基于物联网技术校园智能安防系统的设计与实现

摘要：校园的平安始终是人们关注的焦点，关系着成千上万个家庭的幸福。学校安防系统的建设，将极大提高校园安全系数，缩短安全管理的空间和时间，减少管理工作量，提高工作效率和对应急事件的反应速度，从而全面有效地提高学校安全管理部门的综合管理水平。基于此，本文简要分析了当前校园安防建设现状，并基于物联网技术提出了校园智能安防系统的设计与实现的策略。

关键词：物联网技术；校园安全；智能安防系统

引言

学校安防系统涉及视频监控系统、防盗报警系统、紧急报警系统、门禁系统、人脸识别系统、车辆行驶轨迹系统、红外热成像防火监控系统等，通过以上多个系统的建设来保障校园安全。其中，保障人员和环境安全需要在重点部位，如学生公寓、教学区域、校门等区域，部署相关技防措施，基于物联网技术利用智能分析摄像机还能够提前规避某些危险行为，有效防止意外发生。学校安防系统“生命线”如星光一样洒满整个校园，相互搭配、相互兼容，为学生撑起了“安全伞”。

1. 当前校园安防建设现状分析

当前的校园安防建设在一定程度上起到了积极作用，但相对于社会的发展来说，仍然存在不足之处，尤其是在当今科技信息迅猛发展的新时代，许多校园仍然采用传统的人防形式，这种模式需要大量人力投入，同时存在监控死角。

人为监控缺乏高效性，仅能在问题发生后进行调整处理，无法有效预防，现阶段的人防技术已经无法满足当代社会的发展需求。现行的校园安防体系中信息融合度偏低，无法实现各种网络信息的互通互联，虽然各个子系统可以进行连接，但缺乏整体协同工作的机制，难以实现校园智能安防的目标，缺乏信息的全面整合，使得安全监控和应急响应之间的联系不够紧密，影响了安防系统的整体效能[1]。

传统的人防模式依赖人力巡逻和监控，不仅需要大量的人力资源投入，而且在实际操作中存在监控死角和盲区，容易造成安全漏洞，在涉及大量校园或学校建筑的安防布控中，单纯依靠人力显然已经无法满足需求。校园安全问题不仅涉及师生员工的生命财产安全，也关乎整个社会的安宁和稳定。因此，亟须对校园安防建设进行全面深入的升级和改革，整合现代化技术手段，提高安防系统的智能化水平，以应对日益复杂多变的安全挑战。

2. 基于物联网技术校园智能安防系统的设计策略

物联网技术（internet of things， IOT）是指通过互联网连接和交流的技术体系，将各种物理设备、传感器、电子元件、软件等通过网络互相连接，形成一个智能化的网络系统，其核心思想是通过互联网和传感器等技术手段将现实世界中的物体与网络相连接，实现人与物、物与物之间的智能化互动[2]。校园智能安防系统是基于物联网技术的一种综合性安全管理系统，主要应用于学校内部，以保障师生安全和校园安全为目的，通过结合校园人脸识别特征库和相关上层管理平台，实现多种功能和场景的智能化应用，以提高安全管理效率和准确性。这一系统主要包括智慧通行、智能报警联动、智慧应急、人员轨迹智能追踪、智慧公寓管理、智慧考勤、智能车辆管理、智能安保巡查、安防大数据统计分析等方面，同时，还需要与学校的其他管理系统进行互联互通，以实现信息共享和综合管理。

2.1 校级生物识别特征库

在物联网技术的协调下，利用传感器与感知技术、网络与通信技术、数据存储与处理技术、安全与隐私保护技术、应用与服务支撑技术，通过各种先进技术的综合应用设计智能安防系统，并以人脸特征信息为主、其他生物识别技术为辅，基于全校的师生特征数据，搭建灵活、易维护的生物特征中心平台。围绕信息安全和隐私保护，实现人员基础信息的全生命周期安全管控和统一应用，为安防、门禁、公寓、访客、考场、考勤等各类业务应用提供安全、可信的生物特征权限调用管理，更好地提供智能化管理和生活服务。校级生物特征库从采集、核验到授权、调用，全流程加密，遵循合法安全、统一管理、公开透明的原则，生物特征采用加密传输，所有下发都使用特征值下发，具有不可逆性，保证全校师生的信息安全[3]。

