基于物联网的智能监控安防电子围栏报警系统的制作方法

1.本发明涉及报警系统，尤其涉及基于物联网的智能监控安防电子围栏报警系统。


背景技术：

2.目前对于通信施工现场来说，经常会出现光缆被现场土建中断的问题。一般来说，是通过安排工人在施工现场驻点的方式来查看施工现场，避免光缆被中断的问题。但是，由于施工现场数量多，所需要安排的工人的数量增加，同时也会增加工人的工资；特别的施工现场的施工一般为夜间施工，安排的工人需要夜间驻点，进一步增加工资开销；同时，由于人工的原因，不可能做到24小时不间断的监控；同时，光缆除了因土建单位施工导致破坏时，还有可能因为其他原因导致破坏，比如偷盗人员或事故冲撞等，由于无法对光缆进行24小时不间断的监控，经常会发生光缆被破坏或被偷盗的问题，增加通信光缆的维护成本，同时也会影响各种通讯网络，对人们的生活带来影响。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于物联网的智能安防监控电子围栏报警系统，其能够解决现有技术中无法对光缆进行24小时监控的问题。
4.本发明的目的采用如下技术方案实现：
5.基于物联网的智能监控安防电子围栏报警系统，包括后台控制系统和电子围栏装置；其中，所述电子围栏装置设于光缆埋设监测区域，用于对光缆埋设监测区域进行监控；所述电子围栏装置包括中控设备、监控设备、报警设备，所述中控设备与监控设备电性连接、与后台控制系统通信连接、与报警设备电性连接，用于获取所述监控设备的监控数据并将监控数据上传至后台控制系统，以使得后台控制系统对所述监控数据进行分析以判断得出光缆埋设监测区域是否存在异常；
6.所述后台控制系统，用于构建深度学习模型并根据构建出的深度学习模型对电子围栏装置上传的监控数据进行数据分析；以及，还用于当光缆埋设监测区域存在异常时向对应监控人员发出预警通知，同时还向所述中控设备下发预警指令使得所述中控设备控制报警设备发出现场警报。
7.进一步地，所述电子围栏装置包括通讯模块，所述电子围栏装置通过通讯模块接入广域网，进而通过广域网与后台控制系统通信连接；所述电子围栏装置包括一个或多个；一个或多个电子围栏装置分设于不同的光缆埋设监测区域；每个电子围栏装置均与后台控制系统通信连接。
8.进一步地，所述监控设备包括环境监控设备、红外监控设备和摄像监控设备，所述环境监控设备、红外监控设备、摄像监控设备分别与中控设备连接；其中，所述环境监控设备，用于检测所述光缆埋设监测区域的环境数据；所述红外监控设备，用于检测所述光缆埋设监测区域是否有人；所述摄像监控设备，用于对所述光缆埋设监测区域进行拍摄视频或图像；所述环境监控设备还包括温度传感器、湿度传感器和水浸传感器，分别用于检测光缆
埋设监测区域的温度、湿度、水浸程度；所述报警设备为声光报警器。
9.进一步地，所述中控设备，用于获取所述红外监控设备的红外数据并根据所述红外数据识别得出所述光缆埋设监测区域有人或动物时，控制处于休眠状态的摄像监控设备启动并获取所述摄像监控设备的摄像数据，以及将所述摄像数据上传至后台控制系统。
10.进一步地，所述后台控制系统，还用于将所述摄像数据推送至数据分析人员，以使得数据分析人员根据所述摄像数据判断所述光缆埋设监测区域的光缆是否被盗或被破坏；所述后台控制系统，还用于当光缆被盗或被破坏时，接收数据分析人员发送的确认指令并生成预警通知，以及将所述预警通知发送给对应监控人员，同时生成预警指令下发至所述电子围栏装置的中控设备；
11.所述后台控制系统，还用于获取监控数据中的环境数据，并定时对获取到的环境数据进行综合分析以预测光缆的使用状况。
12.进一步地，包括pc端和移动端；所述后台控制系统，还用于将所述摄像数据推送至pc端，进而通过pc端的人机交互界面推送至数据分析人员；所述后台控制系统，还用于将所述预警通知推送到移动端，进而推送给对应监控人员；所述后台控制系统，还用于接收所述移动端的监控人员发送的语音指令并将所述语音指令下发至所述中控设备，从而使得所述中控设备将所述语音指令通过所述电子围栏装置的音频设备播放。
