物聯(lián)網(wǎng)下的校園監(jiān)控技術(shù)及運(yùn)用研究

呂志遠(yuǎn) 蔣麗平

摘? ?要：隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，射頻識(shí)別技術(shù)、無線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各行各業(yè)之中，引領(lǐng)著時(shí)代變革與創(chuàng)新。在校園安全管理領(lǐng)域，要運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的校園監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對校園內(nèi)外部環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本文從介紹物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)入手，論述了基于物聯(lián)網(wǎng)的校園監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用與校園監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)? 校園? 監(jiān)控技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（a）-0143-02

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，利用各種裝置和技術(shù)實(shí)時(shí)采集光、熱、電、聲、力、生物、位置等各種類型信息，并將信息傳入網(wǎng)絡(luò)，智能化感知、識(shí)別和管理物品和過程，實(shí)現(xiàn)物與人、物與物之間泛在連接的一種互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，可將其應(yīng)用到校園監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)對校園內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為快速處理校園突發(fā)事件、加強(qiáng)校園消防監(jiān)管、消除校園安全隱患提供技術(shù)支撐。

1? 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，由標(biāo)簽、讀寫器、天線等部分構(gòu)成。其中，標(biāo)簽對應(yīng)唯一的電子編碼，錄入了識(shí)別對象的基本信息;讀寫器具備數(shù)據(jù)交換功能，用于讀取標(biāo)簽上的信息;天線用于傳輸標(biāo)簽與讀寫器之間的信息。在射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用中，通過讀寫器向標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)，借助天線裝置感應(yīng)信號(hào)頻率，獲取標(biāo)簽中的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對帶有標(biāo)簽物體的信息跟蹤。

1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線傳感網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)接收器、分布式傳感節(jié)點(diǎn)等部分構(gòu)成，其中分布式傳感節(jié)點(diǎn)是重要組成部分。分布式傳感節(jié)點(diǎn)具備數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)裙δ?，在無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中，通過在監(jiān)控區(qū)有效布設(shè)傳感節(jié)點(diǎn)，及時(shí)采集、處理和傳輸監(jiān)控對象信息，就能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域的在線監(jiān)控。當(dāng)前，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)備的必備技術(shù)之一。

1.3 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的主要構(gòu)成部分包括圖像傳感器、聲音傳感器、鏡頭、網(wǎng)絡(luò)接口等，在監(jiān)控系統(tǒng)中裝備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可獲取數(shù)字化視頻信號(hào)，將其信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，轉(zhuǎn)換為圖像和聲音顯示在屏幕上，真實(shí)記錄監(jiān)控區(qū)域的人事物情況，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測。

1.4 Zig Bee技術(shù)

Zig Bee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，支持多種網(wǎng)上拓?fù)洌蓱?yīng)用于小范圍的無線通信控制領(lǐng)域，使得計(jì)算機(jī)設(shè)備與數(shù)字設(shè)備之間的互連不再依靠有線電纜。Zig Bee技術(shù)屬于雙向無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，Zig Bee技術(shù)發(fā)揮著重要作用，可降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本，滿足低速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用需求。尤其在小范圍的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用Zig Bee技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控信息傳輸。

2? 物聯(lián)網(wǎng)下的校園監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用

2.1 在校園門禁系統(tǒng)中的運(yùn)用

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，將RFID技術(shù)應(yīng)用于校園門禁系統(tǒng)中，可自動(dòng)驗(yàn)證師生身份信息，攔截身份不明人員進(jìn)入校園，以強(qiáng)化對校園環(huán)境的安全監(jiān)控。學(xué)校需向教職工和學(xué)生發(fā)放RFID卡，在RFID卡中輸入個(gè)人的基本信息，將RFID卡作為進(jìn)出校園大門、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓等場所門禁系統(tǒng)的憑證。同時(shí)，學(xué)校還可利用射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行車輛管理，將車輛車主類別、類型、顏色等基本信息記錄到RFID標(biāo)簽中，用以對車輛進(jìn)出校園進(jìn)行監(jiān)控。此外，校園門禁系統(tǒng)還可對接校園一卡通，方便學(xué)生在食堂、宿舍等公共區(qū)域刷卡購物時(shí)進(jìn)行身份認(rèn)證，便于校園管理。

2.2 在消防監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

校園消防監(jiān)控是校園監(jiān)控的重點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)消防監(jiān)控中心對監(jiān)控設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，可應(yīng)用Zig Bee技術(shù)互通無線電傳感信息，降低信息傳遞能耗，減少防火報(bào)警系統(tǒng)建設(shè)成本投入。學(xué)?？稍谝装l(fā)生火災(zāi)隱患的宿舍、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室等建筑中安裝基于Zig Bee技術(shù)的防火報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)還要在重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域安裝智能型煙霧探測器、可燃?xì)怏w探測器，將探測設(shè)備與監(jiān)控中心的聲光報(bào)警系統(tǒng)連接，一旦發(fā)現(xiàn)火情立即發(fā)出報(bào)警提示，以達(dá)到快速疏散人群，最大程度降低火災(zāi)損失的目的。

