2018年02月09日 | 智能家居安防系统网关解决方案

随着生活节奏的不断加快和经济水平的不断提高，家庭用户对安全感的需求正在逐渐增加，在不少大中城市，人们选择高档公寓和别墅的同时，对家居安防的意识地不断提高。除了由房地产商和建筑工程商设计施工的安防工程和已有的“小区安防，保安人防”模式的基础上，逐渐融入了人们的自主选择与购买。作为智能家居不可或缺的组成部分家庭安防系统也将像家庭房屋装修一样，成为选择购房和购房后必须考虑的一项家庭开支。应运而生的智能家居系统，不但能够实现智能家电、智能照明、智能窗帘等控制，便利了生活，提高了品质，还能实现全天候立体式的安防监控，为住户构建立体安防体系，保障了家庭的生命和财产安全。

　　智能家居安防系统工作原理和结构分布

　　一套完善的智能家居安防报警系统可确保每一个用户的生命财产的安全。智能家居安防系统为智能家居住户提供基础的家庭安保系统，分为前端探测器，智能家庭控制器，网络信号传输系统，控制中心控制系统等。特别一提的是，安保系统的前端探测器，可分为门磁、窗磁、煤气探测器、烟感探测器、红外探头、紧急按钮等。

　　若有人非法入侵便会触发相应的探测器，家庭报警主机会立即将报警信号传送至小区管理中心或用户指定的电话上，以便保安人员迅速处警，同时小区管理中心的报警主机将会纪录下这些信息，已备查阅。此外，智能家居安防系统具有很强的适应性及兼容性，具有住户室内智能报警、周界自动报警、视频监控、感应卡门禁及内部通讯等不同功能，各种功能利用智能系统网络传输部分以及系统前端家居智能控制器，在设置自己的控制器和管理软件基础上，便可完成各自的控制，同时该系统还为用户提供了对家中的电器设备多种控制方式，无论主人身居何处，都能够及时了解家中电器的使用状况以及对它们进行控制。例如主人出差在外能够通过电话或网络把家中的空调、电动窗帘打开使室内空气保持清新；或主人在家中会客时，使用遥控器就能对室内的灯光进行场景切换。

　　智能家居安防系统具体性能特点

　　从安防角度来讲，智能家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布防，并采用逻辑判断，避免系统误报警；可采用遥控器或键盘对系统进行布防、撤防，一旦发生报警，系统自动确认报警信息、状态及位置，而且报警时能够自动强制占线。以下分类介绍智能家居安防系统在家庭的只要设备和应用功能特点：

　　主要设备

　　1、无线路由器

　　2、智能主机无线网关

　　3、移动终端，挂壁机，控制终端

　　4、智能手机或电脑

　　5、无线红外探测器，门磁，烟感，煤气，智能开关，插座等

　　6、（以上设置可以根据实际情况增减）

　　主要功能

　　1、报警及联动功能。通过安装门磁、窗磁，防止非法入侵，主人和小区警卫可通过安装在住户室内的报警控制器在小区管理中心得到信号从而快速接警处理。同时，报警联动控制可在室内发生报警时，系统向外发出报警信息的同时，可自动打开室内的照明灯光、启动警号等。

　　2、紧急求助功能，安装在室内的报警控制器具有紧急呼叫功能，小区管理中心可对住户的紧急求助信号做出回应和救助。

　　3、报警管理显示功能。住户离开家时，设防进入离家模式即防盗报警状态，为有效防止非法入侵，小区物业中心的管理系统可实时接收报警信号，自动显示报警住户号和报警类型，并自动进行系统信息存档。

　　4、设/撤防联动控制：主人外出前启动安全防范系统的同时，系统可以联动切断某些家用电器的电源，例如：关掉所有的灯光，切断电熨斗、电水壶、电视机等家用电器的插座电源等；主人回家时可调整为正常，进入在家撤防模式，部分照明灯自动打开，门磁和窗磁离线，而室内烟感探测器和厨房的可燃气体探测器仍在报警模式。

　　5.预设报警功能。智能安防系统可预设报警电话，如110，120，119等进行不同的报警，并与小区实现联网。另外，可通过预设发警报到住户的手机或指定电话上。

　　当然，家庭智能安防系统是智能化住宅小区的重要组成部分，通过小区与家庭安防系统对小区及家居重点区域的实时监控、层层设防，可让小区居民生活在无形防盗网之中，先进的人性化防范，也让智能住宅小区具备了立体化、全方位的安全保障。

　　智能家居安防系统远程服务器方案设计

　　传统的服务器方案往往使用单一服务器模式，传统业务不需要客户端与服务器保持长连接，客户端获取数据时发送一个连接即可。并且客户端运行在PC机上，客户端对服务器发起连接后，服务器可暂存客户端的IP地址和端口，当服务器需要给客户端发送数据时直接用客户端的IP地址和端口号即可。所以用单一服务器即能满足传统业务的需求。

　　智能安防解决方案简介

　　当业务量大的时候，传统服务器采用服务器集群技术来保证服务器不因业务量过大而瘫痪。随着智能家居网关用户逐步上升，用户将达到百万级。每个网关都要与服务器保持长连接，同时服务器还要与手机端通信。为了保证服务器的负载会达到百万级时，其仍能正常其正常工作，本方案采用主从服务器框架来实现负载均衡。主服务器负责网关与服务器首次建立连接，然后根据地理位置等因素为网关分配一个从服务器并告知其IP等信息，网关再根据从服务器信息对从服务器发起连接，建立连接后网关与从服务器保持长连接并断开与主服务器的连接。由主服务器和从服务器组成，网关第一次连接或者与服务器连接中断后重连都是对主服务器发起，主服务器收到网关发起的连接信息后进行认证，查看是否在服务网关列表，认证成功后分配从服务器IP和服务号给网关。从服务器用于保持与网关的长连接，一方面可以对网关发送控制命令，一方面可接收网关上报的监控信息。备用主服务器用于主服务器故障时切换使用。

　　家庭网关与远程服务器连接方案的设计

　　家庭网关所属的网络环境为电信运营商的子网环境，IP动态更改，并且经过了多层NAT转换，服务器无法对网关发起主动连接。而用户需要随时对家庭设备进行控制，服务器必须随时能够对网关发起连接。为了实现家庭网关与远程服务器互相通信。

　　网关与服务器长连接及意外中断恢复的设计实现

　　用户需要随时远程监控家庭信息，例如回家路上打开空调，离开的路上关掉电源等，网关也需要随时向用户反馈家庭异常，例如烟雾报警信息，所以家庭网关必须与服务器随时保持连接。

　　智能安防解决方案 本方案采用心跳包监控网关与服务器之间的长连接，当网关与服务器连接成功后，服务器每隔一段时间(暂时设置为15s)向网关发送心跳包，网关接收到心跳包后需立即回应心跳包给服务器。若超过5次无回应，则判定为连接断。

　　服务器会将次网关在线标志位置为0，同样家庭网关上线后会有监控心跳线程，若连续75 s内无心跳信息，则会判定已与服务器断开连接，网关会自动重启连接服务器线程。