امن؛ نه فقط برای خانه های هوشمند

سیستم هشداردهنده مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین توسط شرکت infineon ساخته شد با این تفاوت که دقت بالاتر و عملکرد بهتر با توان مصرفی کمتر و باطری با طول عمر بیشتر دارد.

چکیده:

سیستم هشداردهنده هوشمند با استفاده از هوش مصنوعی و الگوریتم یادگیری ماشین و کاربرد همزمان دو سنسور صوتی و سنجش فشار هوای داخل اتاق ، قادر به حفظ امنیت خانه های هوشمند، ادارات، مناطق سرپوشیده امنیتی دیگر شود.

برای درک بهتر این سیستم میتوان مثالی زد. تصور کنید که اتاقی مجهز به سیستم هشداردهنده هوشمند است و ناگهان از بیرون به منظور سرقت شیشه پنجره شکسته می شود ، از آنجایی که این سیستم دارای سنسور صوتی و میکروفن نیز هست صدای شکستن شیشه را دریافت میکند . همچنین هر اتاق در بسته ای دارای یک فشار هوای ثابت است با شکسته شدن شیشه، فشارهوای داخل اتاق نیز تغییر ناگهانی خواهد داشت. از سیگنال های جمع آوری شده ناشی از صدای شیشه شکسته و تغییر فشار هوای داخل اتاق ، سیستم اقدام به تشخیص نفوذ میکند و میتواند با آلارم هشدار به کاربر اطلاع رسانی کند.

طراحی آن از دقت تشخیص سیستم های صوتی که امروزه در ساختمان ها و خانه های هوشمند و سایر برنامه های اینترنت اشیا (IOT) فراتر رفته است.

در مونیخ واقع در کشور آلمان در تاریخ 28 ژوئن 2022، شرکت infineon موفق به ساخت سیستم هشداردهنده هوشمند (SAS) شد که خود دارای باتری با طول عمری حدود 4 تا 6 سال است. فناوری با استفاده از سیستم های حسگر مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) ساخته شده است و قادر به تشخیص رویدادهای صوتی کم مصرف نیز هست که در ادامه به فواید و مزایای دیگر این سیستم نسبت به دیگر مدل های مشابه اشاره خواهیم کرد.

همانطور که می دانید راه حل های امنیتی فعلی خانه ها برای تشخیص اتفاقاتی مانند شکستن شیشه خیلی قابل اعتماد نیستند. سیستم هشداردهنده هوشمند این شرکت برای تشخیص بهتر و کاهش آلارم های مزاحم از میکروفن های آنالوگ XENSIV™ MEMS با نسبت سیگنال به نویز (SNR) Infineon IM73A135V01 و سنسور فشار دیجیتال XENSIV DPS310 و میکروکنترلر PSoC™ 62 استفاده کرده است و علاوه بر اینها از الگوریتم نرم افزاری حسگر استفاده می کند.

این الگوریتم نرم افزاری با استفاده از یادگیری ماشین، داده های سنسور صوتی و فشار را برای تمایز دقیق بین صداهای تیز داخل خانه و رویدادهای ترکیبی که شامل صوت و فشار است را دریافت کرده و آموزش می دهد.

تا پیش از این، اختراع ترکیب دو فاکتور یعنی فشار و صوتی با این کارآمدی وجود نداشت.

همچنین این الگوریتم قادر به حذف بسیاری از صداهای پس زمینه یا فشار پس زمینه که ممکن بود به دلیل شباهت، به اشتباه تشخیص داده شوند، است.

یادآوری: در یادگیری ماشین عملیاتی به نام پیش پردازش وجود داشت که می توانست کارهایی مانند حذف نویز و نرمال سازی داده ها را انجام دهد.

اگر بخواهیم شمای کلی از سیستم هشداردهنده به نمایش بگذاریم بهتر است به شکل زیر توجه کنید:

در واقع راه حل امنیتی پیشرفته که این سیستم اتخاذ کرده استفاده از ریزپردازنده های Infineon PSoCTM و XENSIV™ است که محافظت بهتری برای خانه‌ها و مشاغل ایجاد می کند.

سیستم چندلایه SAS نیز از داده های میکروفون های XENSIV و سنسورهای فشار هوا به همراه فناوری تشخیص رویداد صوتی (AED) و توسط الگوریتم های حسگرهایی که روی خانواده ریزپردازنده PSoCTM متمرکزند، اجرا می شوند .

