代电子技术,2012(19).

智能楼宇安全防范系统概述 篇9

一、智能楼宇安全防范系统

安全防范, 顾名思义就是对于未知的危险因素作好准备与保护工作, 该工作是用来应付攻击或避免受伤等不可预见的事情的发生。我们应当了解:安全防范属于预防性的安全技术, 他重点起到的是防御的作用。其技术措施及其设备包括防盗报警、出入口控制即门禁控制、电视监控、访客对讲、电子巡更、汽车场车辆管理等。

二、智能楼宇的安全防范系统的主要内容

2.1家庭防盗报警系统。防盗报警系统就是在家庭中比较重要的地点区域布设各类传感器, 代替钢筋防盗网, 主要由保安中心管理主机、家庭报警器、传感器和传输线缆组成。传感器主要有红外线探测器、热感探测器、玻璃破碎探测器、窗磁、门磁等, 另外还可以根据实际需要在不同的位置设置不同的传感器, 这样不仅仅能够有效地探测非法侵入者, 还能够避免业主牢笼中的感觉, 可谓一举两得。家庭报警器与保安中心管理主机联网, 当出现非法闯入者时, 家庭主机报警, 管理主机会显示报警地点和性质, 保安中心可据此确定出警方案, 及时制止犯罪。

2.2可视对讲系统。可视对讲系统一般情况下设置在小区内的住宅单元入口或进户门处, 这样可以有效地谢绝陌生人访问, 限制非法侵入, 保持居住环境的私密、安全和安静。可视对讲系统主要由对讲主机、室内分机、电控防盗门、管理主机 (可选项) 和传输线缆组成。通过可视对讲系统, 户主可以更直观地了解访客情况, 控制门锁开启与否。另外, 这种系统还可以采用联网型, 各栋对讲主机与保安中心管理主机联网, 保安中心可随时了解住户求救信号。

2.3楼宇周界防越报警系统。楼宇周边的环境安全状况直接影响了楼宇的安全, 因此, 楼宇周界报警系统也是不可避免的。该系统由红外线对射器、接收器、报警主机及传输线缆组成。一般是在小区的围栏上, 安装户外型红外多光束智能探测器, 组成社区周界不留死角的防非法跨越报警系统。与此同时, 控制器采用智能化模糊控制技术, 可以避免由于树叶、杂物、风雨或飞鸟等小动物穿越围栏所引起的误报。

2.4闭路电视监视系统。智能楼宇的闭路电视监视系统是必不可缺的, 该系统是指在重要的场所安装摄像机以提供利用眼睛直接监视建筑内外情况的可能, 这样, 保安人员在控制中心可以监视整个大楼内外的情况, 大大加强了安全系数。

三、安全防范系统的设置

智能楼宇在建设之初就应当综合考虑各方面的因素进行安全防范系统的设计以及设置工作的准备工作。智能楼宇的安全防范系统的设置应遵循以下原则:根据智能楼宇内部保护对象的风险等级等特点, 制定相应的防护级别需求, 是设计既能够满足楼宇的全面防护和局部纵深防护, 又能够做到不会浪费, 才能够达到理想的效果;根据智能楼宇的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要, 综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等, 形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系;遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准, 并坚持以人为本的原则。

结束语:智能楼宇的广泛应用, 使得我国的智能楼宇安全防范系统的设置技术越来越成熟, 随着智能楼宇的不断发展以及我们施工的经验的不断丰富, 我国的智能楼宇建设应用必能向上一个新的台阶, 其安全防范系统的应用也会越来越高效。

参考文献

[1]张吉春.高洁.安全防范与智能楼宇[J].中国人民公安大学学报:自然科学版, 2006 (1) .

[2]许毅平, 周曼丽.智能楼宇综合管理系统的设计[J].计算机应用研究, 2003 (6) .

[3]袁琴, 杜乐.浅谈智能楼宇系统集成技术[J].山西建筑, 2008 (2) .

[4]张振昭, 许锦标.楼宇智能化技术.2版.机械工业出版社, 2003.

[5]程大章主编.智能楼宇自控系统[M].中国建筑工业出版社, 2005.

[6]剑岳, 赵亚林, 王文杰.智能楼宇安防系统的工程设计[M].淮阴工学院学报, 2001 (06) :30.

