一种基于多维采集的社区安防管理系统及方法与流程

本发明属于物联网技术领域，更具体地，涉及一种基于多维采集的社区安防管理系统及方法。

背景技术：

随着物联网、云共享、人脸识别等技术日益成熟，社区安防管理方面也由传统的人工管理方式向科技化、智能化、信息化方向发展。社区楼栋一般设置有单元门禁，譬如传统的ic卡门禁、指纹识别门禁、人脸识别门禁、虹膜识别门禁；随着人脸识别技术的发展，识别比对性能的提升，人脸识别门禁系统在实际应用中为住户带来了极大便利；然而在安防方面，还是存在门禁随行的情况，为社区安防管理带来不便，给住户安全带来隐患。另一方面，由于智慧社区建设的差异性，导致部分社区的安防管理还停留在人员比对靠“人眼”、水电数据获取靠抄表的阶段，无法通过大数据分析实现自动、高效、实时、准确的布控和对异常行为的预判。

现有技术中，申请号为cn201710324341的中国专利公开的一种基于深度学习的智慧平安社区管理系统，包括视频监控模块、人脸识别模块、车辆信息识别模块、人员热点分布模块、车辆轨迹分析模块、gis电子地图和大数据云平台；视频监控模块、人脸识别模块、车辆信息识别模块、人员热点分布模块、车辆轨迹分析模块和gis电子地图均通过网络架构vpn通道连接大数据云平台；该技术方案结合高清摄像机，基于深度学习算法从视频非结构化信息提取出有效的结构化信息，识别人脸、车辆信息特征；该现有技术虽然可以快速识别出人脸、车辆信息，但无法对社区人员异常出入行为进行准确判别。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于多维采集的平安社区安防管理系统及方法，其目的在于实现对社区人员异常出入行为的自动判别。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于多维采集的社区安防管理系统，包括网络服务子系统、社区服务子系统、水电数据采集子系统、人脸识别子系统和门禁管理子系统；

其中，水电数据采集子系统、人脸识别子系统和门禁管理子系统均与社区服务子系统具有信息交互，信息交互通过网络服务子系统实现；

其中，水电数据采集子系统用于获取布设于房屋总水表及户总电表上的数据采集设备所采集的房屋用水和用电记录并保存；

人脸识别子系统用于获取布设于单元门栋的人像采集装置所采集的视频，并采用预设的人脸识别算法截取人脸图片，提取人脸特征值，再通过人脸比对算法，分析出截取出的人员的身份；

门禁管理子系统用于控制布设于单元门的门禁控制器，使其在接收到开门信号后执行开门动作，并接收单元门关闭后门禁控制器所发送的门禁闭合信号。

优选的，上述基于多维采集的平安社区安防管理系统，还包括信息展示终端；信息展示终端与社区服务子系统通过网络服务子系统实现信息交互；信息展示终端用于展示房屋异常数据记录。

优选的，上述基于多维采集的平安社区安防管理系统，其社区服务子系统包括并列地房屋管理模块和人口管理模块；

其中，房屋模块用于社区房屋管理，存储房屋识别号，并绑定房屋对应的水表和电表以进行统计记录；人口管理模块用于存储房屋中常住人口信息及人像图片，为常住人口设置开门权限。

优选的，上述基于多维采集的平安社区安防管理系统，其水电数据采集子系统包括水电采集终端和水电数据管理模块；

其中，水电采集终端将采集的房屋用水和用电的记录传输到水电数据管理模块；水电数据管理模块接收用水记录和用电记录与房屋识别号绑定并存储。

优选的，上述基于多维采集的平安社区安防管理系统，其人脸识别子系统包括人像采集终端、人像底库和人脸识别比对模块；

其中，人像采集终端设置在楼栋单元门外，将采集到的视频数据传输到人脸识别比对模块；

人像底库用于以楼栋单元为分组存储楼栋单元常住人口的人脸特征值；人脸识别比对模块将视频数据进行分析，对人脸图形进行处理，提取人脸特征值，将人脸特征值与人像底库进行比对确认是否有相同人像；根据被识别比中的人像信息确认人员信息及其居住的房屋信息；根据确认的房屋信息确认所在楼栋单元号，根据楼栋单元号确认与识别到该人脸的人像采集终端所在楼栋单元是否一致，一致时将开门信号发送到门禁管理子系统，并接收门禁管理子系统反馈的门禁闭合的信号。

