物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與校園安防的智慧化發(fā)展與應(yīng)用實(shí)踐

摘 要：校園是人才教育的重要場(chǎng)所，其安全性和智能化日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，為此要引入先進(jìn)的GSM通信技術(shù)、RFID電子標(biāo)簽芯片技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，思考和探索基于物聯(lián)網(wǎng)的校園智能安防系統(tǒng)，并使之日趨智能化、智慧化、集成化，減少因校園安防不到位而導(dǎo)致的各種損失。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；校園安防系統(tǒng)；智慧化

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0328-01

引 言

隨著校園人數(shù)的增多、成分也日益復(fù)雜，出現(xiàn)一些校園安全問(wèn)題，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活。為此也引發(fā)人們對(duì)校園安防系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)注，要采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、建構(gòu)校園安防智慧化系統(tǒng)，通過(guò)獨(dú)立操作平臺(tái)控制多個(gè)子系統(tǒng)，體現(xiàn)校園安防系統(tǒng)的集成化、智能化優(yōu)勢(shì)，較好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢測(cè)、智能跟蹤、智能化數(shù)據(jù)處理等，確保校園安全。

1 物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是以RFID為關(guān)鍵和核心，利用傳感器設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，在非虛擬交流的條件下實(shí)施信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)和分析，并在與校園安防相鏈接的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)校園安防系統(tǒng)的完全智能化，顯示出良好的兼容性、抗干擾性、靈活擴(kuò)容性、安全保密性。

RFID技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)的空間耦合獲取信息數(shù)據(jù)，并對(duì)其加以自動(dòng)定位和目標(biāo)識(shí)別，包括電子標(biāo)簽（TAG）、閱讀器（Reader）、應(yīng)答器等部分。射頻識(shí)別系統(tǒng)可以通過(guò)讀寫(xiě)器進(jìn)行信號(hào)的傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破鳎?jīng)由編碼轉(zhuǎn)化、比對(duì)，實(shí)現(xiàn)完整的射頻識(shí)別。

ZigBee技術(shù)是一種近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信，體現(xiàn)出低功耗、低速率、低復(fù)雜性的特點(diǎn)，由不同的終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行指令的傳輸、接入、分配等操作，能夠?qū)Σ煌h(huán)境實(shí)現(xiàn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能報(bào)警[1]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的校園安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

基于物聯(lián)網(wǎng)的校園安防系統(tǒng)監(jiān)控的面積較大，要滿足門(mén)禁出入、車(chē)輛管理、火災(zāi)報(bào)警、高危區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)控等安防需求，并要及時(shí)地處理突發(fā)群體性事件，以免造成嚴(yán)重的后果。為此，要充分結(jié)合校園安防的具體需求和特點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)，建構(gòu)并設(shè)計(jì)智慧化的校園安防系統(tǒng)。

2.1 硬件設(shè)計(jì)

基于互聯(lián)網(wǎng)的校園安防系統(tǒng)以RFID為計(jì)算核心，選取AT89S52作為主控制器芯片，采用非接觸式IC卡——MifareOne卡、MFRC522讀卡器、MGLS-12864點(diǎn)陣式液晶顯示器，并將由射頻器、基帶處理器、功放器、儲(chǔ)存器構(gòu)成的GSM模塊作為校園安防系統(tǒng)的核心，確保信息的及時(shí)有效傳輸。

2.2 子系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

（1）智能門(mén)禁子系統(tǒng)模塊。校園安防系統(tǒng)要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)為依托，與校園一卡通相鏈接，采用有源RFID產(chǎn)品進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別，可以將學(xué)生人流實(shí)現(xiàn)分開(kāi)探測(cè)、有效定位，不會(huì)對(duì)學(xué)生的通行產(chǎn)生任何影響和干擾。同時(shí)，還采用紅外線感應(yīng)器，對(duì)人體紅外光譜變化進(jìn)行自動(dòng)感應(yīng)和識(shí)別，較好地對(duì)學(xué)生出入重要場(chǎng)所進(jìn)行有效識(shí)別和身份認(rèn)證。如：校園入口、圖書(shū)館、體育館等區(qū)域，并對(duì)非法闖入、超時(shí)逗留等異常情形自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制。另外，要注重這些重要場(chǎng)所的嚴(yán)密進(jìn)出控制和安全疏散處置，實(shí)時(shí)采集并上傳信息數(shù)據(jù)，隨時(shí)關(guān)注和監(jiān)控學(xué)生的變動(dòng)情況。

