物联网技术下校园智能安防系统设计

文/陈凯

近年来，大量的智能移动终端设备不断的涌现，对人们的生活、学习以及工作都产生了巨大的影响。尤其是智能移动设备和信息技术的迅猛发展，以及当前5G时代的到来。为了更好的迎接快速发展形势，国家的相关部门提高对于校园安全体系的建设的重视力度。校园是任何一个国家都十分重要的地方，它是整个国家发展的基础部分。重视校园智能安防系统的设计和研究是希望能为祖国未来的接班人提供良好的、智能化的教育教学环境，从而提高教学质量，并且能够完善我国对于校园安防相关方面的信息建设，比如对于学校安全的人防、物防和技防标准予以推广和完善，进而为增强我国综合实力而奠定基础，确保我国教育快速稳定健康的发展。

1 当前校园安防建设现状

国家的兴盛与教育脱不开关系。校园是教育的基地，是培养人才的重要场所，随着现代社会的不断进步和发展，国与国之间的竞争一定程度上来说是人才的竞争，也是教育的竞争。因此，国家相关部门加大了对于校园安防技术的重视力度，为了促进校园安防工作的开展，并对相关设施设备也进行了革新，虽然起到了一定积极的作用，但是还不够，尤其是在当前这个信息发展迅猛的大时代下，大多数校园仍然是人防多于技防，这种模式需要大量的人力资源，存在监控区域死角，人为监控及时性不足，只能事后调取处理，技术并不能满足当前的时代需求。比如视频监控、消防报警、门禁管理等子系统没有实现一体化，信息融合程度低，无法实现多方互通互联，各子系统智能联动，从而无法实现校园智能安防的目标，从一定程度上而言是制约了我国教育事业的发展，影响了我国社会经济、科学技术等多方面的发展。

2 物联网的结构组成

物联网顾名思义是一种信息物理系统，它通过网络将实质的物与物、人与物、人与人进行连接，连接后相互之间进行一定的信息交互、数据传输、系统的智能化管理、自主处理等等。一般来说它的结构组成有三部分，分别是感知层、网络层、应用层。

2.1 感知层

感知层是地基，具备的主要是感知、获取、识别物体的能力。通常来说，需要利用无线传感器网络部署、GPS感知、射频识别感知、图像采集器感知、二维码标签感知、各类传感器感知等才能进行。

2.2 网络层

物联网技术的核心部分就在于信息数据的交互，网络层的关键点正是这个部分，它可以说是信息交互的桥梁。在既定的通信协议下，感知层的信息数据利用无线或者有线的方式构成了通信网络系统，从而完成了人与人、人与物、物与物的信息交互。

2.3 应用层

应用层在整个物联网结构组成中很明显是高层部分，这一层主要就是客户端与服务端信息交互的应用。其中的主要内容是对感知信息处理应用后，通过人机交互平台、终端设备应用程序、云平台、数据库管理系统等进行智能操作和分析。

3 校园智能安防系统设计分析

3.1 校园智能安防系统硬件选择

任何环境下的智能安防系统硬件选择都离不开基础数据的收集，这是智能安防系统运行的基础条件。那么在校园智能安防系统中需要对环境和成本，比如教学楼的温度、烟雾浓度等进行数据收集。同时在固定的范围内最快的进行信息传输采取一定合适的信息技术也是十分重要的。校园环境相较于其他环境而言不大，可以采用ZigBee技术进行无线数据传输，它具有批量小、数据格式较为简单、信息交换效率较快的优点。此外，校园环境虽然不大，但是流动量确不小，对于图像信号的要求较高，应当具备收集细节特征的能力，比如HDTV图像质量标准就比较合适，因为它能在必要时提供更好的识别能力，或者有效的取证和智能视频分析等等。并且HDTV相较于其他的图像信号而言，图像信号清晰度高，覆盖范围更广，使得监视的范围增加了，减少了相关设备设施的投入成本，符合经济效益最大化的需求。