优选的，上述基于多维采集的平安社区安防管理系统，其门禁管理子系统包括门禁管理模块和门禁控制器；

其中，门禁管理模块将人口管理模块中的本楼栋单元人口的开门权限下发到对应楼栋单元的门禁控制器；根据人脸识别子系统发送的开门信号，将开门信号下发到对应的楼栋单元的门禁控制器；门禁控制器接受开门信号，将门磁断电从而开启单元门；门禁控制器在接收到单元门禁闭合的信号后，反馈到门禁管理模块。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种基于多维采集的平安社区安防管理方法，其实现人脸识别开门的方法，包括如下步骤：

(1)截取实时视频中的人脸图像；

(2)从人脸图像中提取人脸特征值；

(3)将提取的人脸特征值与人像底库中存储的人脸特征值进行比对，检索出相似度最高的人员；

(4)将该人员对应的相似度与预设的第一相似度阈值比较；若相似度不低于第一相似度阈值，则匹配人员信息、查询该人员所对应的住宅房屋信息、以及该房屋所在单元门禁摄像机信息，进入步骤(5)；若相似度低于第一相似度阈值，则进入步骤(6)；

(5)将该房屋所在单元门禁摄像机信息与截取人脸图像的门禁摄像机信息进行比较，若不一致，表明截取人脸的门禁摄像机不是该人员对应房屋所在单元门禁摄像机，则结束；若一致，表明截取人脸的门禁摄像机即为该人员对应房屋所在单元门禁摄像机，则发送开门控制信号到门禁管理子系统，由门禁管理子系统将开门控制信号转发到楼栋单元门禁，楼栋单元门禁根据该开门控制信号控制门禁断电开门；

(6)判定该人员为陌生人，通过将上述步骤(2)所提取的人脸特征值与历史陌生人特征值进行比对，若这两者之间的相似度不高于预设的第二相似度阈值，则判定该人员为新陌生人，存储该新陌生人的特征值，保存陌生人记录后结束流程；若这两者之间的相似度高于预设的第二相似度阈值，则直接结束流程。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种基于多维采集的平安社区安防管理方法，其实现随行人识别的方法包括如下步骤：

(1)截取实时视频中的人脸图像，进入步骤(2)；

(2)从人脸图像中提取人脸特征值，进入步骤(3)；

(3)将提取的人脸特征值与人像底库进行比对，检索出相似度最高的人员，进入步骤(4)；

(4)将该人员对应的相似度与预设的第一相似度阈值比较；若相似度不低于第一相似度阈值，则匹配人员信息、查询该人员所对应的住宅房屋信息、以及该房屋所在单元门禁摄像机信息，进入步骤(5)；若相似度低于第一相似度阈值，进入步骤(6)；

(5)将该房屋所在单元门禁摄像机信息与截取人脸图像的门禁摄像机信息进行比较，若不一致，则将该人员标记为开门住户的随行人，并进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号；若一致，则直接进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号；

(6)判定该人员为陌生人，将该人员的人脸特征值与历史陌生人特征值进行比对，若这两者之间的相似度低于预设的第二相似度阈值，则判定该人员为新陌生人，存储该新陌生人的特征值，保存陌生人记录后结束流程；若这两者之间的相似度不低于预设的第二相似度阈值，则将该人员标记为开门住户的随行人，并进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号。实施例中，第一相似度阈值、第二相似度阈值根据应用场景预先设定。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种基于多维采集的平安社区安防管理方法，其实现平安社区房屋人口管理的方法，具体包括如下步骤：

(1)统计每间住宅房屋若干天内随行人次数并由高到低排序，取其中n户形成集合r1；

(2)计算集合r1中每间房屋若干天内的用水、用电量；

(3)根据四分位法计算小区所有房屋用水用电量的中位值；

(4)将集合r1中的房屋用水或用电量超过中位值的m倍的房屋集合记为预警事件集合r2；将集合r1中的房屋用水或用电量未超过中位值的m倍的房屋集合记为警示事件集合r3；其中，m为预设的一个倍数值；