（2）消防安全子系統(tǒng)模塊。校園安防要以消防安全工作為重點(diǎn)，尤其關(guān)注人群密集區(qū)域的消防安全問(wèn)題，及早發(fā)現(xiàn)消防安全隱患，并進(jìn)行針對(duì)性的處理和解決。同時(shí)，當(dāng)學(xué)生上課期間要關(guān)注宿舍的消防安全情況，對(duì)“人去樓空”的學(xué)生宿舍樓加強(qiáng)消防安全監(jiān)控和預(yù)警。

（3）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)模塊。要對(duì)校園內(nèi)學(xué)生的變動(dòng)情況進(jìn)行基本的視頻監(jiān)控和記錄，生成相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，并在視頻監(jiān)控端運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、圖像算法，提取視頻源中的關(guān)鍵信息，并對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)分析和預(yù)測(cè)，自動(dòng)過(guò)濾無(wú)用或干擾信息，有效規(guī)避打架斗毆、學(xué)生躁動(dòng)等異常突發(fā)群體性事件，并有效地進(jìn)行事前預(yù)警、事中處理和事后取證[2]。由此可見(jiàn)，通過(guò)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)模塊可以克服人工長(zhǎng)時(shí)監(jiān)控的弊端，實(shí)現(xiàn)全面持續(xù)的監(jiān)控，能夠?qū)γ舾幸纛l信息如：救命等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、診斷和判別，還能夠?qū)梢墒录?、進(jìn)出口車(chē)牌進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和智能視頻監(jiān)控。

（4）預(yù)警報(bào)警機(jī)制?；谖锫?lián)網(wǎng)的校園安防系統(tǒng)要由氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等設(shè)備，對(duì)各樓層的煙霧、溫度等火情進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)由ZigBee終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)傳輸，由上位機(jī)記錄、實(shí)時(shí)檢測(cè)并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有效的多級(jí)預(yù)警報(bào)警，具體表現(xiàn)為以下內(nèi)容：①初級(jí)預(yù)警。在智能門(mén)禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)并識(shí)別非法情形時(shí)，會(huì)以閃燈、提示音等信息提示方式觸發(fā)初級(jí)預(yù)警機(jī)制。②中級(jí)預(yù)警。基于初級(jí)預(yù)警的評(píng)估條件下進(jìn)行升級(jí)預(yù)警，由信號(hào)提示升級(jí)到電話接通報(bào)警。③高級(jí)預(yù)警。對(duì)于校園中出現(xiàn)的火災(zāi)、嚴(yán)重傷害事件，要自動(dòng)觸發(fā)高級(jí)預(yù)警，并與消防隊(duì)、派出所、醫(yī)院實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，力求將損失減到最低。

3 小 結(jié)

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透和融入到校園安防系統(tǒng)的智慧化設(shè)計(jì)與應(yīng)用之中，采用合理的硬件設(shè)計(jì)和模塊化子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理中心和控制平臺(tái)，對(duì)校園進(jìn)行主動(dòng)、全面、持續(xù)的監(jiān)控，并進(jìn)行精準(zhǔn)的運(yùn)算和分析，實(shí)現(xiàn)校園安防的自動(dòng)診斷、識(shí)別和預(yù)警，最大程度上規(guī)避和防范校園中的危險(xiǎn)事件，為校園師生提供安全、穩(wěn)定的學(xué)習(xí)、生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]張文祥，李志軍，張智勇，張洪全.基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016（05）.

[2]郭汝靜，申慶超，胡 松，田帥魁.基于ZigBee的智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016（02）.

收稿日期：2018-10-14

作者簡(jiǎn)介：李進(jìn)科（1987-），男，漢族，陜西漢中人，助理工程師，本科，從事安防物聯(lián)網(wǎng)的研究工作。