面向智能配电系统的安全域模型 篇10

智能电网概念的提出将为传统配电网带来显著的改变。而安全性是配电规划和运行中需要考虑的重要问题。本文提出了面向未来智能配电系统的安全域(distribution system security region,DSSR)的概念、模型,以及基于DSSR的安全性分析方法。

本文提出的配电系统安全域概念来源于输电系统安全域。输电系统的安全性是指电力系统在运行中承受突然扰动(如短路或系统中元件意外退出运行等)的能力[1]。输电系统安全域描述的是系统整体可安全稳定运行的区域。目前,关于安全域的理论研究已经取得了一些重要成果[2,3,4,5],并且在输电系统的安全性分析与控制中得到了应用[6,7]。“域”方法与传统的逐点法相比具有优越性,其能够提供系统运行点在安全域中的相对位置,从而获得各种必要的运行信息,使运行人员能够获得系统整体的安全稳定性测度;可以方便地考虑各种与调度相关的最优化问题中的稳定性约束以及各种不确定性因素的影响,从而大大减少安全性评估所需的计算量[8]。目前“域”方法尚未被用于配电系统,这是因为传统的配电安全性监视与控制相对输电系统而言较为简单,大部分中低压配电网的自动化程度不足,通过配电网的开关操作耗时往往超过半小时甚至更多。因此,一旦发生变电站主变压器(简称主变)N-1故障,负荷仅通过同一变电站内的主变转带。变电站的主变负载率的安全控制指标由N-1安全性导则来简单确定,如2台主变的变电站最大负载率应控制为0.65。此时,安全域问题退化为单个变电站站内主变互带的简单问题,最大负荷应不超过单台主变退出时其他主变总的最大负载能力,这也是只考虑站内负荷时主变N-1故障的安全边界。

未来的智能电网将发展高级配电网运行(ADO)系统,实现配用电系统的充分信息化,可以通过新型传感器和通信手段获取广大中低压配电网的大量实时信息,具有遥控功能的智能开关设备将得到广泛使用,这为配电系统的安全高效运行提供了新的基础条件[9]。在此智能电网背景下,负荷可以被配电网快速转带,变电站主变可以超越传统导则显著提高满足安全边界的最大负载率。国家电网新规划导则(2006版)的修改也指出下级电网强时容载比可取低,但未给出量化计算依据[10]。而配电网拓扑结构多变、元件规模庞大,有必要研究新的精确计算配电网安全边界和安全工作区域的方法,以实现配电网的安全高效运行[11]。

近年来,配电系统供电能力和转供能力的研究取得了较大进展,其中供电能力为一定供电区域内配电网满足N-1准则条件下的最大负荷供应能力[12,13,14,15],为安全边界上的一个运行点。而转供能力为配电网中某个元件在发生N-1故障时可以通过其他元件转供的容量总和,反映了工作点的安全裕度[16,17]。本文在此基础上提出了配电系统安全边界与安全域的概念与模型,并讨论了基于DSSR的配电系统安全分析方法及初步的安全控制方法。

1 配电系统安全域的概念与模型

1.1 配电系统安全域定义

N-1安全性准则是配电系统规划和运行中的重要准则,它要求配电网在运行时,当配电网中的某个独立元件(如主变、馈线等)发生故障,电网中不会出现不应该的用户停电。配电系统的N-1安全校验主要包括主变N-1和馈线N-1两种。本文的配电系统安全域主要基于变电站主变N-1进行讨论。

配电系统安全域定义为配电网在运行中,使所有主变均满足N-1准则的工作点的集合,其中要考虑负荷的转带、主变间的联络等约束。

在配电系统中,可通过配电网中每台主变的负载或负载率(主变所带负荷/主变的额定容量)来表示工作点。假设配电网中有n台主变,分别编号为1,2,…,n,工作点可以看做一个n维欧式空间中的向量T=[T1,T2,…,Tn]T,其中Ti为第i台主变的负载率。可见,工作点可由n个负载率组成,而向量所在的欧式空间被称为负载率空间。

1.2 配电系统安全域模型

当配电系统中主变i发生N-1故障时,其原先所带的负荷通过站内或站外联络[11,12]转带给站内或站外主变。负荷转带完成后,要保证所有主变都不过载,在DSSR的模型中,负荷转带同时还受联络容量的影响。在配电网运行中,主变负载率要受到上述一系列的约束,这些约束确定了配电系统的安全域边界,因此,配电系统安全域的模型可表示为:

