私有財產的不可侵犯性是一個古老而被廣泛討論的話題。在我們的家庭和工作場所中，技術已達到非常高的安全級別，許多傳感器和防盜系統(tǒng)制造商提供了有效且尖端的解決方案。在本文中，我們將分析創(chuàng)新系統(tǒng)的體系結構，這要歸功于物聯(lián)網(wǎng)的使用，從而簡化和現(xiàn)代化了經(jīng)典的“控制單元傳感器”范例，從而提高了最終客戶的安全性。

防入侵系統(tǒng)

的要求如圖1所示，防入侵系統(tǒng)通常由以下設備組成：

傳感器-能夠檢測到某個空間內存在入侵者或移動的電子或機電設備。傳感器可以基于不同的技術（紅外，微波，激光，磁性，壓電等），并且具有不同的準確度水平和干預區(qū)域。

控制單元-系統(tǒng)的智能部分，它從傳感器收集信息，并通過使用一個或多個執(zhí)行器將違規(guī)情況通知用戶。

執(zhí)行器-警告最終用戶違規(guī)的電子設備。在基本系統(tǒng)中，執(zhí)行器是一個警報器，但可能會有更復雜的設備，例如電話撥號器或用于發(fā)送SMS的站。

圖1：基本的防入侵系統(tǒng)架構（圖片：ESPdevices）

與控制單元星形連接的傳感器一直在監(jiān)聽環(huán)境物理狀態(tài)的變化。一旦檢測到可能的入侵，傳感器就會按照用戶在系統(tǒng)安裝階段建立的程序，將信息傳達給控制單元，控制單元操作執(zhí)行器。

在設計防入侵系統(tǒng)時，基本要求是系統(tǒng)的安全性。可以通過多種方式達到安全性，其中最重要的是可靠性，魯棒性和服務連續(xù)性（即使在異常情況下（例如電源故障），系統(tǒng)也必須提供有關入侵的信息）。

可靠性意味著系統(tǒng)必須確定地提供有關入侵的信息，避免誤報和誤報。

強度是另一個基本要求：即使受到外部攻擊，系統(tǒng)也必須發(fā)揮最佳性能。使用無線通信的系統(tǒng)的主要缺陷之一是，由于使用了所謂的干擾器（將噪聲引入警報通信頻率的設備，有效地阻止了傳感器之間正確信號的傳輸?shù)脑O備），它們可能會被打亂。和控制單元以及從控制單元到服務中心）。

此外，即使在從電網(wǎng)斷開后，也要使用緩沖電池為傳感器和控制單元供電，防盜系統(tǒng)必須繼續(xù)盡可能長時間地工作。

第一個防入侵系統(tǒng)的技術并沒有給最終用戶及時通知被監(jiān)視房間中正在發(fā)生的情況的可能性，但是至少它提供了警報聲的激活。借助當今的大多數(shù)現(xiàn)代技術，可以通過許多通信渠道（電話，SMS，應用程序通知，電子郵件）將防入侵系統(tǒng)的觸發(fā)通知最終用戶。

物聯(lián)網(wǎng)作為范式轉變的主角

在這些前提下，讓我們看看物聯(lián)網(wǎng)如何幫助改善防入侵系統(tǒng)。實際上，即使在眾所周知的體系結構中，擴展連接的可能性和這些設備（傳感器和微控制器）的低成本也可能導致范式轉變。

圖2顯示了一個可能的防盜系統(tǒng)新結構，它在組件類型和網(wǎng)絡拓撲方面都與以前的體系結構大不相同。

圖2：IoT防入侵系統(tǒng)架構提案（圖片：ESPdevices）

安裝在受監(jiān)視房間中的節(jié)點（傳感器和執(zhí)行器）通過網(wǎng)絡連接（無線或有線）與遠程服務器通信。這消除了對可以移動和虛擬化的基本組件的需求。

