周 海 赟

(南京森林警察學(xué)院， 南京 210023)

基于NFC與云計(jì)算技術(shù)的智慧安防系統(tǒng)研究

周 海 赟

(南京森林警察學(xué)院， 南京 210023)

城市人口的流動(dòng)帶來(lái)了許多社會(huì)治安問(wèn)題，如何更好地保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全成為了城市發(fā)展面臨的一個(gè)重要課題。針對(duì)常規(guī)的社區(qū)巡邏方式難以實(shí)現(xiàn)真實(shí)可靠的安全保障問(wèn)題，基于近場(chǎng)通信與云計(jì)算技術(shù)的安防系統(tǒng)架構(gòu)，提升巡檢的真實(shí)性，同時(shí)引入基于云計(jì)算的人工智能技術(shù)優(yōu)化巡邏路徑，設(shè)計(jì)了一種適合社區(qū)安防的巡邏系統(tǒng)，解決了現(xiàn)行治安巡邏監(jiān)管數(shù)字化存在的問(wèn)題，提高了安防的高效性。

NFC； 云計(jì)算； 安全防范； 治安巡邏

社區(qū)治安巡邏是一項(xiàng)重要的社會(huì)保障工作，是保證社區(qū)安全的一項(xiàng)重要措施。常規(guī)的巡邏方式是通過(guò)人員的走動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，容易存在作弊現(xiàn)象，而這種問(wèn)題無(wú)法獲得有效監(jiān)管。隨著信息技術(shù)，特別是移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，如何利用無(wú)線通訊的最新技術(shù)，提高巡邏人員的巡檢效率，是當(dāng)前社區(qū)安防系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要課題之一[1-3]。

1 技術(shù)介紹

1.1 NFC技術(shù)

射頻識(shí)別 (Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱RFID)技術(shù)通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)來(lái)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，特別適合短距離的物體識(shí)別和通訊，因此得到了廣泛的應(yīng)用[4]。近場(chǎng)通信(Near Field Communication，簡(jiǎn)稱NFC)技術(shù)作為RFID技術(shù)類別的子類別，其傳輸范圍比RFID更小，距離在10 cm以內(nèi)。相較于藍(lán)牙、WiFi等傳輸技術(shù)，NFC技術(shù)具有安全性高、連接快，功耗低的特點(diǎn)。因此，NFC技術(shù)已經(jīng)得到了越來(lái)越多廠商的支持，芯片價(jià)格也會(huì)更加便宜，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。當(dāng)前NFC技術(shù)主要運(yùn)用于手機(jī)的移動(dòng)支付，在安防行業(yè)的巡邏領(lǐng)域還處于初步發(fā)展階段[5-6]。國(guó)內(nèi)以?？低暋⒋笕A科技為首的安防龍頭企業(yè)，逐漸意識(shí)到NFC技術(shù)的重要性，也開(kāi)始著手相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)工作。

在本項(xiàng)目社區(qū)安防系統(tǒng)中，巡邏人員通過(guò)帶有NFC芯片的智能手機(jī)與后臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互、儲(chǔ)存和顯示，大大提高了巡邏的真實(shí)性。

1.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。云計(jì)算由分布式文件系統(tǒng)、大規(guī)模并行計(jì)算、結(jié)構(gòu)化分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、虛擬化等子技術(shù)構(gòu)成，包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS和軟件即服務(wù)SaaS等服務(wù)。我國(guó)已將云計(jì)算產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，具有廣闊的市場(chǎng)潛力和空間[6-8]。

在社區(qū)安防中，將巡邏人員的NFC巡邏數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.3 人工智能技術(shù)

人工智能(Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，通過(guò)模擬、延伸和擴(kuò)展智能理論，產(chǎn)生新的方法和技術(shù)。通過(guò)構(gòu)造與人的思維、人的學(xué)習(xí)相類似的，甚至更加深入的思考方式，人工智能可以生產(chǎn)各類智能機(jī)器以及算法。人工智能的研究應(yīng)用十分廣泛，包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，特別是2016年，谷歌的Alpha Go的出現(xiàn)。通過(guò)深度學(xué)習(xí)，Alpha Go打敗了世界圍棋冠軍，為人工智能和深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，提供了廣闊的想象空間[9]。

在社區(qū)安防中，將巡邏人員的位置數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)等作為數(shù)據(jù)來(lái)源。利用人工智能方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化巡邏路徑和巡邏時(shí)間，提高安防效率。