2.2 智慧宿舍管理系统

基于物联网技术的优势，将人脸识别技术与宿舍通行结合，师生刷脸自动识别通行，全程高效无感，实现通行、考勤两不误。该系统支持PC、手机双端，利用宿舍管理功能可在线实时查寝，可对晚归、未归、多日无数据人员进行有效梳理，支持生成考勤统计报表，学生缺勤、请假等信息一目了然，便于全方位把握宿舍学生状况。宿舍管理系统后台可以直观展示学生出入寝统计、住宿人数、异常统计等信息，还可通过信息化大屏实时展示宿舍情况及公告通知等信息，为提高宿舍管理效率以及准确率提供数据支撑。通过宿舍管理数据还可实现电控联动，学生归寝自动供电，学生离寝自动断电，使宿舍管理与用电管理业务更加智慧化、规范化、便捷化。

2.3 智慧通行管理系统

通行系统的设计必须支持人脸识别、二维码、校园卡、身份证等多种通行核验方式，给予师生多种通行选择，系统可综合统计各类人员数据并以图表方式进行可视化展示。基于物联网技术，支持人员轨迹分析、黑名单预警、异常情况追溯，支持与第三方平台进行数据通信，实现进出权限与第三方平台数据权限联合管控。通行系统支持学校通过移动端随时查看校内人员通行统计数据，查看个人通行权限，进行各类型人员的通行数据分析，方便快捷，降低管理投入的人力物力，师生的校园生活安全得到有效保障。

2.4 校园安防监控系统

校园安防数控系统可以针对学校重点区域，通过安全风险辨识分级管控和隐患排查治理等双重预防体系建设，建立安全管理、安全应急、风险辨识与评估、风险管控、隐患分级分类、安全大数据等应用系统，以安全风险辨识为基础，从源头上系统辨识风险、分级管控风险，努力把各类风险控制在可接受范围内，杜绝和减少事故隐患。另外，学校重点区域摄像机可与周界预警功能对接，实现视频智能分析、自动识别监测功能，全天候预防越界、外来入侵、聚集、徘徊、烟火、欺凌、踩踏、车辆违停等事件，当出现紧急情况时，可联动学校广播、监控及视频会议通道，高效应急指挥快速处理，将危险行为制止在校园周界之外，做到事中干预和事后追溯。

2.5 车辆管理系统

针对学校大门场景，驾驶员识别终端与车辆道闸系统联动，同时配合手持机设备，实现学校大门安防工作无缝对接和智能化管控，同步实现驾车入校人员身份核验和车辆分类管理，有效提高固定车辆及来访车辆通行效率，让进出车辆更安全有序。通过部署人行门禁系统与车辆道闸系统，集中统一对人员信息进行智能化管理，实现驾驶员人员进出记录统计，通过通行管理、陌生人记录、预警等功能，不仅能帮助学校快速构建校园出入口人车物协同联动机制，做好门禁智能化管理工作，还能让校园安全和管理效率显著提升。

校园智能安防系统的建设目标就是要实现学校各项业务的信息化管理，搭建各部门间信息共享的桥梁，保证学校各项数据的权威和质量，为学校管理决策提供数据支持，突破传统的工作方式，提高工作效率，实现部门之间和部门内部的数据、资料、文件等的共享，形成各部门的安防合力，最大限度地保障校园安全。

3. 实践应用案例分析

3.1 案例概述：AI校园安全管理系统

近年来，校园安全事故频繁发生，凸显了校园安全管理的紧迫性和重要性，人们逐渐意识到，传统的校园安防方式已难以满足当前多元化的校园安全管理需求。在这一背景下，AI校园安全管理平台应运而生，凭借其精准预警、无缝监控和智能决策功能，正在构筑起一道坚固的防护屏障，保障每一位学子的生命安全与身心健康[4]。北京科技大学依托智慧校园平台搭建了信息系统和网站管理应用，该系统经过测试可对系统和网站的申请时间、域名、IP 地址、端口的开放变更进行统计查询，网站查询统计测试页面如图1所示，然后通过梳理规范系统的申请、审核、变更和备案等流程，实现对全校信息系统和网站的全面管理，当学校的各个部门需要申请信息系统或网站时，便以明确的流程确保每个环节都能得到有效的审核和记录，从而提高信息系统的申请效率。

AI校园安全管理系统具备强大的统计查询功能，通过对申请时间、域名、IP 地址、端口的开放变更等数据进行统计，管理人员可以全面了解校园内所有信息系统和网站的运行状况，为后续的漏洞扫描和安全管理提供重要依据，使得信息化部门能够精准定位安全隐患，并及时展开防护工作。AI校园安全管理系统致力于构建一个数字化、智能化、高效的安全保障体系，以应对日益复杂的校园安全挑战，并基于人脸检索技术和全球领先的行为识别算法，通过加装AI边缘计算盒，以此实现智能安全风险预警、轨迹追踪、行为分析、安全报告等功能，进一步推动安全管理的数字化和智能化升级，从而有效解决校园内常态化的行为安全、人身安全、校园欺凌、校园暴力、在校生住宿和食堂卫生安全等场景的监测和监管难题。

