浅谈物联网在技术侦察中的应用_技术在物联网中的应用

2020-02-29 其他范文 下载本文

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浅谈物联网在技术侦察中的应用

一、引言

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。

这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

物联网有着广泛的用途,例如智能交通、公共安全.环境保护、工业监测、智能消防、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域,是全球公认的继计算机与互联网及移动通讯网信息产业之后的又一次信息化浪潮,作为一个互联网应用的延伸,物联网技术将打造一个物联网产业链,造就上万亿元的市场规模。

二、物联网技术发展、应用情况

随着物联网技术的研发和产业的发展,预计发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于“ 智慧城市”的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。

公安领域是有条件为物联网提供规模应用的领域之一。一方面,在国内安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果;另一方面,公安作为城市安全管理的重要政府部门,通过一系列的平安城市和社会治安监控系统的建设,在物联网规模化应用方面已具备一定的条件。

三、物联网技术在技术侦察过程中的应用

由于现代城市管理的复杂性,城市管理和安全防范必须依赖遍布城市的各种类型的传感器收集大量的信息进行分析、处理、反馈和修正。视频是所有传感信息中含量最丰富的信息载体,是城市安全管理最重要的信息来源。城市视频监控系统新建并整合大量的摄像头,这些摄像头将城市的各个角落的视频图像信息传输到各级处理中心,这实质上就是城市级以上的视频物联网或视频传感网。

面向社会公共安全管理的物联网(简称“公安物联网”)是以“人、地、物、事、组织”为感知对象,基于公安信息化的网络架构,通过标准数据交换,实现对感知对象多维时空信息的全面感知、高效共享和深度应用,通过对感知信息的汇集、分析、处理来提升现代警务的实战能力和服务水平,满足公安实战业务的需要;这是物联网在公安领域具体化应用。

公安物联网在技术架构上由信息感知、网络传输、数据处理和业务应用四个层次组成。

首先,在信息感知上充分利用物联网技术和手段,如视频、音频、RFIG、报警、智能图像分析、核生化探测、气流气象等感知手段,在城市地铁站、公交车站、地下通道.广场、地面道路等公共场所;对人流、车流、物流建立全面的感知、识别和监控。此外,还可以对动态目标监控;如特种车辆、应急救援车辆、危险品运输车辆的人、车、物的管理。基于RFID及视频分析技术,建设车辆感知节点,随时掌握车辆的轨迹、位置、驾驶人信息及危险品流向,从而为公安部门实现与社会公共安全相关的各种信息的全面感知。

其次,在网络传输上实现各种网络的融合,如视频专网、互联网、3G无线网络和卫星通信网络等,各种感知信息通过这些传输网络实现信息的传输、汇集和交换。同时,外部其他网络直接通过边界安全接入平台联网,确保网络安全。

再次,随着海量视频、图像、报警等信息汇集,需要利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行整合、分析和处理,提高相关信息获取的实时化、精细化、系统化和智能化。同时,通过对物体实施智能化的控制,能使系统具有自动化、自我反馈与智能控制等特点。

最后,物联网的建设需要围绕公安实战业务应用,在各种感知信息统一的融合、共享和调度基础上,通过业务系统之间的互联和整合,实现对关注人员、车辆及事件的动态掌控与联动应用,实现跨警种的实战应用。

四、技术侦察物联网的相关核心技术

物联网在技术侦察信息化应用中涉及以下几个方面的核心技术: IPv6技术

物联网是一个物物相连的互联网。物与物相连的前提除了需要海量的传感器以外,每一个物品都应该有自己惟一的标识,用来标识该物品的特殊属性一IP地址,便于对物品的访问和控制。正如我们每一个人都有自己惟一的身份证号,便于社会管理和参与社会活动。通常所说的“传统IP”协议是指当前使用的IPv4版本。自1981年由RFC791等文档定义后,该版本一直没有本质上的改变。互联网能发展到当前的规模,IPv4协议的建立功不可没。但同时它的缺点也已经充分暴露出来,如地址空间耗尽、路由表急剧膨胀、缺乏对Qos的支持、本身并不提供任何安全机制、移动性差等。尽管采用了许多新的机制来缓解这些问题,如DHCP技术、NAT技术、CIDR技术等,但都不可避免地要引入其他新的问题,问题没有得到根本解决。于是IETF于1995年推出了下一代网络的RFC文档―IPv6协议(物联网协议第6版)。相对于IPv4来说,其主要变化有以下两点:①在IPv6数据报的首部格式中,用固定格式的扩展首部取代了IPv4中可变长的选项字段;②将IPv4的32位IP地址,扩大到128位IP地址。采用IPv4协议的IP地址个数估计为2的32次方,数量接近43亿个。而采用IPv6协议的IP地址个数估计为2的128次方,数量是地球表面原子数的100倍。IPv6为物联网提供了最基础的技术支撑,比如海量的地址空间等。这样,我们就可以创造―个人人有IP、物物都相连的物联网时代。

RFID技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)是一种非接触式的自动识别技术。它利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息自动识别目标对象,是一种能够让物品“开口说话”的技术。

射频识别技术工作原理并不复杂,一套完整的射频识别系统是由阅读器、电子标签和应用软件系统三个部分组成。当无源电子标签进入射频覆盖区域后,即会接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量将存储在标签芯片内的信息发送回给阅读器,或者是有源电子标签主动发送信息给阅读器。阅读器读取信息并解码后,传送给应用软件系统进行相关信息处理。以射频识别技术为基础,结合计算机网络技术、数据库技术、软件开发技术等,由海量的电子标签和阅读器完成物品自动识别,并通过互联网实现物品的信息交换和资源共享。以此构筑一个比互联网更为庞大的物联网,最终实现物与物智能相连、智能管理的目标。