2 安防巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)框架

從現(xiàn)有巡邏提供的體系、云計(jì)算技術(shù)、NFC技術(shù)、人工智能等方面入手，提出一種適用于社區(qū)安防的安防巡檢系統(tǒng)架構(gòu)，并對(duì)該架構(gòu)進(jìn)行安全性、有效性的部分驗(yàn)證，為其他研究人員提供參考，并為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。

安防巡檢系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 安防巡檢系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

社區(qū)巡檢數(shù)據(jù)采集通過(guò)帶有NFC讀寫(xiě)器的手機(jī)以及標(biāo)簽卡構(gòu)成。NFC只能夠在近距離范圍內(nèi)與標(biāo)簽卡進(jìn)行通訊，比如本項(xiàng)目設(shè)其小于10 cm，基本杜絕了巡邏人員的現(xiàn)場(chǎng)作弊。在巡檢人員登陸系統(tǒng)后，點(diǎn)擊發(fā)送數(shù)據(jù)按鈕，手機(jī)將基本信息以及位置信息利用4G信號(hào)同時(shí)傳入云計(jì)算中心。NFC數(shù)據(jù)采集流程示意圖如圖2所示。

圖2 NFC數(shù)據(jù)采集流程示意圖

2.3 云計(jì)算

為適用于巡檢數(shù)據(jù)的挖掘和分析，基于Hadoop開(kāi)源云計(jì)算平臺(tái)，在MapReduce架構(gòu)下構(gòu)建聚類分析、關(guān)聯(lián)分析以及深度學(xué)習(xí)等方法，對(duì)巡檢過(guò)程中的位置信息、路徑信息、人員信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取巡檢過(guò)程中人員和路徑的最優(yōu)化配置，并構(gòu)建巡檢信息的查詢平臺(tái)。系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)示意圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果分析

本次研究提出的基于NFC與云服務(wù)的智慧安防系統(tǒng)已經(jīng)在杭州市某小區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用。系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖4所示。與以往人為指派和設(shè)計(jì)巡檢路徑相比，該系統(tǒng)提高了巡檢的效率，優(yōu)化了巡檢的路徑。

圖4 設(shè)計(jì)方案在某小區(qū)的示范應(yīng)用

4 結(jié) 語(yǔ)

研究分析現(xiàn)有的NFC技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)，調(diào)研相關(guān)技術(shù)在其他行業(yè)中的運(yùn)用情況，歸納總結(jié)現(xiàn)有各種相關(guān)架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合現(xiàn)有安防體系，設(shè)計(jì)了更為高效、更為安全的適用于安防領(lǐng)域的智慧安防巡邏系統(tǒng)；研究并建立了巡邏系統(tǒng)安全性、有效性的驗(yàn)證模型，為驗(yàn)證和完善智慧安防巡邏系統(tǒng)提供依據(jù)和思路。

[1] 朱裔.社區(qū)治安信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2014：72-75.

[2] 邵亞茹，張?zhí)杖?智慧社區(qū)視野下的治安防控策略研究[J].廣西警官高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2015，28(5)：5-9.

[3] 鄭澤暉.論信息化條件下的社區(qū)警務(wù)工作創(chuàng)新[J].廣東公安科技，2014，22(1)：8-12.

[4] WANT R. An introduction to rfid technology[J].IEEE Pervasive Computing， 2006，5(1)：25.

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Study of Security and Protection System Based on NFC & Cloudy Computing

ZHOUHaiyun

(Nanjing Forest Police College, Nanjing 210023, China)

With the flow of the urban population, community safety has become an important issue. Communities are difficult to achieve true and reliable security by regular patrols, so in this paper, a new security system architecture based on Near Field Communication(NFC) and cloud computing technology is proposed to enhance the inspection of authenticity. And artificial intelligence technology is applied to optimize the patrol route to improve the efficiency of patrol. The aim of the proposed security system architecture is to design a suitable community security patrol system, in order to resolve the current security patrol and increase the efficiency of security.

NFC; cloud computing; security protection; patrol

2016-09-20

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目“NFC與云服務(wù)技術(shù)在智慧安防系統(tǒng)中的應(yīng)用研究”(LGYB201607)

周海赟(1980 — )，女，江蘇常州人，副教授，西安交通大學(xué)在讀博士研究生，研究方向?yàn)楣舶踩芾砑肮布夹g(shù)。

TP277.2

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1673-1980(2017)01-0101-03