3.2 智能安防系统的关键技术

3.2.1 网络传输协议

网络传输协议顾名思义与数据的传输具有联系。在智能安防系统中数据传递的是十分重要的部分，是整个系统中重要的功能之一，它起着重要的架构作用，能有效的将各个系统之间进行联系起来，使得数据传输效率提高。其中传输的数据需要保证其准确性和安全性，这时就体现出了网络传输协议的重要意义和作用，毫不夸张的说它是整个系统进行应用的重要内容之一。选择了合适的传输协议，在设计时一般而言主要有两种：一是TCP协议簇；二是RTP协议簇，它能数据传输的效率进行改进，对整个系统的运行有着重要的积极作用。目前而言，为了便于不同条件下都能进行数据交换，在物联网技术的基础上实现的数据传输方式比较多，比如利用Internet网络、3G网络或者WIFI等形式实现数据的网络传输等，这是基于运营商提供的广域MQ通信网络实现的。

3.2.2 数据存储

数据存储主要是针对于安防系统中的信息中心而言的，它侧重的是对于信息的存储功能。要知道数据的存储内容比较多样，因此，在信息中心中部署数据存储时需要灵活点，不能固化或者死板。通常来说，数据存储有报警触发、时间表、手动操作等多个方面的存储需求，因此，需要规划好各个部分，并保证其正常的运行。

3.3 系统软件平台设计

任何一个系统的应用必然离不开软件系统的运行。在校园智能安防系统软件中需要做好核心数据服务器（包含了整个系统中重要的数据信息和核心软件）和客户端工作站（是整个系统管理的主导部分，管理着各个部分的功能实现）的设计，这两个部分都具有十分重要作用。

4 Zigbee技术在校园智能安防系统中的应用分析

一般而言，校园作为人口较为密集的场所，具有占地面积有限，各个教学区域环境较为复杂的特点。为了最大限度的发挥校园智能安防系统的作用，可以在校园智能安防系统中应用Zigbee技术。Zigbee技术，是一种短距离的无线通信技术，它的通信协议是IEEE802.15.4，它同时也叫紫峰。在一定范围内，它的速率较低，个域网的功耗也不高，成本相对于其他而言较低，延时短、可靠性和安全性比较高。因此，在安防系统设计中应用的频率也比较高，很多行业都涉及的到，比如工业控制、家居楼宇、健康医疗、现代农业等领域。Zigbee组网方式分别是星型(Star)，树形(Tree)，网型(Mesh)这三种拓扑结构。鉴于校园不同于其他环境，校园的智能安防系统设计在一定范围内需要各智能设备进行联动，并通过检测、采集的信息数据进行及时的控制关联，所以网状拓扑组网方式更加合适。

结合校园环境的实际情况应当对重点区域进行布置，比如学生上课的教室、教室办公室、楼、宿舍等等位置。通过安装网络摄像头和红外传感器等设施设备，先形成一个有效的传感网络，通过对应用图像识别技术，与其他设备形成综合联动，保证整个系统的正常运行和使用。基于Zigbee技术的红外防盗报警及无线视频监控系统，具有智能的预测能力，无论是目标的路劲去向还是跟踪拍摄，都能实时向监控中心传输信息，对相关目标的细节特征信息进行记录并形成及时的反馈。这对于发生意外或者事故时能进行及时的处理，比如查看移动终端的信息和发送指令，最大程度的发挥出了校园智能安防系统的作用，具有重要意义。

5 结语

总而言之，在当今这个信息技术飞速发展的时代，对校园智能安防系统设计进行研究和分析是十分重要且必要的。这不仅仅是因为科学技术的不断进步的需要，同时也是信息化和智能化技术的进一步深入发展的必然趋势。同时，为了更好的迎接未来科学技术的挑战，营造一个良好的校园环境也是十分重要的。尤其是当前我国的物联网技术应用越来越广的情况下，在校园安防工作中结合物联网技术智能化的应用，是科学技术发展的必然要求，能最大限度的发挥出校园安防工作的优势，从而促进我国教育事业更好的发展。