(5)统计若干天内陌生人随行的次数并由高到低排序，形成预警陌生人集合r4；将预警陌生人集合r4反馈到信息展示终端，记为预警陌生人，结束流程。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的基于多维采集的平安社区安防系统及方法，其中，系统包括网络服务子系统、社区服务子系统、水电数据采集子系统、人脸识别子系统、门禁管理子系统和信息展示终端；该系统及方法集成社区智能化硬件，整合多维数据，判别异常出入行为，预警门禁随行风险、为社区安防提供预警信息，该信息不仅可用于保障住户安全，还可用于排查存在隐患的房屋，通过技术手段有的放矢的提升安防工作效率；根据社区人员和居住房屋的大数据更好的判别异常出入行为，通过技术手段来提升社区的安全性和舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于多维采集的平安社区安防管理系统；

图2是基于实施例提供的基于多维采集的平安社区安防管理系统实现人脸识别开门的方法；

图3是实施例提供的基于多维采集的平安社区安防管理系统实现随行人识别的方法的流程图；

图4是实施例提供的基于多维采集的平安社区安防管理方法的房屋人口管理流程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

101-网络服务子系统、102-社区服务子系统、103-水电数据采集子系统、104-人脸识别子系统、105-门禁管理子系统、106-信息展示终端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，本发明实施例提供的基于多维采集的平安社区安防管理系统，包括网络服务子系统101、社区服务子系统102、水电数据采集子系统103、人脸识别子系统104、门禁管理子系统105和信息展示终端106；其中，水电数据采集子系统103、人脸识别子系统104、门禁管理子系统105和信息展示终端106均与社区服务子系统102具有信息交互，信息交互通过网络服务子系统101实现。其中，水电数据采集子系统用于获取布设于房屋总水表及户总电表上的数据采集设备所采集的房屋用水和用电记录并保存；人脸识别子系统用于获取布设于单元门栋的人像采集装置所采集的视频，并采用预设的人脸识别算法截取人脸图片，提取人脸特征值，再通过人脸比对算法，分析出截取出的人员的身份；门禁管理子系统用于控制布设于单元门的门禁控制器，使其在接收到开门信号后执行开门动作，并接收单元门关闭后门禁控制器所发送的门禁闭合信号。

该系统在社区智能化的基础上整合采集设备所获取的视频流、水表数据、电表数据等多维数据，针对门禁随行隐患，判别异常出入行为，为社区安防提供预警信息，该信息不仅可用于保障住户安全，还可用于排查存在隐患的房屋，通过技术手段有的放矢的提升安防工作效率；提升社区人口管理和房屋管理效率，进而提高社区的安全性和舒适性。

在一个实施例中，社区服务子系统包括并列地房屋管理模块和人口管理模块；房屋模块用于社区房屋管理，存储房屋识别号，并绑定房屋对应的水表和电表以进行统计记录；在实施例中，房屋识别号由楼栋号、单元号、楼层号、房号组成；人口管理模块用于存储房屋中常住人口信息及人像图片，为常住人口设置开门权限。

在另一个实施例中，水电数据采集子系统包括水电采集终端和水电数据管理模块；

其中，水电采集终端将采集的房屋用水和用电的记录传输到水电数据管理模块，可以是在现有的水表、电表上加上采集传输设备改造而成；水电数据管理模块接收用水记录和用电记录与房屋识别号绑定并存储。

在一个实施例中，人脸识别子系统包括人像采集终端、人像底库和人脸识别比对模块；

其中，人像采集终端设置在楼栋单元门外，譬如设置在单元门口的视频摄像头，将采集到的视频数据传输到人脸识别比对模块；

人像底库用于以楼栋单元为分组存储楼栋单元常住人口的人脸特征值；人脸识别比对模块将视频数据进行分析，对人脸图形进行处理，提取人脸特征值，将人脸特征值与人像底库进行比对确认是否有相同人像；根据被识别比中的人像信息确认人员信息及其居住的房屋信息；根据确认的房屋信息确认所在楼栋单元号，根据楼栋单元号确认与识别到该人脸的人像采集终端所在楼栋单元是否一致，一致时将开门信号发送到门禁管理子系统，并接收门禁管理子系统反馈的门禁闭合的信号。

在一个实施例中，门禁管理子系统包括门禁管理模块和门禁控制器；门禁管理模块将人口管理模块中的本楼栋单元人口的开门权限下发到对应楼栋单元的门禁控制器；根据人脸识别子系统发送的开门信号，将开门信号下发到对应的楼栋单元的门禁控制器；门禁控制器接受开门信号，将门磁断电从而开启单元门；门禁控制器在接收到单元门禁闭合的信号后，反馈到门禁管理模块。

