基于物联网的乡村智能安防系统一体化建设研究

引言

乡村安防作为乡村振兴的关键保障，然而当下大部分乡村依旧采用“人工巡逻 + 简易监控”的传统模式，存在明显不足：偏远村落的巡逻范围难以全面覆盖，夜晚安防力量更薄弱；像盗窃、火灾这类突发事件需要依靠人工上报，响应时间太长；诸如监控、报警器等安防设备独立运行，数据之间无法互联。物联网技术为乡村安防的升级带来了可能性。不过现有研究大多将关注点集中在城市智能安防方面，针对乡村场景的一体化系统设计较少。基于此，本文对物联网技术和乡村安防之间的适配性展开梳理，对当下的乡村安防问题进行剖析，构建一体化的系统框架并且提出实施策略，从而为乡村智能安防的实际落地给予参考。

1 基于物联网的乡村智能安防系统一体化构建

1.1 感知层：全场景低功耗设备部署

按照“村口—道路—农户—田间”这四级场景来对感知设备进行部署：在村口处安装高清、具备人脸识别以及陌生人预警功能的智能摄像头以及 LoRa 网关，以此达成对外来人员的初次监测；于村内的主干道上布置人体红外传感器和声光报警器，对异常人员的流动进行监测，并且及时发出警示；在农户的庭院中，安装门窗磁传感器、烟雾报警器，将其与家用的简易显示屏相连接，在出现异常状况时在本地发出警报，同时将信息同步上传至平台；在田间仓库部署用于防范农机具被盗的振动传感器以及用于预警作物存储时发生霉变的温湿度传感器，采用太阳能供电，以适应田间没有电网的条件。

考虑到乡村各个不同区域的网络情况，搭建混合传输网络：在偏远山区没有基站的区域，以 LoRa 网关为核心，构建覆盖大范围的局域网络，传感器产生的数据会先传送到网关，接着通过北斗卫星或者太阳能中继器上传到云端；在靠近城镇并且有 NB-IoT 信号的区域，设备可以直接连接到运营商网络，这样就能够减少网关部署的成本；在村委设置核心数据转发节点，将全村的感知数据进行汇总，然后同步到乡镇级安防平台，以此保证数据传输不中断，而且要控制单台设备每月平均的流量消耗，从而降低运营成本。

1.3 平台层：一体化智能管理系统

搭建“乡村—乡镇—县级”三级相互配合的智能平台，其核心功能涵盖如下方面：数据整合模块，对各类不同传感器所产生的数据进行统一接收，接着按照“人员、财产、环境”这些类别进行存储，并且支持对历史数据进行追溯；智能分析模块，内部设置了预警模型，例如当出现“陌生人徘徊的时间超过 10 分钟，同时门窗磁出现异常开启”的状况时，就判定存在盗窃风险；当出现“烟感发出报警信号，而且温度急剧上升”的情况时，就判定存在火灾风险，该模块会自动生成预警信息；指令下发模块，在发出预警后可以向村委的终端推送处理提示内容，给周边的农户发送短信以作提醒，还会向派出所同步位置以及事件信息；可视化界面，以地图的形式呈现出全村设备的分布状况以及运行状态，村委的工作人员能够直观地查看各个区域的安全防范情况。

2 现有乡村安防系统的现存问题

2.1 技术碎片化，缺乏一体化整合

众多乡村的安防设备布置零散，缺乏统一的系统进行整合。具体而言，村口设置的监控装置仅具备实时观看的功能，无法与农户家中的报警器联动，当遭遇盗窃事件时，即便监控察觉到异常，也难以迅速通知周边农户；部分村落安装的烟感报警器，其数据仅储存在本地，并未上传至统一平台，导致村委难以实时了解全村的火灾隐患情况；不同的设备的通信协议不兼容，例如 LoRa 传感器和 NB-IoT 监控数据无法相互流通，形成了“数据孤岛”现象，无法达成多维度的异常分析。

2.2 覆盖范围有限，偏远区域存在盲区

鉴于网络与供电的约束，乡村的安防设备大多聚集在村委会、主要道路周边，而偏远村落以及农户庭院存在诸多监控不到的区域：部分处于山区的村落由于没有基站信号，无法布置联网设备，依旧依靠人工进行巡逻；农户庭院安防设备的覆盖比例低，家禽失窃、门窗被撬这类事件常在没有监测的区域发生；田间作物的存储仓库大多位于村子外面，缺少红外监测设备与振动报警设备，农作物被盗的事件很难提前发出预警，并且事后也没有数据可以用来追溯线索。

3 乡村智能安防系统一体化建设的实施策略

3.1 技术适配：贴合乡村实际条件

在进行系统设计时，须全面考量乡村网络、供电以及成本的限制条件。对于设备的供电方式，优先选取太阳能供电并搭配电池备份的方案，以此解决田间以及偏远区域没有电网覆盖的难题；在设备安装方面，对安装流程予以简化，例如门窗磁传感器可采用粘贴式的安装方式，这样村民便能够自主操作；在成本控制上要把控好单村系统的建设成本，通过“政府给予补贴、村集体进行出资以及农户自愿认购”的模式来分摊费用，降低系统推广过程中的阻力；针对乡村网络带宽存在限制的问题，需要对数据传输策略进行优化，仅上传异常数据以及关键画面，以减少流量消耗。

3.2 多方协同：构建联动机制

构建“村委发挥主导作用 + 派出所给予指导 + 村民积极参与”的协同运作机制：村委承担起系统的日常管理工作，具体涵盖对设备状态开展细致检查、及时排除部分简易故障、全面收集村民的需求等；派出所定期向乡村平台传递辖区内的治安关键要点，并对预警模型的参数进行专业指导与调整；积极鼓励村民投身于系统的优化工作，借由村民大会广泛收集关于设备部署的建设性意见，比如在盗窃事件频繁发生的田间地带增配传感器。与此同时，开展针对村民的培训活动，帮助他们掌握一些简易功能的使用方法，营造出“人人踊跃参与安防事务”的良好氛围。

结论

立足于物联网的乡村智能安防系统开展一体化构建工作，借助“感知—传输—平台—应用”整个链路的整合操作，切实化解传统乡村安防存在的覆盖范围不全面、响应速度迟缓、运维能力薄弱等问题，达成乡村安防由“被动应对局面”朝着“主动发出预警”的转变。此系统不但能够适配乡村网络状况、供电情形、成本水平等实际情况，而且借助多方协同的机制保障落地的可行程度，为打造平安乡村的建设工作提供技术支持。在未来，能够进一步实现人工智能技术的融合，举例而言，可以借助 AI 对预警模型开展优化工作，以此降低错误报告的比率，提高高清监控的传输效率，推动乡村智能安防系统朝着更智能、更精准的方向迈进。

参考文献：

[1] 孙喜臣 . 构建智能安防体系服务乡村金融高效发展 [J]. 中国安防 ,2024,(05):63- 66.

[2] 高峰 . 驰而不息智绘未来——探析智能安防的市场发展与趋势[J]. 中国安防 ,2023,(Z 1):65- 68.

[3] 刘铄 . 乡村安防市场的需求分析及发展建议 [J]. 中国安防 ,2022,(11):50- 52.

作者简介：李娜，(1986.9- - ) 女，汉族，人，硕士，讲师，研究方向：计算机科学与技术、软件工程。