2.3 在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是校園監(jiān)控的重要手段，通過構(gòu)建起基于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可及時(shí)掌握校園內(nèi)突發(fā)事件的第一手資料，針對突發(fā)事件快速做出應(yīng)對策略，降低突發(fā)事件的負(fù)面影響。在校園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，感知點(diǎn)可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并利用以太網(wǎng)擴(kuò)大監(jiān)控范圍，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由的遠(yuǎn)程視頻，確保監(jiān)控終端可以看到更加高清、流暢的實(shí)時(shí)畫面。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中還要設(shè)置報(bào)警功能，當(dāng)校方無法控制突發(fā)事件時(shí)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，以便快速出警幫助校方解決校園突發(fā)事件。

3? 物聯(lián)網(wǎng)下的校園監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 校園監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的校園監(jiān)控系統(tǒng)具備信息數(shù)字化、編碼壓縮高效化、協(xié)議開放化、監(jiān)控實(shí)時(shí)化的特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括以下部分：一是校園建筑物。在各個(gè)建筑物的主要出入口以及校園內(nèi)主要道路口布設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，并配置相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器;二是監(jiān)控中心。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理全校區(qū)域，在監(jiān)控中心下設(shè)分監(jiān)控室，分監(jiān)控室設(shè)置于各個(gè)建筑物中，以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控。三是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。利用以太網(wǎng)連互聯(lián)各建筑物和監(jiān)控點(diǎn)，形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，校園監(jiān)控系統(tǒng)采用千兆光纜建設(shè)主干網(wǎng)絡(luò)。

3.2 校園監(jiān)控系統(tǒng)功能

校園監(jiān)控系統(tǒng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層構(gòu)成，具體如下：

（1）感知層。感知層以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主，基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、紅外對射報(bào)警器、RFID感應(yīng)器、傳感器網(wǎng)關(guān)、RFID標(biāo)簽、感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)、智能終端等先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備，可向監(jiān)控中心實(shí)時(shí)傳送探測到的異常情況，并發(fā)出聲光一體警報(bào)信號(hào)，在屏幕上跳轉(zhuǎn)報(bào)警區(qū)域的圖像。校園監(jiān)控系統(tǒng)可通過紅外對射報(bào)警器全天候采集校園邊界和主要出入口的信息，借助槍式紅外攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)智能球形攝像機(jī)識(shí)別流動(dòng)人員的體型特征、進(jìn)出校園車輛信息、師生活動(dòng)信息，以及教學(xué)樓、行政樓、圖書館、宿舍、地下室、停車場等監(jiān)控區(qū)域的信息。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。校園監(jiān)控系統(tǒng)采用萬兆主干和雙核心的骨干網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和與計(jì)算平臺(tái)，在系統(tǒng)中接入路由器和各層交換機(jī)，劃分虛擬局域網(wǎng)，以增強(qiáng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的安全性。同時(shí)，校園監(jiān)控信號(hào)傳輸采用光纖和雙絞線傳輸方式，能夠滿足大量視頻數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離和近距離的傳輸需求，有效防范雷電、電磁干擾等外界因素對信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層主要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)平安校園，校園監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用層設(shè)備集中于監(jiān)控中心，主要包括管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、解碼服務(wù)器、Web服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器和客戶端，使監(jiān)控系統(tǒng)具備監(jiān)控管理、海量存儲(chǔ)、日志管理、報(bào)警服務(wù)、高清圖像顯示等功能。同時(shí)，在應(yīng)用層還采用高性能的硬件防火墻和防病毒系統(tǒng)，以保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4? 結(jié)語

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，校園安全管理要重視物聯(lián)網(wǎng)在校園監(jiān)控領(lǐng)域中的有效運(yùn)用，通過引入先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起集校園門禁系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)于一體的校園內(nèi)部監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，從而不斷提升校園監(jiān)控技術(shù)水平，為創(chuàng)建安全穩(wěn)定的校園內(nèi)部環(huán)境打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈慧.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園監(jiān)控技術(shù)研究[J].黑龍江科學(xué)，2018（8）：92-93.

[2] 王大亮.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園建設(shè)與發(fā)展[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（6）：41-42.

[3] 馬強(qiáng).物聯(lián)網(wǎng)下的校園監(jiān)控技術(shù)探究分析[J].科技資訊，2017（9）：104-106.

[4] 陳慧萌.物聯(lián)網(wǎng)在平安校園建設(shè)中的應(yīng)用與研究[J].江西警察學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（7）：141-142.