式中:Ri为主变i的额定容量;Bij为当主变i发生N-1故障时向主变j转带的负荷;k为主变短时允许过载系数,所有主变取相同k值(通常取k=1.3);Cij为联络主变i与j之间的配电线路容量;G为重载区的负荷下限;W为重载区所有主变的集合。

式(1)中第1个式子为负荷转带的等式约束,表示主变i故障时,事故前主变i正常所带负荷由站内其余主变和其他站联络主变共同转带;第2个式子为主变N-1故障负荷转带不等式约束,表示站内或站外主变j接受故障主变i的转移负荷后,所供负荷不超过其短时允许容量;第3个式子为联络容量约束,表示转移负荷不超过联络通路的极限容量;第4个式子为区域负载约束,含义是重载区域内的主变负载之和大于给定负载。

上述模型中的负荷转带、重载区条件与配电系统最大供电能力模型的约束条件一致,其解释详见文献[12]。

1.3 模型简化和安全边界

为了简化和突出主要问题,假设所有联络的传输容量无穷大,主变短时允许过载系数k为1.0,并且认为配电网负荷比较均匀,无重载区,此时DSSR模型可表示为:

式中:Bi为安全域的第i个边界;Ui为联络单元[12],主变i为Ui的联络中心。

由式(2)可知,N-1安全性对每个联络单元的负载率都有一个不等式约束,其中每个约束不等式相当于负载率空间中的安全边界,这些安全边界的几何性质是欧式空间的超平面,而配电安全域正是由这些超平面围成的,含n台主变的配电网安全域由n个安全边界围成。需要指出的是,只要配电网的拓扑结构确定,无论网络中联络开关处于何种开闭状态,配电系统安全域可以在负载率空间中唯一确定。

2 基于DSSR的安全性评价

2.1 安全性评价简介

配电系统安全性评价的任务是通过网络结构参数、运行方式、负荷水平等电网实时数据,依据N-1安全准则预先分析当前系统是否安全。

配电系统安全域表示了配电系统工作点安全的区域,当工作点在安全域中时,该工作点是安全的,反之不安全。而且,工作点在安全域中的位置还可以反映安全的量度。因此,安全域可应用于判断配电系统当前工作点的安全性,通过工作点在安全域中的位置,电网调度员可以更直观地看出系统的安全状态,对不同方向上的安全裕量一目了然,从而快速、准确地进行预决策乃至紧急决策。

基于DSSR的配电网安全性评价方法必须首先计算工作点距离DSSR边界的距离,然后通过计算结果来评价系统当前工作点的安全性。

2.2 工作点与安全边界的距离

配电网的安全性可以通过确定工作点在安全域中的位置来进行评价。由于任一安全边界都是欧式空间的超平面,根据n维欧式空间中的点到超平面的距离公式,定义当前工作点距离安全边界Bi的安全距离Di为:

当Di为正值时,工作点处于安全边界Bi之内;当Di为负值时,工作点处于安全边界Bi之外。当工作点距离所有边界的Di都为正值时,该工作点处于安全域之内,即工作点满足所有N-1约束,处于安全运行状态。当任何一个Di都为负值时,该工作点处于安全域外,即处于不安全状态,其中Di为负值表示主变i超出安全边界Bi的负荷量。

每一个Di表示工作点距离安全边界Bi的安全裕度,Di的绝对值越大表示工作点距离安全边界越远。当Di=0时,表示工作点在安全边界Bi上,工作点在此约束下是临界安全的。

2.3 工作点的联络单元裕量

从衡量负荷水平与主变联络单元容量匹配程度的角度还可以定义另外一种安全距离Li。Li表示了联络单元的富裕(或缺额)容量,其计算公式表示如下:

Li的大小与Di的大小成正比,它表示了联络单元Ui的安全裕量(Li>0)或超额容量(Li<0)。当Li为正值时,表示联络单元Ui还可以再多带Li的负荷而系统仍处于安全状态;当Li为负值时,表示当主变i发生故障时,系统要甩掉Li的负荷。

2.4 安全域方法与N-1校验的比较

配电系统安全域在配电网安全性分析中有着传统N-1校验方法不具备的优势:在传统N-1安全性校验中,在给定工作点下,电网工作者需假设每一台主变都有可能发生故障,且分析每一台主变发生故障后的情形,通过大量仿真计算来校验该主变发生故障后电网是否安全,计算量大。仿真结果只能给出安全或不安全的判断以及哪些主变N-1校验不通过。

