基于物聯網的學校安防設計

摘要：隨著社會對學校安全問題越來越重視，傳統的硬盤錄像的安全系統越來越突現出管理效率低，安全能力低，工作效率低等弊端，不能滿足大眾對校園安全的要求。針對現狀，在此設計了引入了物聯網技術的綜合性學校安防系統。該系統引入了物聯網等目前最新的科學技術和先進的物理設備，設計了包含門禁系統、視頻監控系統、對講系統、指紋識別系統等子系統。初步實現了校園安全防范機制，推動了校園安防事業。

關鍵詞：物聯網； 校園安防； 智能化； 視頻監控

中圖分類號：TN919-34文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X（2012）20-0060-03

引言

物聯網成為近幾年流行的詞匯，物聯網其相當一部分應用于安防行業，特別是“國家應急系統”，“平安城市”，“平安建設”等重大工程項目在全國展開，以及奧運會，世博會等國際活動在中國舉辦，促進了安防行業迅速發展。而隨著我國教育事業的發展，學校的規模不斷擴大，學生高密度集中，校區開放程度和后勤服務社會化程度越來越高。如何處理各校區安全保衛工作和突發性、群體性事件，對學校進行有效的安全防護成為大家關注的重點。因此在學校建立一種科學、有效且節約人力、物力的綜合安防系統是保護校園安全和方便學生管理的重要手段。

1校園安防的現狀

目前學校大都已建立了基于硬盤錄像的安全系統，在重要場所安裝攝像設備，將視頻信號實時傳輸到中心控制機房，并在中心控制機房安排專人值守，通過判斷來實時監控。由于系統自身的原因，不可避免存在許多缺陷，使得在管理過程中經常會出現一些漏洞。第一，攝像設備只能監控面，不能精確監控到一個點，這樣往往出現很多監控的死角。第二，由于是圖像傳輸后再進行人工判斷，而不是實施感知異常侵入，因此這樣的監控一般都存在反應不及時等缺陷；第三，數據傳輸采用傳統的點點方式，無法構成一個的網絡。這給管理帶來很多不便；第四，采集信息單一，無法根據監控對象的實際情況和管理者的要求實現多樣化的監控信息監控，它只是一個靜態的監控系統；第五，一般學校都構建了校園局域網，基于硬盤錄像的安防系統，由于技術原因，無法連接到校園網上，也就無法利用網絡強大的信息管理功能，也不能利用因特網，實現異地監控管理；第六，不能提供全面的，實時的，自動的異常情況報警，降低了管理的效率，準確性和及時性^[1]。

2校園安防的系統設計

根據校園安全的總體要求，在利用目前最新科學技術及先進設備的基礎上，并結合校園的實際情況、結構環境，設計門禁系統、視頻監控系統、對講系統、指紋識別系統等。

2.1門禁系統

學校門禁管理系統是保證學生出入安全及管理學生校外活動的一種有效手段。門禁系統主要應用于重要部門的入口。出入人員采用非接觸感應卡出入大門，系統可以自動控制開關門，并且可以記錄人員出入的詳細信息，系統還可以通過硬件觸電連接或通過網關與閉路監控，防盜及消防報警實現系統間協調聯動。

2.1.1系統配置

每個學生配發一張遠距離感應識別卡（可使用瑞士EM公司EM卡，荷蘭PHILIPS公司的Mifare系列和Hitag系列、美國MOTOROLA公司、美國TI公司、HID公司的非接觸式智能卡），此卡存有學生的基本信息；門衛需設一臺門禁控制器；無線通信模塊（GSM/GPRS）；RS 458網絡；安裝系統的計算機及處理數據的主機；學生監護人擁有一臺GSM手機。系統軟件：能運行于Windows平臺和Internet Explorer瀏覽器上的門禁管理系統（可采用KINGCARD門禁控制系統）。

2.1.2工作原理

每一張感應識別卡都有一個惟一的卡號，學校將卡號和對應卡的手機號首先錄入到處理主機的數據庫中。當持有感應卡的學生到達裝有感應系統的大門時，通過射頻將卡中的數據傳輸到讀卡器中，讀卡器將卡號讀出傳送到處理主機，通過判斷，系統確認該學生為有效學生時，會將卡號和刷卡時間以短信的形式發送到與卡相關聯的手機中。這樣持有手機的管理者就能很清楚的了解學生進校和離校時間。大大增強了學校門衛管理力度。

2.1.3指紋識別系統

指紋識別系統是門禁系統的一個非常重要的補充。系統需指紋儀一臺，可采用RT300指紋儀，該機指紋容量達6 000枚，記錄容量達80 000條。識別指紋正確率達99.5%，該機采用了半導體活體指紋識別技術，因而從根本上杜絕了假指紋的問題。

