什么是智能安防系统？

现如今，传感器已经融入人们的生活中，能分析用户日常行为，增加用户与周边的互动方式。

比如经常接触到的人体红外传感去、烟雾报警器、燃气报警器等等，通过一些基础的传感器，可以提升生活的便捷以及安全性。

人体红外传感器

时刻守护家庭安全，实现人来灯亮，人走灯灭。

主要作用是用来智能感应人体移动的，通过网关实现报警和智能场景的联动。

搭配灯光/智能开关使用，在半夜起床上厕所，厕所灯光自动亮起，为你照亮黑暗，回到床上，一分钟后自动关灯。

搭配摄像头使用，当陌生人潜入家中，人体红外传感器会立刻感知，闪烁红灯，并通过网关向你的手机APP推送报警提醒。

搭配声光报警器使用，当有小偷潜入家中，触发人体红外传感器，声光报警器接受到信号响起警报，吓退小偷。

门窗磁传感器

实时检测门窗开合，远程掌握，异常状态及时提醒

安装在门窗、抽屉等位置，实时监测开合状态，与网关联动实现报警提醒和智能场景联动。

晚上回家，打开家门，灯光自动亮起，窗帘自动打开音箱设备开启，背景音乐开始播放，美好生活就此开启。

离家后，自动布防，当有陌生人潜入家中，你的手机APP会自动发送报警信息；当你离家不确定是否关门窗时，通过手机就可以查看。

水浸传感器

轻松防御水患，避免水漫浸家，及时报警

实时监测家中是否漏水，当积水漫过传感器两极时，并通过网关将报警信息推送至手机APP，是你随时随地知晓，杜绝水漏灾患。

燃气泄漏传感器

防患燃气事故，保障用气安全

精准探测天然气，一旦泄漏浓度达到警阈值，立即报警，第一时间发现家中险情，无论你是在家还是外出，当发生燃气泄漏时，报警信号会通过网关立刻提送至手机APP，使你能及时知晓家中险情。

联动排风系统，杜绝事故发生，当检测到家中天然气泄漏时，联动智能插座，开启排风扇、抽烟机，及时消除隐患。

烟雾传感器

快速识别火情，保障家庭安全

精准感知烟雾浓度，迅速发出火警，防患于未“燃”，能迅速发现火灾的发生，并通过独立声音报警和向网关发送无线信号等方式，及时提醒用户报警、灭火或者逃生，降低或避免损失。

SOS紧急按钮

应急报警，安全无忧

当老人或小孩发生紧急情况时，按下紧急按钮，报警信息就会及时推送至手机APP，使家人及时知晓和救助。

联动声光报警器，当家人在家发生紧急情况，只需按下中间按钮，声光报警器收到信号后，就会立刻发出高声贝报警，使家里人第一时间知晓并采取救助。

声光报警器

高分杯声光报警，响彻全屋

联动其他传感器，发生险情立即发出高分贝报警声，同时红色LED灯会快速闪烁。

用户可以使用APP实现外出警戒、在家警戒、取消警戒，紧急报警等 *** 作，以实现对无线声光报警器的控制。

IOT网关，接收sensor数据的总入口，主要是日志，安全防护，流控，协议转换等功能，

图1 IOT网关

之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的，初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 和 安全防护 。

数据接收和转换功能 ，这里很简单，拟定好数据交互格式后，IOT网关按照约定好的格式进行解析，然后转发给后端服务进行进一步的处理

安全防护 ，设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现，SN号包含的信息比较多，如生产批次，设备型号等，受制于厂商我安全防护不能做的非常完善，同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密，协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。

图2 鉴权

安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话，要考虑设备厂商实现通信模块能力，设备功耗，设备性能（低端设备cpu性能可能比较差，可考虑对称加密形式），IOT网关也需要引入相应模块。

另外认证从性能方面考虑，后期在设备比较多的情况下，可以加入redis等内存型key-value数据库，缓存设备信息，提高鉴权模块性能。

实践中，我们的sensor基本都是依靠电池供电，因此我们的IOT网关基本是面向短链接（后期我们有监测设备，依靠外部电源直接供电，为长连接），因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权，鉴权通过后，设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。

图3 数据交互流程

这一块的调试工作长达半年左右，才基本稳定下来，主要集中在设备商处除了硬件稳定性，还有在调试中发现传输的字符串乱码（c语言处理问题），沾包（厂商开发人员tcp协议不熟），优化传输效率，关闭cork或者 Nagle 算法（传输包很小）。

因为IOT网关不能主动断连接，理论 *** 作中，IOT网关应该和sensor有心跳协议，保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后，竟然没有close 连接，直接休眠，导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放，后面为了预防这种现象，我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器，回收失效连接（系统默认时间是2小时左右，我缩短了失效时间），理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。

整个IOT网关的设计，是无状态，可伸缩的，单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。

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