而安全域方法则更为简便,在电网拓扑结构确定的前提下,配电网安全域是唯一确定的。因此,对于拓扑结构一定的电网,只需事先计算一次安全域,然后在任意工作点下,只需计算该工作点相对各安全边界的距离,通过工作点在安全域中的位置,不仅可以判断工作点的安全性,而且能够确定工作点距离安全边界的安全裕度(工作点安全时)或工作点超出安全值的容量(工作点不安全时)。因此,基于配电系统安全域的安全性分析方法相对于传统N-1校验,计算量大大减小,并能够提供更全面的安全信息,更适合在实时调度运行中应用。

3 基于DSSR的安全性控制

3.1 安全性控制简介

在输电系统中,安全性控制被定义为在电力系统中为了保证电网安全稳定运行而采取的手动或自动的操作。电力系统安全控制的目标是使电力系统保持运行在正常的状态,即当某个元件发生故障或需要维修时,电力系统仍能处于稳定的状态。

基于DSSR的理论,上述输电系统安全性控制的概念可被应用于配电系统。工作点在DSSR中的位置可以提供该工作点的重要安全信息,从而可以使电网调度者了解当前的实时安全状态进而采取预防性安全控制措施。因此,DSSR可作为电网安全控制中的重要工具,当电网处于或接近不安全状态时,调度者可采取进一步的矫正或预防措施,以调整工作点,确保工作点的安全裕度。

在配电系统运行中,当系统不安全时,应当调整变电站主变的负荷来改变运行点的位置以使系统回到安全域内。变电站负荷的调整既可以采取限制负荷的方式,也可以通过馈线开关的操作重新分配主变所带负荷。后者由于不必损失负荷,因而是首选的方式。而且通常情况下,调度员不会大量进行开关断开或闭合的操作,总是希望尽量以较少的操作达到安全控制调整的目的。而如果所有主变的负荷都需要调整,则系统将可能进行大规模的开关操作,类似全网的网络重构。这是一个求解最优安全运行点的优化问题,该问题与配电网最大供电能力(TSC)的求解本质上是同一个问题。TSC是近年来提出的与输电网输电能力(TTC)相对应的概念,TSC是指一定供电区域内配电网满足N-1准则条件下,考虑到网络实际运行情况下的最大负荷供应能力[12,13,14]。

本文认为,求得最大TSC时对应的主变负载率向量TTSC就是整个系统的一个最优工作点,在此工作点下,配电网中主变的容量得到了充分的利用并且满足安全约束。TTSC的定义和求解方法详见文献[12]。

事实上,在进行整个电网的优化过程中,当所有主变的负荷都可控时,电网中将出现大量的开关操作,一般在运行中会避免使用。该方法更适用于需要进行网络重构的运行方式规划和中长期电网建设规划。调整较少量主变的控制方法更适用于在线安全监视发现问题后的控制和预防性控制。

3.2 安全性控制方法

下文以调整2台主变的负荷为例,说明基于DSSR的安全性控制方法。

假设研究的电网中有n台主变,当只有2台主变的负荷可以调整时,其他n-2台主变的负荷则固定在当前的工作点上不变,于是将固定的n-2台主变的负载率代入式(2)中,而后化简可得只包含2个变量的二维安全域,即

式中:i和j为可控主变的编号;X,Y,Z均为常数,取值受其他n-2台主变的负载率影响。

式(5)为二维DSSR的完整形式,但在实际例子中,有可能式(5)中的1个或2个式子不会出现,这是由网络结构所决定的。

需要指出的是,当其他n-2台主变的负荷固定在当前的工作点上时,可能会出现下述情况:无论主变i和j的负荷怎样改变,配电网都处于不安全的运行状态。此时常数X,Y,Z和对应的一维安全域将不存在,可以尝试其他2台主变的组合。

当二维安全域存在时,求得该2台主变负荷经过调整后电网最佳运行点的过程可被建模为一个线性规划问题,其模型可以表示为:

式(6)的目标函数是令这2台变压器调整后的负荷达到最大,约束条件是根据式(5)得到的安全域约束。

求解该模型后,2台受控主变的负荷将进行重新分配,这意味着可能会出现工作点被调整至安全运行状态而整个电网负荷并不需要减少的可能。此时,只需要通过操作相关馈线开关闭合与断开,重新分配2台主变的负荷,而系统的安全水平也得到提高。基于DSSR的安全性控制方法还可应用于调整单台主变的负荷和调整2台以上主变的负荷,方法详见附录A。