13.进一步地，所述电子围栏装置还包括电源模块和电源管理模块；其中，所述电源模块包括电缆供电电源模块、太阳能供电电源模块和蓄电池供电电源模块；所述电缆供电电源模块、太阳能供电电源模块、蓄电池供电电源模块均与电源管理模块电性连接；电源管理模块还与中控设备电性连接，用于根据预设规则选择对应的供电电源模块为中控设备提供供电电源。
14.进一步地，所述太阳能供电电源模块包括太阳能电池板；其中，太阳能电池板设于立杆的顶部，蓄电池供电电源包括蓄电池，蓄电池设于立杆内部。
15.进一步地，所述光缆埋设监测区域设有立杆，所述立杆的底部通过水泥墩固定于所述光缆埋设监测区域的地面或墙面上；所述中控设备、报警设备均安装于立杆的内部，所述监控设备安装于立杆上。
16.进一步地，所述电子围栏装置还包括本地存储器，所述中控设备与本地存储器电性连接，用于将获取到的监控数据备份存储到本地存储器中。
17.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
18.本发明通过在光缆埋设安装点安装电子围栏装置，可实现对光缆埋设监测区域的24小时不间断监控，并将监控设备获取到的监控数据上传至远程后台控制系统，可自动对监控数据进行分析以判断光缆埋设监测区域的光缆是否被盗或被破坏；同时，当光缆被盗或被破坏时，及时通知相关监控人员进行查看，同时可通过设于现场的报警设备对现场人员发出警报，威慑偷盗人员，及时停止偷盗行为。
附图说明
19.图1为本发明提供的基于物联网的智能监控安防电子围栏报警系统模块图；
20.图2为多个电子围栏装置与后台控制系统的连接示意图。
具体实施方式
21.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
22.基于现有的光缆无法实时监控的问题，本发明提供一种基于物联网的智能监控安防电子围栏报警系统，如图1-2所示，包括后台控制系统和电子围栏装置。
23.其中，电子围栏装置设于光缆埋设监测区域，用于对光缆埋设监测区域进行监控。光缆埋设监测区域是指光缆埋设安装的附近区域，以便对光缆埋设处进行监控。
24.电子围栏装置包括中控设备、监控设备、报警设备等。其中，中控设备与监控设备电性连接、与报警设备电性连接、与后台控制系统电性连接，用于获取监控设备的监控数据并将监控数据上传至后台控制系统，以使得后台控制系统对监控数据进行数据分析以判断得出光缆埋设监测区域是否存在异常。
25.后台控制系统，还用于构建深度学习模型并根据构建的深度学习模型对监控数据进行数据分析。
26.同时，后台控制系统，还用于当光缆埋设监测区域存在异常时，向对应监控人员发送预警通知，同时向电子围栏装置的中控设备下发预警指令，使得中控设备根据预警指令控制报警设备发出现场警报。其中，报警装置为声光报警器。
27.优选地，电子围栏装置还包括通讯模块，中控设备通过通讯模块接入广域网，进而通过广域网与后台控制系统通信连接。具体地，通讯模块包括4g通讯模块、5g通讯模块、rs485通讯模块以及其他无线通讯模块、有线通讯模块。中控设备通过通讯装置接入广域网，进而连接到后台控制系统。
28.更进一步地，监控设备包括环境监控设备、红外监控设备、摄像监控设备。其中，环境监控设备、红外监控设备、摄像监控设备分别与中控设备电性连接。环境监控设备，用于检测光缆埋设监测区域的环境数据。红外监控设备，用于检测光缆埋设监测区域是否有人。摄像监控设备，用于对光缆埋设监测区域进行拍摄视频或图像。更为优选地，本实施例只是给出监控设备中的一些具体的设备，但是在实际的使用过程中，可根据实际的需求对监控设备的设备类型进行设定，并不仅限于本实施例中所列举的监控设备。
29.本发明通过在光缆埋设监测区域设置电子围栏装置，实现对光缆埋设监测区域进行24小时不间断的远程监控，同时当监测到光缆被盗或被破坏时，及时通知相关监控人员以及通过报警设备在现场发出警报，可避免光缆被盗，解决现有技术需要人员到现场看管的问题。
30.进一步地，环境监控设备还包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器以及其他传感器，分别用于检测光缆埋设监测区域的温度、湿度、水浸程度以及其他数据，以便对光缆埋设监测区域的环境数据进行分析，以确认光缆是否完好，从而可预测光缆的使用情况、使用寿命等。比如，通过温度传感器、湿度传感器、水侵传感器等，以检测温度、湿度和水浸情况等，从而可确认光缆的安装环境，及时发现问题。比如，当通过水侵传感器检测到光缆所在的位置经常被水淹，为了避免光缆可能出现问题，可提醒工作人员对光缆安装位置进行相应的施工处理，避免出现水淹的问题。