定位技术

定位技术,即利用现代科技手段告诉用户某一物体的具体位置信息。目前常用的定位技术有:卫星定位、手机定位、RFID定位等技术。

卫星定位是一种利用数颗人造卫星对地球上的物体进行全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。目前,全球有四大卫星定位系统,包括美国的GPS、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”和中国的“北斗”卫星定位系统。其中,美国的GPS(Global Positioning System)全球定位系统应用最为广泛。GPS的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的具体位置。

手机定位是指通过无线终端和无线网络的配合,获取终端用户的位置信息。早期的手机定位是基于基站的定位技术。基本原理是利用基站对手机的距离进行测算来确定手机的位置,测算精度取决于基站的分布数量和覆盖范围,定位误差较大。现今的手机定位是利用全球定位系统和手机定位系统相结合的混合定位技术,基本原理是当GPS信号被全部或部分阻挡的情况下,采用手机三角定位技术进行辅助定位。在不同的环境条件下,两种定位技术的优势互补。

RFID定位系统一般由一个控制中心、数个阅读器和数个电子标签组成。基本原理是在特定区域里的电子标签主动或者被动地发送射频信号,阅读器接收射频信号后统一上传至控制中心,由控制中心对嵌有电子标签的物体进行定位。该原理类似于在关键位置安排众多看守人员对过往物品进行登记,需要寻找相关物品的时候只要查询一下看守人员的登记信息即可。RFID定位系统不需要卫星和手机网络的配合,定位精度取决于阅读器的数量和分布隋况,优势在于特定区域上的定位。

高清视频监控技术

视频监控经历了模拟、数字、网络,正向高清化快速发展,高清视频技术代表了当今视频监控的发展方向。高清视频监控具备单点感知范围更广、高清晰度的特点,同时高清视频监控更便于智能分析处理,从视频图像中获取人、车、物

和各种行为特征信息,将非结构化信息转化为结构化信息,有利于技术侦察部门基于视频、图像等信息开展深度的业务应用。

高清视频监控直采用国际领先、成熟的H.264视频编码技术;高清摄像机宜采用ISP技术,在自动聚焦、自动曝光、自动白平衡、宽动态、3 D去噪、强光抑制等方面提升视频质量,使得图像更加清晰细腻、真实自然、鲜艳明亮。云计算技术

从物联网的技术特点出发,对同一事件可能有较多的感知设备,或者对同一事件可以组织形成一个感知网络,而不同的探测设备对一个事件的感知可能是非常局部的印象,而只有经过多种感知的综合识别,才能对一个事件形成较为准确的立体印象。另一方面,公安物联网往往是一个城市甚至多个城市的大规模系统,视频、报警、图片等信息数据量非常大,且内容越来越向多样化的方向发展,有车牌、车型、人脸特征、人的体型特征、人的行为特征等等,因此传统的技术方法是无法满足多种类型的、海量的数据处理、检索和分析等要求。为了满足从感知到识别、应用的实时和高效,需要云计算进行处理。云计算是一个集成大量信息的并行处理系统,会使我们计算、处理的效率得到大幅度提升。

云计算是公安物联网的核心技术,通过云计算技术,可整合大量的计算资源、存储资源和应用资源,将系统中海量信息进行有序地组织和存储。依托强大的计算资源,可对外提供多样而高效的服务。智能分析技术

公安视频监控网络中记录了大量的视频、图像和数据信息,应用智能视频分析技术对海量视频中的特定特征的目标进行自动检索,可以滤除视频中大量的无效信息,极大地提升对视频检索的效率。此外,采用智能视频分析技术对视频进行分析,生成对目标特征及行为特征进行描述的元数据,实现从非结构化数据到结构化数据的转换,根据用户设定的搜索规则;可以对元数据流进行快速的检索及定位,与传统的录像文件人工浏览查看方法相比,可以大大的提高系统的自动化程度,减少人力成本,提高系统的检索速度及效率。较为典型的视频智能分析技术主要有以下几种:

(l)智能检索:后分析模块自动读取源数据(源数据即系统中存储的各种视频文件),对它们进行图像分析后得到的数据建立索引归档。有了这些索引归档,后检索功能就可以从海量的视频数据快速地找出符合条件的录像文件。

(2)流量监测:客流量作为衡量公共场所繁忙程度的重要指标,日益受到人们的重视,业已成为商业决策和公共安全监控的有效工具,主要应用于人流量大的广场、商场、公园等人员聚集型区域。

(3)事件检测:智能事件检测系统主要基于背景建模技术,在静态场景下查找出以人为主要防范对象的动态目标,如跨线检测、进入区域检测、非法停车检测、物品遗留检测、物品丢失检测、徘徊检测、人员聚集检测等。

五、结束语

物联网技术正以空前的影响力和渗透力,不可阻挡地改变着社会的经济结构、生产方式和生活方式。在物联网时代,一切互联互通,信息无处不在,同时也潜伏着各种威胁。利用物联网和云计算等系统,控制者可以随时随地捕获各类信息,实时监控一切事物。中国和许多国家一样已将物联网建设提升到国家战略的高度。物联网这一新事物对检察机关来说,既是机遇,也是挑战。通过物联网技术对检察工作智能化管理将是检务管理模式的一场深刻变革,将有力地助推检察事业的发展。

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