4 算例分析

4.1 算例简介

算例电网的示意图如图1所示。表1给出了算例电网的变电站数据。图中变压器高压侧为35kV,低压侧为10kV,部分10kV配电线路形成联络。10kV线路采用JKLYJ-185导线,容量为13.6 MVA。

4.2 算例电网的安全域

由式(5)可得,算例电网的安全域可表示为:

由式(7)可以看出,算例电网的DSSR由6个边界(超平面)围成。

4.3 算例安全性评价

下面选取一些典型的工作点。基于DSSR进行工作点的安全性分析,各工作点的安全距离Di和Li可分别通过式(3)和式(4)得到。

4.3.1 安全工作点

以所有主变都带50%负载为例来说明安全工作点。当配电网中所有主变均半载时,工作点可表示为Thalf=[0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5],工作点Thalf在安全域中的位置在表2中给出。

表2中给出了工作点Thalf距离各安全边界的距离,由表2可知工作点Thalf是安全的。由Di=0可知,工作点Thalf位于边界B1上,主变1如果再多带负荷,电网将不安全。

4.3.2 不安全工作点

下面举一个不安全工作点的示例。工作点Tins1=[0.8,0.8,0.8,0.8,0.8,0.8],工作点Tins1在安全域中的位置在表3中给出。

由表3可以看出,工作点Tins1在4个安全边界(B1,B2,B5,B6)之外,可见Tins1是不安全的,而且过载量较大,这意味着当配电网某台主变发生N-1故障时电网将失去不少负荷。

4.4 运行点安全性控制

为例,工作点Tins2在DSSR中的位置在表4中给出。

从表4可以看出,工作点Tins2不安全,当主变6发生N-1故障时,系统会甩掉5.2 MVA的负荷。在本文中选取主变1和主变4作为受控主变,将(T2=0.5,T3=0.6,T5=0.7,T6=0.7)代入式(7)中,经化简可得二维的安全域:

需要指出的是,由于网络中主变1和4间无联络,因此式(5)中的第3个式子没有出现。此时系统的最优工作点的模型由式(6)可得:

该模型的最优解为(T1=0.5,T4=0.77),说明此时主变1和4的最佳负载率分别为0.5和0.77。由于配电网中的负荷不能要求其增加,因此主变4的负载率取0.7,于是调整后的工作点为[0.5,0.5,0.6,0.7,0.7,0.7]。可以看出,在算例电网的负荷经过调整后,本质上相当于主变4的负荷通过馈线开关操作转带到了主变1上后,整个系统没有失负荷,但是运行点回到安全域内。

5 结语

在未来智能电网背景下,广大的中低压配电网将建立起实时监控,负荷能够实现通过中低压配电网在不同变电站之间的快速转移,这为配电系统的安全高效运行提出了新的要求。本文基于上述背景进行了面向智能配电系统的安全域研究,主要工作如下。

1)提出了面向智能配电系统的安全域概念。

2)建立了与输电系统安全域对应的配电系统安全域模型。

3)提出了基于DSSR的配电系统安全性评价与控制的初步方法并通过算例验证。

本文上述工作为未来智能配电系统的安全调度运行以及提高电网资产利用率提供了一个新的思路和理论工具。

值得指出的是,“域”方法作为进行电力系统安全性分析的新的方法学,已经在输电系统安全评价与控制中成功应用。与输电系统安全性不同,配电系统安全性更多关注的是设备发生N-1故障后的过负荷问题。例如:当某台主变发生N-1故障,通过开关操作进行负荷转带后,一般只可能出现一个或一部分设备的过负荷或损坏。而不会像输电系统那样,出现当某个工作点处于安全域之外时可能造成整个电力系统失去稳定的严重后果。因此,在后续配电系统安全域的应用中应进一步突出这一特点。

摘要：智能配电系统将具备快速的网络转供能力,变电站在下级配电网的支持下能够超越传统导则显著提高满足安全边界的最大负载率,因此,有必要研究能精确计算配电网安全边界的方法。文中将安全域方法应用于配电系统,提出了基于N-1安全性准则的配电系统安全域(DSSR)的概念和模型;定义了运行点相对于DSSR边界距离的计算方法;提出了基于DSSR的安全性评价方法及初步的安全控制方法;通过算例验证了模型及方法的有效性。