基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)研究

摘要：基于當(dāng)前蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合校園安防建設(shè)需求，圍繞校園安防系統(tǒng)前端采集系統(tǒng)組成、通信架構(gòu)構(gòu)建與系統(tǒng)應(yīng)用功能設(shè)計(jì)，探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)解決方案。

關(guān)鍵詞：校園安防;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);構(gòu)建;功能

0? ? 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從人與人通信，擴(kuò)展至人與物、物與物通信，真正實(shí)現(xiàn)了“泛在網(wǎng)絡(luò)”。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，同樣也為校園安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開放兼容、系統(tǒng)集成聯(lián)動(dòng)提供了可靠的技術(shù)支撐。

1? ? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展概況

物聯(lián)網(wǎng)主要著眼于物與物、人與物、人與自然交互，將RFID、二維碼、紅外感應(yīng)器等裝設(shè)于人體、物體上，并與無線通信網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理，如圖1所示。隨著近年來NB-IoT、5G等基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，配套以IPV6體系建立等，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)邁入“跨界融合、集成創(chuàng)新、規(guī)?；l(fā)展”階段，萬物互聯(lián)不再是紙上談兵。

同時(shí)，在“科教興國、人才興國”戰(zhàn)略方針指引下的校園建設(shè)必定以保證廣大師生人身安全與教育工作順利開展為前提。借力于以“全面感知、可靠傳輸、智能處理”為特點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)校園安防建設(shè)從傳統(tǒng)的人防、物防朝著智能技防方向發(fā)展必是大勢(shì)所趨。

2? ? 建設(shè)現(xiàn)狀與需求分析

2.1? ? 建設(shè)現(xiàn)狀

長期以來，由于建設(shè)資金短缺、技防意識(shí)薄弱、系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一及技術(shù)落后等因素的制約，我國校園安防建設(shè)雖然已經(jīng)布設(shè)了不少視頻、報(bào)警、門禁等系統(tǒng)，實(shí)際上很多還處于初級(jí)應(yīng)用階段，無法實(shí)現(xiàn)全方位、聯(lián)動(dòng)式的智慧應(yīng)用，導(dǎo)致很多安全問題未能及時(shí)預(yù)防、處理。因此，充分利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)統(tǒng)一通信與存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)互聯(lián)互通、資源共享顯得尤為迫切。

2.2? ? 需求分析

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)構(gòu)建，應(yīng)根據(jù)校園安全業(yè)務(wù)的多維度需求，確定總體技術(shù)構(gòu)建方案。要求系統(tǒng)在事件處置層面，能實(shí)現(xiàn)事前預(yù)警、事中聯(lián)動(dòng)、事后追蹤;在要素配置層面，能做到人、物、技全要素有效參與;在技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用層面，實(shí)現(xiàn)有效探測(cè)感知與傳輸、精準(zhǔn)智能應(yīng)用的同時(shí)，要兼顧系統(tǒng)開發(fā)的先進(jìn)友好、擴(kuò)充開放及穩(wěn)定實(shí)用等。

3? ? 系統(tǒng)構(gòu)建方案

筆者將結(jié)合平安校園建設(shè)的探索實(shí)踐，將基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園安防系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容歸納為視頻系統(tǒng)、校車系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)三大系統(tǒng)進(jìn)行研究。

3.1? ? 設(shè)計(jì)原則

基于物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：

（1）高清：實(shí)現(xiàn)前端采集、傳輸、存儲(chǔ)、顯示的全高清;

（2）智能：智能行為分析、人臉/車牌識(shí)別、周界防范;

（3）融合：安防系統(tǒng)內(nèi)部整合并對(duì)接業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，通過靈活的多域聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一的安防接入，提升安防應(yīng)用價(jià)值。

3.2? ? 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）平安校園內(nèi)部物聯(lián)架構(gòu)如圖2所示。

根據(jù)區(qū)域及監(jiān)控防護(hù)對(duì)象不同，本系統(tǒng)分設(shè)學(xué)校、宿舍樓、門衛(wèi)室三個(gè)監(jiān)控中心，通過校園專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)本校安防系統(tǒng)的互聯(lián)互通與全域覆蓋。

（2）校園三級(jí)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)如圖3所示。學(xué)校通過教育專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與縣/區(qū)教育局、市教育局安防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)管理。

該系統(tǒng)應(yīng)用感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層邏輯架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)采集業(yè)務(wù)、應(yīng)用系統(tǒng)以及平臺(tái)對(duì)接，并滿足用戶個(gè)性化功能定制需求。

