基于物联网技术的校园安防系统研究

摘要：基于当前蓬勃发展的物联网应用技术，结合校园安防建设需求，围绕校园安防系统前端采集系统组成、通信架构构建与系统应用功能设计，探索基于物联网技术的校园安防系统解决方案。

关键词：校园安防;物联网技术;构建;功能

0    引言

物联网技术从人与人通信，扩展至人与物、物与物通信，真正实现了“泛在网络”。物联网技术的发展与应用，同样也为校园安防系统实现开放兼容、系统集成联动提供了可靠的技术支撑。

1    物联网技术的发展概况

物联网主要着眼于物与物、人与物、人与自然交互，将RFID、二维码、红外感应器等装设于人体、物体上，并与无线通信网络、因特网相连，实现信息数据的采集、传输、处理，如图1所示。随着近年来NB-IoT、5G等基础设施的不断完善，配套以IPV6体系建立等，我国物联网产业已经迈入“跨界融合、集成创新、规模化发展”阶段，万物互联不再是纸上谈兵。

同时，在“科教兴国、人才兴国”战略方针指引下的校园建设必定以保证广大师生人身安全与教育工作顺利开展为前提。借力于以“全面感知、可靠传输、智能处理”为特点的物联网技术，实现校园安防建设从传统的人防、物防朝着智能技防方向发展必是大势所趋。

2    建设现状与需求分析

2.1    建设现状

长期以来，由于建设资金短缺、技防意识薄弱、系统建设标准不一及技术落后等因素的制约，我国校园安防建设虽然已经布设了不少视频、报警、门禁等系统，实际上很多还处于初级应用阶段，无法实现全方位、联动式的智慧应用，导致很多安全问题未能及时预防、处理。因此，充分利用现代物联网技术，建设统一通信与存储标准的安防系统，实现各系统互联互通、资源共享显得尤为迫切。

2.2    需求分析

基于物联网技术的校园安防系统构建，应根据校园安全业务的多维度需求，确定总体技术构建方案。要求系统在事件处置层面，能实现事前预警、事中联动、事后追踪;在要素配置层面，能做到人、物、技全要素有效参与;在技术研发与应用层面，实现有效探测感知与传输、精准智能应用的同时，要兼顾系统开发的先进友好、扩充开放及稳定实用等。

3    系统构建方案

笔者将结合平安校园建设的探索实践，将基于物联网技术的校园安防系统建设内容归纳为视频系统、校车系统、报警系统三大系统进行研究。

3.1    設计原则

基于物联技术应用的安防系统设计原则：

（1）高清：实现前端采集、传输、存储、显示的全高清;

（2）智能：智能行为分析、人脸/车牌识别、周界防范;

（3）融合：安防系统内部整合并对接业务管理系统，通过灵活的多域联网、统一的安防接入，提升安防应用价值。

3.2    整体架构设计

（1）平安校园内部物联架构如图2所示。

根据区域及监控防护对象不同，本系统分设学校、宿舍楼、门卫室三个监控中心，通过校园专网实现本校安防系统的互联互通与全域覆盖。

（2）校园三级联网架构如图3所示。学校通过教育专网实现与县/区教育局、市教育局安防监控系统联网管理。

该系统应用感知层、网络层、应用层三层逻辑架构，实现采集业务、应用系统以及平台对接，并满足用户个性化功能定制需求。

3.3    系统物联设计

3.3.1    前端采集系统

前端采集系统由各类视频采集设备组成，设备类型主要有网络摄像机、硬盘录像机等，其种类多样，兼容性好。

本系统监控布置包括校园监控与校车监控。

（1）校园监控区域一般划分为校园内外主出入口、校园周界、通道和道路、主要活动区域、校园重点部位、安保部门等;

（2）校车前端采集系统包括车载主机、摄像机、拾音器、报警按钮、车载信息屏。接入整体架构如图4所示，系统提供防违章、防违规、监督驾驶行为、监督学生安全、防暴力事件等功能。

3.3.2    传输网络

传输网络包括各业务专网，互联网，3G、4G网络及各种其他无线技术（Wi-Fi/ZigBee/蓝牙/红外/RFID等）的应用等，其设计要点如下：

（1）支持不同存储方案：集中存储、分布式存储;前端设备存储、存储服务器模式存储、嵌入式服务器存储等。

（2）多平台联网（图5）：多个平台，一套标准，无缝联网，市教育厅平台作为上级平台，县/区教育局平台作为下级平台;市平台可以查看县/区平台监控;一个平台瘫痪，不影响其他平台。

3.3.3    监控中心

采用以太网通信技术，监控中心为设置各应用服务器、大容量存储设备和高清大屏显示系统的主要场所。校园监控中心分设分控中心和总控中心两部分，分控中心负责其区域下辖的包含视频系统在内的联网管理，总控中心对整个系统进行管理和应用。

4    系统功能设计与应用

基于校园安防应用的特殊需求，系统构建应主要实现以下功能：

4.1    业务功能

本系统主要功能分为以下三种：基本功能、融合功能、增值应用。

（1）基本功能：本系统基本功能包括实时监控、录像回放、报警管理、解码上墙、综合查询、用户管理、资源管理、运维管理等。

（2）融合功能：实现视频监控系统与电子考场系统、校园报警系统、教学录播系统融合。

（3）增值应用：系统增值应用包括GIS指挥调度、可视化校车管理、视频诊断、人脸识别、智能行为分析等。

4.2    终端应用

系统提供移动终端服务，包括提供实时预览、云台控制、手机抓图及自动系统巡视与处置等。

5    结语

在我国校园安防建设实践中，大力推进物联网技术的校园应用，促进多业务系统集成，真正实现校园人、车、物全方位融合，其意义不言而喻。

[参考文献]

[1] 李建元，顾跃宗，苏雷，等.基于物联网技术的智慧校园系统设计研究[C]//第十七届全国青年通信学术年会、2012全国物联网与信息安全学术年会论文集，2012：419-424.

[2] 叶忠杰，赵俊波.基于物联网技术的校园综治安全系统研究[J].现代电子技术，2012，35（22）：51-54.

收稿日期：2020-05-09

作者简介：何飞泳（1974—），男，浙江诸暨人，高级工程师，主要从事信息智能化行业的工程咨询、方案设计、施工应用、系统运维等工作。