31.优选地，本发明还包括pc端和移动端。其中，pc端设有人机交互界面。后台控制系
统与pc端通信连接，用于将监控数据发送至pc端，从而通过人机交互界面与数据分析人员进行交互。在实际的应用过程中，红外监控设备只是能检测到光缆埋设监测区域有人或动物，但是并无法判断其是否属于光缆偷盗或破坏人员，因此，需要将摄像数据推送到数据分析人员，以便确认光缆是否被偷或被破坏。数据分析人员可通过pc端查看相关视频或图像以进行确认，同时还可对采集到的大量的摄像数据进行统计、分析，以发现哪些光缆埋设监测区域属于容易被偷盗或被破坏的地区，以便为光缆的埋设地提供数据支撑。
32.优选地，当数据分析人员确认光缆被盗或被破坏时，后台控制系统，还用于接收数据分析人员发送的确认指令并生成预警通知，将预警通知发送给对应的监控人员，同时生成预警指令并下发至中控设备。由于光缆的埋设范围广泛，因此，对于光缆埋设监测区域有多个，分别在对应的光缆埋设监测区域安装对应的电子围栏装置即可实现对光缆的监控。因此，当任何一个监测区域的光缆被破坏或被盗时，可将预警通知发送给对应的维护人员或监控人员，实现专人维护。同时，还可通过中控设备接收预警指令，控制在光缆埋设监测区域的报警设备在现场发出警报，对现场的偷盗人员产生威慑，及时阻止其行为。同时，本发明还包括移动端。监控人员通过登录移动端上的app接收报警通知，同时可通过移动端向后台控制系统发送语音信号，从而通过后台控制系统将语音信号转发至中控设备，使得中控设备将语音信号通过现场的音频设备播放，实现远程喊话功能，进一步阻止现场人员的行为。
33.优选地，电子围栏装置还包括电源模块和电源管理模块。其中，电源模块包括电缆供电电源模块、太阳能供电电源模块和蓄电池供电电源模块；所述电缆供电电源模块、太阳能供电电源模块、蓄电池供电电源模块均与电源管理模块电性连接。电源管理模块还与中控设备电性连接，用于根据预设规则选择对应的供电电源模块为中控设备提供供电电源。也即，根据实际的需求来选择对应的供电方式，即可保证系统的供电，又可以节省能源。具体地，当电缆供电电源以及太阳能供电电源均不可用时，启动蓄电池为设备供电，可保证中控设备的不断电工作。当电缆工地电源或太阳能供电电源存在时，蓄电池不放电。
34.另外，对于电缆供电电源与太阳能供电电源的选择时，可根据实际的情况进行选择。比如当天气好时，太阳能供电电源可满足设备供电，则可选择太阳能供电电源进行供电；一旦，太阳能供电电源不能满足设备工作时，选用电缆供电电源为设备供电。通过设置多种灵活供电方式，避免前端监控设备端电。
35.更为具体地，太阳能供电电源模块包括太阳能电池板。其中，太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能为蓄电池充电以及供中控设备工作。
36.优选地，光缆埋设监测区域设有立杆。立杆的底部通过水泥墩或其他物体固定于光缆埋设监测区域的地面或墙面上，保证立杆的固定性，避免对立杆进行破坏。
37.立杆为中控的柱体结构，中控设备、报警设备均设于立杆的内部，监控设备安装于立杆上或光缆埋设监测区域。另外，当报警设备安装于立杆内部时，立杆的侧壁上设有透明区域，以便报警设备发出的光进行显示。将设备安装于立杆的内部，可以防尘、防雨水侵蚀，也可以避免人为破坏等问题。
38.优选地，本发明还包括本地存储器。中控设备与本地存储器电性连接，用于将获取到的监控数据备份存储到本地存储器上，以避免监控数据的丢失。比如当网络状况不好时，通过预先将监控数据备份到本地存储器时，可避免由于网络状况不好导致监控数据丢失而
无法再次上传的问题，同时也可以解决数据拥堵导致数据丢失的问题。另外，本地存储器上存储的监控数据可定时删除或根据实际情况删除。比如监控数据上传成功将其删除，或定时删除，避免数据存储过多。