實際上，您可能會注意到的第一件事是缺少控制單元。從體系結構的角度來看，此中央設備已從物理設備轉變?yōu)樘摂M設備。但是，從實現(xiàn)的角度來看，控制單元上的處理邏輯轉移到了服務上：以前是物理對象的東西現(xiàn)在變成了遠程軟件。如今，通信通道具有一定的加密和安全級別，可以安全，快速地交換數(shù)據(jù)。這樣的結構還允許創(chuàng)建模塊化的動態(tài)基礎架構。只需認為這樣的系統(tǒng)的供應商可以以透明的方式添加或刪除所提供的服務，以免干預已安裝的硬件。另一方面，最終用戶可以擁有顯著的優(yōu)勢，例如較低的工廠成本以及系統(tǒng)組件的潛在無限擴展性。很明顯，這種觀點的轉變?yōu)橐粋€已經(jīng)整合了一切的世界打開了全新的業(yè)務場景。

通過集成更多的連通性和更多的決策能力，由于處理和通信組件的成本低廉，傳感器和執(zhí)行器變得更加智能。

ESPdevices的物聯(lián)網(wǎng)警報開發(fā)套件

ESPdevices提供了一塊板，用于開發(fā)基于樂鑫ESP8266微控制器的智能傳感器。該開發(fā)套件包括一個帶有ESP12F模塊的主板，一個RCWL-0516微波傳感器和一個HC-SR501 PIR傳感器；兩個傳感器都必須放在主板的連接器上。該套件在圖3中可見。

圖3：Things警報開發(fā)套件（圖片：ESPdevices）

主板具有適合作為幕簾傳感器安裝的外形尺寸。借助可調節(jié)微控制器電壓的LDO，它可以由3.3 V至12 V供電。雙重技術（微波和紅外線）的存在可以最大程度地減少誤報，并提供可靠的移動檢測。

RCWL-0516傳感器使用微波檢測距離高達5米的人員的存在，并且檢測角度為360°。激活后，傳感器會更改GPIO13的狀態(tài)。

HC-SR501 PIR是在紅外波段工作的傳感器。感應距離可通過電位計以及信號啟動時間進行調節(jié)，當傳感器被激活時，信號啟動時間會改變GPIO12的狀態(tài)。圖4顯示了感應部分的示意圖。

圖4：傳感器的標題連接器（圖片：ESPdevices）

從外部看，母板顯示以下連接器：

• 電源連接器（VCC和GND）
• 斷電連接器（必要時可通過VCC和GND為另一臺設備供電）
• 警報信號連接器（電源電壓和警報信號，通過驅動晶體管的GPIO15激活）
• 兩個I / O連接器（用于從外部設備接收TTL輸入或將TTL輸出發(fā)送到外部設備，例如由傳感器自動控制的電動百葉窗）

物聯(lián)網(wǎng)警報的用例

由于ESP12F模塊的多功能性，該固件可以通過Wi-Fi外設連接到遠程服務器，該服務器控制通信并從智能傳感器接收消息?？梢詫χ悄軅鞲衅鬟M行編程，以在每次傳感器值更改時傳達狀態(tài)（或邏輯），或者在兩個傳感器均被觸發(fā)時（與邏輯）進行通信。盡管智能傳感器能夠（通過激活外部繼電器）激活電動百葉窗的關閉并發(fā)出警笛聲（通過連接到警報信號的晶體管），但仍會向服務器發(fā)出入侵警報，并根據(jù)預訂的計劃，系統(tǒng)可以通過SMS或電子郵件通知最終用戶，同時呼叫安全服務。

顯然，這只是基于智能傳感器的先進系統(tǒng)（例如ESPdevices的Things警報開發(fā)板）所提供的潛力的一個示例。在這樣的基礎架構上，可以實現(xiàn)并提供給用戶的服務確實是無數(shù)的。

結論

由于IoT可以插入以相互依賴的方式進行通信的對象，因此可以改變諸如本文所述的防入侵系統(tǒng)的觀點，這不僅涉及技術修改和奢侈的解決方案，而且還可能帶來新的變化。如今已整合且顯然是靜態(tài)的市場中的業(yè)務模型，例如防入侵系統(tǒng)之一，這對于最終用戶和供應商都具有潛在的優(yōu)勢。

編輯：hfy