3.3? ? 系統(tǒng)物聯(lián)設(shè)計(jì)

3.3.1? ? 前端采集系統(tǒng)

前端采集系統(tǒng)由各類視頻采集設(shè)備組成，設(shè)備類型主要有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)等，其種類多樣，兼容性好。

本系統(tǒng)監(jiān)控布置包括校園監(jiān)控與校車監(jiān)控。

（1）校園監(jiān)控區(qū)域一般劃分為校園內(nèi)外主出入口、校園周界、通道和道路、主要活動(dòng)區(qū)域、校園重點(diǎn)部位、安保部門等;

（2）校車前端采集系統(tǒng)包括車載主機(jī)、攝像機(jī)、拾音器、報(bào)警按鈕、車載信息屏。接入整體架構(gòu)如圖4所示，系統(tǒng)提供防違章、防違規(guī)、監(jiān)督駕駛行為、監(jiān)督學(xué)生安全、防暴力事件等功能。

3.3.2? ? 傳輸網(wǎng)絡(luò)

傳輸網(wǎng)絡(luò)包括各業(yè)務(wù)專網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)，3G、4G網(wǎng)絡(luò)及各種其他無線技術(shù)（Wi-Fi/ZigBee/藍(lán)牙/紅外/RFID等）的應(yīng)用等，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

（1）支持不同存儲(chǔ)方案：集中存儲(chǔ)、分布式存儲(chǔ);前端設(shè)備存儲(chǔ)、存儲(chǔ)服務(wù)器模式存儲(chǔ)、嵌入式服務(wù)器存儲(chǔ)等。

（2）多平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)（圖5）：多個(gè)平臺(tái)，一套標(biāo)準(zhǔn)，無縫聯(lián)網(wǎng)，市教育廳平臺(tái)作為上級(jí)平臺(tái)，縣/區(qū)教育局平臺(tái)作為下級(jí)平臺(tái);市平臺(tái)可以查看縣/區(qū)平臺(tái)監(jiān)控;一個(gè)平臺(tái)癱瘓，不影響其他平臺(tái)。

3.3.3? ? 監(jiān)控中心

采用以太網(wǎng)通信技術(shù)，監(jiān)控中心為設(shè)置各應(yīng)用服務(wù)器、大容量存儲(chǔ)設(shè)備和高清大屏顯示系統(tǒng)的主要場(chǎng)所。校園監(jiān)控中心分設(shè)分控中心和總控中心兩部分，分控中心負(fù)責(zé)其區(qū)域下轄的包含視頻系統(tǒng)在內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)管理，總控中心對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和應(yīng)用。

4? ? 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與應(yīng)用

基于校園安防應(yīng)用的特殊需求，系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

4.1? ? 業(yè)務(wù)功能

本系統(tǒng)主要功能分為以下三種：基本功能、融合功能、增值應(yīng)用。

（1）基本功能：本系統(tǒng)基本功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像回放、報(bào)警管理、解碼上墻、綜合查詢、用戶管理、資源管理、運(yùn)維管理等。

（2）融合功能：實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與電子考場(chǎng)系統(tǒng)、校園報(bào)警系統(tǒng)、教學(xué)錄播系統(tǒng)融合。

（3）增值應(yīng)用：系統(tǒng)增值應(yīng)用包括GIS指揮調(diào)度、可視化校車管理、視頻診斷、人臉識(shí)別、智能行為分析等。

4.2? ? 終端應(yīng)用

系統(tǒng)提供移動(dòng)終端服務(wù)，包括提供實(shí)時(shí)預(yù)覽、云臺(tái)控制、手機(jī)抓圖及自動(dòng)系統(tǒng)巡視與處置等。

5? ? 結(jié)語

在我國校園安防建設(shè)實(shí)踐中，大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園應(yīng)用，促進(jìn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成，真正實(shí)現(xiàn)校園人、車、物全方位融合，其意義不言而喻。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李建元，顧躍宗，蘇雷，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[C]//第十七屆全國青年通信學(xué)術(shù)年會(huì)、2012全國物聯(lián)網(wǎng)與信息安全學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2012：419-424.

[2] 葉忠杰，趙俊波.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園綜治安全系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（22）：51-54.

收稿日期：2020-05-09

作者簡(jiǎn)介：何飛泳（1974—），男，浙江諸暨人，高級(jí)工程師，主要從事信息智能化行業(yè)的工程咨詢、方案設(shè)計(jì)、施工應(yīng)用、系統(tǒng)運(yùn)維等工作。