参照图2，基于实施例提供的上述基于多维采集的平安社区安防管理系统实现人脸识别开门的方法，包括如下步骤：

(1)截取实时视频中的人脸图像进行识别；

(2)提取视频中的人脸特征值；

(3)将提取的人脸特征值与人像底库进行比对，检索出相似度最高的人员；

(4)将该人员对应的相似度与预设的第一相似度阈值比较；若相似度不低于第一相似度阈值，则匹配人员信息、查询该人员所对应的住宅房屋信息、以及该房屋所在单元门禁摄像机信息，进入步骤(5)；若相似度低于第一相似度阈值，则进入步骤(6)；

(5)将该房屋所在单元门禁摄像机信息与截取人脸图像的门禁摄像机信息进行比较，若不一致，表明截取人脸的门禁摄像机不是该人员对应房屋所在单元门禁摄像机，则结束；若一致，表明截取人脸的门禁摄像机即为该人员对应房屋所在单元门禁摄像机，则发送开门控制信号到门禁管理子系统，由门禁管理子系统将开门控制信号转发到楼栋单元门禁，楼栋单元门禁根据该开门控制信号控制门禁断电开门；

(6)判定该人员为陌生人，通过将上述步骤(2)所提取的人脸特征值与历史陌生人特征值进行比对，若这两者之间的相似度不高于预设的第二相似度阈值，则判定该人员为新陌生人，存储该新陌生人的特征值，保存陌生人记录后结束流程；若这两者之间的相似度高于预设的第二相似度阈值，则直接结束流程。

基于实施例提供的上述基于多维采集的平安社区安防管理系统实现随行人识别的方法是上述人脸识别开门方法流程的延续并且循环执行，直到收到单元门禁闭合信号；参照图3，具体包括如下步骤：

(1)截取实时视频中的人脸图像，进入步骤(2)；

(2)提取视频中人脸特征值，进入步骤(3)；

(3)将提取的人脸特征值与人像底库进行比对，检索出相似度最高的人员，进入步骤(4)；

(4)将该人员对应的相似度与预设的第一相似度阈值比较；若相似度不低于第一相似度阈值，则匹配人员信息、查询该人员所对应的住宅房屋信息、以及该房屋所在单元门禁摄像机信息，进入步骤(5)；若相似度低于第一相似度阈值，进入步骤(6)；

(5)将该房屋所在单元门禁摄像机信息与截取人脸图像的门禁摄像机信息进行比较，若不一致，则将该人员标记为开门住户的随行人，并进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号；若一致，则直接进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号；

(6)判定该人员为陌生人，将该人员的人脸特征值与历史陌生人特征值进行比对，若这两者之间的相似度低于预设的第二相似度阈值，则判定该人员为新陌生人，存储该新陌生人的特征值，保存陌生人记录后结束流程；若这两者之间的相似度不低于预设的第二相似度阈值，则将该人员标记为开门住户的随行人，并进入步骤(1)，直至收到门禁闭合信号。实施例中，第一相似度阈值、第二相似度阈值根据应用场景预先设定。

基于实施例提供的上述基于多维采集的平安社区安防管理系统实现平安社区房屋人口管理的方法，参照图4，具体包括如下步骤：

(1)统计每间住宅房屋若干天譬如30天内随行人次数并由高到低排序，取其中n户形成集合r1，n为总房屋户数的10％；

(2)计算集合r1中每间房屋若干天譬如30天内的用水、用电量；

(3)根据四分位法计算小区所有房屋用水用电量的中位值；

(4)将集合r1中的房屋用水或用电量超过中位值的1.5倍的房屋集合记为预警事件集合r2；将集合r1中的房屋用水或用电量未超过中位值的1.5倍的房屋集合记为警示事件集合r3；

(5)统计若干天譬如30天内各陌生人随行的次数并由高到低排序，形成预警陌生人集合r4；将预警陌生人集合r4反馈到信息展示终端，记为预警陌生人；结束流程。

实施例提供的上述基于多维采集的平安社区安防管理系统及方法，综合部署的社区服务子系统、人脸识别系统、水电数据采集子系统、门禁管理子系统以及信息展示终端，实现各子系统的智能化应用，提升社区人口和房屋管理效率，进而提高社区的安全性和舒适性，由单一化的预警标准向多维度发展。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。