2.2視頻監控系統

網絡視頻監視系統是將計算機網絡作為傳輸系統，任何時間、地點、場所實現監控，而且網絡視頻監控系統不需要大量電纜，大大節約了成本。此系統主要是由3部分組成，分別為前端系統、傳輸系統和監控系統。

2.2.1前端系統設計

由于校園中各個區域的重要程度不同，安全防護要求高低不同，所以在不同區域設置不同的監控設備。比如學校大門口人員復雜，又大多臨街，安全防護要求較高。所以可在學校門口內外安裝智能網絡高速球，對出入口附近有效范圍內的人員和車輛進行監控，也可對局部區域進行重點監控。對于像辦公樓、教學樓及重要通道走廊等重點區域，可以在出入口設置網絡紅外一體攝像機，以備需要時取證。對教室、機房、實驗室等場所可安裝網絡半球攝像機，可以對室內所有人員活動或設備進行監控。

2.2.2傳輸系統設計

網絡視頻監視系統是基于IP網絡設計，主要傳輸介質是以太雙絞線，此系統有效的與學校局域網相兼容。如果監控較遠的監控地點，可以配合使用光線網絡攝像機。

2.2.3監控系統設計

網絡監控系統，使用WH-N8000管理軟件平臺對校園網絡監控系統進行管理，這樣可以同時支持多臺應用服務器上的數百個視頻的實時傳輸、實時監控和中心錄像。并且可以較好地解決大型校園網絡視頻監控平臺建設諸如電子地圖、報警、錄像查詢等各類需求。

2.3對講系統

根據需要可在辦公樓或住宅樓的門口設置防盜設施和對講裝置，這要來訪客人和室內人員之間可以進行對講和可視。來訪人員可以通過輸入密碼或刷感應卡等措施進入樓內，否則需要室內人員通過室內分機遙控開啟防盜門的電控鎖使來訪人員進入樓內。

3校園安防的系統組成

按照校園安全防范系統的基本功能要求，體統組成主要包括信息采集、信息傳輸、信息處理3個組成部分，如圖1所示。

3.1信息采集

信息采集主要途徑就是從監控系統或紅外探測系統完成，它的主要功能是在第一時間獲得校園內各種人員及各種活動事件的信息。對安全決策提供有用的幫助。

3.2信息傳輸

信息傳輸在系統組成中起著至關重要的作用，當信息采集設備接收到各種信息后，將這些信息及時傳送到信息傳輸系統中，以便決策設備或機構及時獲取正確信息。在這個部分必須考慮傳輸介質的選擇和傳輸介質的分布和設計，遵守傳輸距離最小化、傳輸信息損失最小化原則。

3.3信息處理

信息處理是這個系統的核心。通常被稱為安防系統的“監控中心”，承擔對所采集的信息進行處理的全部工作。它負責整個安防系統的動態圖像監控、顯示、控制、記錄、指揮、調度、電力供給等任務。

4校園安全防護存在的障礙

4.1隱私問題

在物聯網中信息采集和交換設備大量使用，人們根據RFID標簽來監控與之相關的物品，但是對物品進行掃描定位和追蹤的主體不一定是物品的擁有者，這勢必會涉及到個人隱私侵權問題，國家機密與商業機密都存在著泄露的風險。

4.2地址問題

每個物品都需要在物聯網中被尋址，這就需要一個地址。物聯網需要更多的IP地址， IPv4資源即將耗盡，那就需要IPv6來支持。雖然IPv6的技術已經成熟，標準也基本完善，一些網絡基礎設施和核心設備都已陸續開始支持其使用，但是在具體實施的問題上，由于經濟利益上的關系，在目前還沒有普遍推廣，而是處于與IPv4相互并存和過度的階段。

4.3費用問題

學校作為非贏利性質的國家公共事業，教育機構的經費普遍相對緊缺，經費不足制約了不少學校校園安防工作的開展。花上幾百萬去弄一個安防工程是否值得，成了擺在相關領導面前一個頭疼的問題^[4]。

4.4規模化問題

規模化是目前生產物聯網所需要的芯片等組件的費用較高，若把所有物品都植入識別芯片花費自然不少，如何有效解決這一問題仍需要考慮。

4.5系統維護

校園安防系統建設完成之后很多學校都忽略了安防系統運營維護的問題，導致很多設備出現了故障得不到及時的反饋和維護。

5結語

文章通過把物聯網技術引進校園安防，初步構建了[LL]物聯網的校園安防應用平臺，初步實現了校園安全防范機制。考慮到物聯網技術并沒有廣泛應用，校園安防系統應用的完善性，安全性，擴展性和實用性等還需進一步加強。希望這套基于物聯網的校園安防設計方案能夠對今后的校園安防帶來更多進步，推動我國校園安防事業的進步。

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