3.2 AI校园安全管理系统的优势

AI校园安全管理系统不仅能够及时传递安全信息，提前预警危险信号，还能够提供精准的事故溯源，为校园安全管理提供有力支持。该系统充分利用物联网技术的优势，可以有效兼容市面上95%的摄像头，充分利旧、经济环保，只需在学校原有监控系统中加装AI边缘计算盒，实现系统升级改造，无须更换监控设备，降低了改造成本。该系统包含的基于人脸检索技术，结合人脸识别、人体识别、动物识别、车辆识别等算法，将公安侦缉领域的系统算法智能化应用于学校的安防系统，并融合智能预警、轨迹追踪、行为分析、安全报告等功能，助力预警分析和事后溯源，全面提升学校监控系统的智能化管理的水平。此外，该系统的本地化部署稳定可靠、数据加密脱敏，储存安全合规，信息安全级别高，系统算法在公安侦缉领域使用多年，借助“5G+MEC（边缘计算）+AI”的安防架构在学校场景中持续深度学习和应用[5]。

3.3 多元场景预警，防患于未然

AI校园安全管理系统可提供多元化的预警场景功能。例如，轨迹分析寻人、声控关键词触发告警、厨房老鼠告警、攀爬栏杆告警、区域入侵（围墙、天台等）告警、人员离岗告警、吸烟行为告警、发生烟火告警、非机动车告警、车辆违停告警、通道阻塞告警等，实现安全问题的及时识别和预警处理。

同时，该系统还包含三个重要功能：（1）厨房明厨亮灶功能。可实现厨房老鼠出入告警，厨房工作人员未按规定着装即刻告警，有效防止食品污染等问题的发生，确保厨房运营的卫生和安全。（2）攀爬栏杆告警功能。学生攀爬栏杆围墙即刻告警，实时同步攀爬信息到监控后台，提醒值守人员及时处理，避免发生危险事件，助力老师开展安全教育，确保学生在校安全。（3）区域入侵告警功能。围墙、天台、楼道、栏杆等重要安全场所规划告警区域后，有人进入该区域时即刻告警，仅限人进入区域才会告警，其他动物及物品进入区域则不会告警，避免了传统监控中移动侦测误报问题。另外，该系统还能实现重要场所出现学生徘徊和跳楼迹象时即刻告警。

此外，AI智能管理系统还格外关注校园欺凌行为，在无摄像头区域设置声控系统，检索到关键词后可即刻告警，适用于洗手间、寝室等场景，全方位关注学生心理健康，严正杜绝校园霸凌行为，保障学生安全。当校园内发生吸烟行为时即刻告警，确保吸烟行为得到及时制止，营造健康、无烟的校园环境，保障师生的身体健康。

结语

校园智能安防系统的建设，旨在利用先进的物联网技术和智能化手段，实现对校园安全管理的全面、智能化监控，提升学校师生的安全感以及学习、生活环境的品质。数字化转型是一场技术赋能的革命，致力于通过技术为学校提供高效管理、因材施教的创新场景工具。在新一轮的数字化浪潮中，各学校要积极利用物联网、人工智能和大数据等高新技术，持续深耕源头核心技术创新，通过技术+教育场景的深度融合应用，助力全面实现数字中国战略，为教育现代化建设贡献力量。

参考文献：

[1]陈芹，陆桂龙，蔡银，等.基于物联网技术的校园智能安防系统设计[J].无线互联科技，2022，19（4）：55-56.

[2]陈凯.物联网技术下校园智能安防系统设计[J].电子技术与软件工程， 2019（14）：4-5.

[3]刘博.物联网技术下校园智能安防系统的设计[J].信息系统工程，2019（2）：64.

[4]尹逊伟.等保2.0下校园信息系统安全管理体系构建研究——以北京青年政治学院为例[J].网络安全技术与应用， 2022（7）：69-70.

[5]李琳.高校校园网络安全管理与维护系统研究[J].信息与电脑（理论版），2024， 36（6）：218-220.

作者简介：郭南，硕士研究生，副教授，bmw_911@126.com，研究方向：大学生安全教育、高校平安校园建设、智能安防技术在高校的应用。