基于物联网技术的校园智能安防系统设计

陈 芹,陆桂龙,蔡 银,李家成,郭丹丹,黄 瑞

(南通理工学院,江苏 南通 226000)

0 引言

随着校园网络平台的不断发展,教育事业也朝着信息化时代渐进,实现了教育管理方式向现代化、智能化方向发展。校园智能安防系统主要由信息的收集、数据传输、应用处理等组成,在进行安防系统设计过程中也需要将这3个要素有效结合,进一步完善我国的校园智能安防系统。

1 当前校园安防建设现状

国家的发展与教育事业息息相关。校园是开展教育的栖息地,也是培养国家栋梁和人才的重要场所。随着社会经济的不断发展和进步,国与国之间的竞争可以说是人才与人才之间的竞争,也是教育水平的竞争。因此,国家政府和地方教育部门越来越重视校园的安防技术,为了有效开展校园的安防工作,校园内部的大量设备和设施都进行了改造创新,虽然在一定程度上起到积极的作用,但是针对社会的发展来说还远远不足。尤其是在当前科技信息发展迅速的新时代下,很多校园依旧采用人防形式。这种模式需要大量的人力供给,还存在一定的监控死角。人为监控缺少高效性,只能在问题发生后进行调整处理。人防技术不能满足当代的发展需求。信息融合度偏低,无法实现网络信息的互通互联,虽然各个子系统可以进行连接,但是无法实现校园智能安防的目标。这种情况严重阻碍了我国教育事业的稳定发展,对于国家的社会经济和科学技术等方面产生了一定影响[1]。

2 物联网技术下校园智能安防系统的设计思路

2.1 硬件基础设计

校园智能安防系统中要求IP高清摄像机呈现出的实时画面和信号需要达到HDTV的质量显示标准,对于收集一些细微的特征有一定的促进作用,比如人的面部特征、行为举止等,可以更好地进行识别、取证工作以及智能视频的细节分析。与此同时,在录像覆盖范围方面,HDTV的覆盖范围更大一些,而且可以在不改变显示图像的信号和清晰程度的基础上,再次扩大监视的范围,也可以利用一台摄像机替代更多的摄像机,这种做法不仅满足了使用者的需求,还减少了网络、数据储存和设备维护等方面的花销,减少资源的成本投入,实现最合理的投资效益。除此之外,智能安防系统还需要收集校园内一些基础的数据,比如教学楼的温度和烟雾浓度等。由于周边环境和投入资金等问题的影响,大多数校园安防系统会采取ZigBee技术进行无线数据传输,更好地进行系统远程控制。ZigBee技术的红外线报警及无线视频监控系统都具有先进的预测功能,不管是锁定目标的具体动向还是采取跟踪型录像,都可以向监控中心传输实时性的信息,根据拍摄目标的细节特征信息采取记录保存并及时上报。这对监控覆盖区域内发生的突发性事故和意外等都可以及时进行救援和处理,极大地发挥了校园智能安防系统的应用价值。但是这项技术只适用于小批量和简易的数据格式之间的信息交换,这点要求需要相关人员加以重视[2]。

2.2 智能安防系统的关键技术设计

2.2.1 网络传输协议

在安防系统中,数据传输是一项非常重要的功能,可以在中央控制系统与子系统两者之间进行有效的数据传递,使得智能安防系统更加方便、精准、快捷,但是为了确保传输出的数据的准确性和安全性,必须要根据实际情况选取合适的传输协议,这也是智能安防系统设计中的关键要点。一般情况下,在智能安防系统的设计过程中,设计人员会采用RTP协议簇和TCP协议簇,两种协议簇对于提高数据传输的效率和质量有着很大的作用。因为物联网技术的数据传输方式多种多样,主要由当地的运营商提供各种类型的广域MQ通信网络构建完成,可以借助Internet网络或WiFi等网络形式进行数据的准确传输,并且可以在不同的因素影响下进行数据转换。

2.2.2 数据存储

在安防系统中,信息中心也是重要的组成部分。从整体来看,各方面的数据存储内容多种多样。信息中心的数据存储过程需要更加灵活,波动性比较大,更侧重于信息的存储功能,主要包括手动存储、时间表存储、报警触发存储等重要内容。存储的主要需求是对正常的录像和报警的录像进行区分并设置不同的录像周期。在数据存储过程中,设计人员需要严格把控项目的实际情况,合理规划网络和设备部署,可以利用手动、报警、时间表等不同形式对监控的录像进行有效保存[3]。

2.3 系统软件平台设计

校园智能安防系统软件平台包括客户端工作站和核心数据服务器两大部分。其中,核心数据服务器主要包括核心软件和系统数据库等,是系统软件平台的重要组成部分。客户端工作站系统主要包含种类繁多的管理功能,比如故障管理、用户管理、配置管理、日志管理和权限管理等功能。系统需要具备日志管理功能,可以通过具体的操作日志记录操作人员的进入和退出系统的实际时间,还可以针对具体的操作步骤和情况进行记录,支持日志信息的查询和相关报表的制作等程序功能。校园安防需要物联网和现代移动通信技术的智能安防系统,这也是新时代信息技术发展的标准要求。借助先进的科学技术和无线传感器以及射频识别等技术建立物质和物质之间的连接,并对已经收集到的数据信息进行有效的识别和深层次的分析探究,可以全程监测周围环境的实时情况,并在第一时间针对发生的非法行为和不安情况进行有效解决。随着科学技术的不断发展和完善,加上信息化和智能化的发展,我国的校园智能安防系统会在不久的将来得到广泛的推广和应用[4]。

2.4 消防报警系统设计

消防报警是智能校园建设的必要环节。在传统化的安防系统设计内容中,设计人员经常会使用有线连接的方式。在现代化社会中,安防系统的设计主要由无线传感器节点、报警装置、无线路由器等功能组成。设计人员利用这些功能设备对校园内的实验室和教学楼在温度、烟雾方面进行检测,并通过无线网路的传输形式将相关信息传递给网络节点,并借助这些网络节点将数据信息传递给管理系统,实现校园对整体环境的消防监控和处理,并结合实际情况启用合理的预警方案和解决措施。

2.5 门禁管理系统设计

为了加强安防系统对校园安全的管理和监督,设计人员设计了门禁管理的子系统。这样可以加强对各个教学楼、寝室公寓等进入和出行的管理。在门禁管理的子系统中,设计人员主要采用RFID技术,用非接触的方式智能化地识别出进出校园的人和交通工具。最基本的办法是将校园内部的人员身份信息和车辆信息通过无线电波存储到最受欢迎的“校园一卡通”中,读写器通过天线发送的射频信号了解标签中的具体信息或将信息写入标签,相关设备可以对所收集到的信息采取一定的处理,比如关闭通道门、自动开启等[5]。

2.6 视频监控设计

校园作为特殊的公共场所,具有场地面积大、管理人员少的特点。学校的运动场、图书馆、学生公寓、活动中心、实验室等公共场所都存在一定的安全隐患。为了可以及时了解校园内部的情况,学校通过在校园重要角落安装实时监控传感器,可以实现对校园的安全动态进行监控,保证校园的安全。在视频监控设计中,设计人员需要确保传感器与安防系统数据库、后台界面之间建立有良好的通信渠道。这样一来,一旦发生安全事故或出现安全隐患,相关信息可第一时间被传回系统端,从而达到安防告警、影像记录等目的,保障校园安全。

综上所述,在这个信息技术迅猛发展的新时代下,加强校园智能安防系统设计的探究和分析尤为重要。