الگوریتم های هوش مصنوعی پیشرفته به کار رفته که در اصل همان الگوریتم های یادگیری ماشین است کار مدیریت رویدادها را برعهده دارد. این الگوریتم ها می توانند اتفاقات صوتی ، فشاری درون اتاق و یا ترکیبی از این دو رویداد را تحلیل کنند .

مهمترین خلاقیتی که این طرح داشته است این بود که در حالت فیوژن سنسور، هر دو سنسور( فشار و صوت) باید همزمان فعال شوند تا زنگ هشدار به صدا در بیاید. به همین خاطر این سیستم قوی تر از نمونه های مشابه دیگر است . این سیستم می تواند صداهای مختلف خانه یا نویز پس زمینه حاصل از فضای محیط و یا فیلم و یا سایر منابع صدای مزاحم دیگر را با کمک الگوریتم یادگیری ماشین از داده های اصلی جدا کند و سپس به تشخیص با دقت بالا دست یابد.

در واقع سیستم چند لایه SAS سه رویداد را پشتیبانی می کند که عبارتند از :

شکستن شیشه: هنگامی که شیشه پنجره یا در شکسته می شود، الگوریتم شدت های طیف فرکانس را استخراج می کند. در عین حال الگوی اصلی تغییر فشار در داخل اتاق را نیز به تصویر می کشد. نرم افزار فیوژن سنسور ، خروجی ها را همگام می کند و زنگ شکستگی شیشه را راه اندازی می کند.

مزاحم: وقتی همه پنجره ها و درها بسته هستند، فشار ثابتی در داخل اتاق وجود دارد . بازکردن یا بستن یک پنجره یا در باعث تغییر فشار در اتاق می شود. هر رویداد فشاری یک امضای منحصر به فرد محسوب می شود. بنابراین با باز و بسته کردن در یا پنجره باعث ایجاد زنگ هشدار ورود مزاحم می شود.

آشکارساز دود و آشکارسازهای منوکسید کربن: از سیستم SAS می توان برای اطلاع دادن به کاربران هنگام فعال شدن این آلارم استفاده کرد.

علاوه بر این می توان از AED برای صرفه جویی در توان عملیاتی استفادهکرد. در این حالت سیستم هشدار را می توان در حالت کم مصرف قرار داد و فقط در رویدادهای صوتی کلیدی مانند صدای شکستن شیشه فعال قرار داد. این کار به همراه عملکرد خواب عمیق میکروکنترلر PSoC6 این امکان را برای عملکرد باتری و عمر باتری فراهم می کند.همچنین سنسورها مبتنی بر فناوری سیستم هشدار هوشمند می تواند در اتقا معمولی نیز کار کند.

خلاصه ای از فواید سیستم هشداردهنده هوشمند :

• آلارم کاذب کمتر
• عمر مفید باتری حدود 5 سال
• تشخیص نفوذ
• دزدگیر هوشمند خانه و ادارات
• تشخیص شکستن شیشه در و پنجره
• تشخیص هشدار دود و مونوکسید کربن
• قابلیت تنظیم حساسیت برای اندازه های مختلف اتاق
• نشانگر LED اختیاری برای رویداد تشخیص
• دارای میکروفن و سنسور فشار و هماهنگی این دو سنسور
• تشخیص و تنظیم زنگ و آلارم به صورت اختیاری

همه موارد ذکر شده حاکی از این است که یک سیستم هشداردهنده مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین شرکت infineon می تواند جایگزین چندین سنسور که امروزه همین کارها را به صورت مجزا انجام می دهند ، شوند.

ویژگی های کلیدی :

طراحی فیوژن سنسور برای دقت بالا

عملکرد سنسورهای مستقل از باتری

محافظت در برابر نفوذ و غیره

طراحی شده بر اساس الگوریتم هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تشخیص شکستن شیشه ، تشخیص نفوذ و آلارم هایی که در حال آموزش با استفاده از داده های واقعی در محیط های واقعی هستند، می باشند.

پوشش بزرگ تا 50 متر مربع

میزان دقت ها :

- دقت تشخیص شکستگی شیشه : 99 %

- دقت تشخیص نفوذ: 96%

برای دیدن ویدیوی تست سیستم هشداردهنده هوشمند می تواند به آی دی تلگرام‌ kapitanseo@مراجعه کنید.