39.优选地，后台控制系统对于摄像数据还进行相应的图像分析处理，比如通过构建深度学习模型来实现对摄像数据的分析来匹配图像或视频中的人、车、动物及施工车辆等，然后再结合数据分析人员的确认，从而可确保识别正确。或者基于ai智能算法对视频或图像中的人识别、车型识别、车辆识别、行为分析等的智能分析，以实现异常判断。
40.后台控制系统内还设有告警触发机制。当后台控制系统对监控数据机芯分析，并将分析结果与告警触发机制进行匹配，以判断是否触发告警。后台控制系统，还用于当触发告警时，还将视频或图像推送给数据分析人员，以便数据分析人员进行确认。另外，后台控制系统，还根据时间段来将视频或图像推送给数据分析人员，比如在正常上班时间将视频或图像推送给数据分析人员。当在夜间时段，后台控制系统，可自动调用自身所构建的深度学习模型进行匹配识别，并自动触发告警。更为具体地，告警触发机制可包括以下告警：入侵告警、电量告警、温度告警、设备阈值告警、阈值设备、告警记录、预处理图像记录等。另外，本发明的后台控制系统还对监控数据以及数据分析结果进行统计，比如告警汇总分析、各区域告警分析、在线设备统计、离线设备统计、故障设备统计等，并通过pc端的人机交互界面以可视化图形的方式显示，方便工作人员查看。
41.本发明还包括电压电流检测装置，通过电压电流检测装置检测供电电源的电压及电流，用于对供电电源的状况进行监控，以保证系统的正常供电。
42.优选地，本发明中的摄像监控设备采用1200万球型摄像头。通过采用高清摄像头可实现拍摄的图像或视频更为清晰，以便后续判断识别。
43.优选地，本发明的电子围栏装置有多个，分设于不同的光缆埋设监测区域，每个电子围栏装置均与后台控制系统通信连接。
44.更为优选地，对于每个光缆埋设监测区域的监控设备中的各个设备均可包括多个，通过多个设备可全面覆盖光缆埋设监测区域，实现对光缆埋设监测区域的全面监控。
45.优选地，每个电子围栏装置还包括gps模块，用于获取电子围栏装置的位置。后台控制系统定时获取gps模块的gps定位数据，一旦检测到gps定位数据与初始设置的不同，则认为电子围栏装置可能遭到破坏或移动，则触发告警并发送预警通知，使得监控人员及时对该光缆埋设监测区域进行查看。
46.另外，后台控制系统在进行预警分析还包括以下方法：
47.通过监控设备的摄像监控设备采集到光缆埋设检测点的图像数据，并对该图像数据判断是否为第一帧图像，若是，则将采集到的第一帧图像中绘制多边形作为监控的重点区域。
48.当接收到后续的图像数据时，可通过阴影检测算法来检测设定的多边形区域内是否有目标入侵，也即与原始的第一帧图像是否相同，若不同，则触发告警发送报警通知。其中，阴影检测算法具体为：
49.步骤1、将获取到的当前图像进行预处理。比如屏蔽当前图像中的非重点区域，并采用中值滤波处理。其中，可通过将非重点区域的所有像素设为0，实现屏幕当前图像中的非重点区域。
50.步骤2、将预处理后的当前图像转化成灰度图，然后将预处理图像转化的灰度图与上一帧图像预处理后的灰度图相减，获得各像素点的像素值的差值，将差值大于阈值的像素点作为疑似前景点，如果有疑似前景点，若有执行步骤3；若否，则获取下一帧图像并执行步骤1。
51.步骤3、将预处理后的当前图像转化为hsv图像，并与上一帧的图像转化的hsv图像相减得出阴影和前景点，然后提取所有的前景点所在的区域获取前景点区域，并判断前景点区域的面积是否大于设定的前景点区域的面积阈值，若是，则认为有目标入侵；若否，则无目标入侵。其中，将h、s的差值小于设定的阈值的像素点判断为阴影，将h、s的差值大于设定的阈值的点作为前景点。
52.其中，在标记多边形的具体可由工作人员采用鼠标根据实际的需求进行设定，以形成多边形。
53.另外，若后台控制系统采集到的是视频数据时，可对视频数据进行关键帧抽取，然后对每一帧将其与原始的第一帧图像进行匹配对比，以判断二者是否不同。另外，若不同时，还可结合深度学习模型来对图像中的物体进行具体识别其类型。
54.本发明可实现光缆的24小时不间断的实时监控，解决了现有技术中光缆采用人工现场看管导致无法实时监管、监管成本大等问题。
55.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。