物聯網技術下校園智能安防系統設計

文/陳凱

近年來，大量的智能移動終端設備不斷的涌現，對人們的生活、學習以及工作都產生了巨大的影響。尤其是智能移動設備和信息技術的迅猛發展，以及當前5G時代的到來。為了更好的迎接快速發展形勢，國家的相關部門提高對于校園安全體系的建設的重視力度。校園是任何一個國家都十分重要的地方，它是整個國家發展的基礎部分。重視校園智能安防系統的設計和研究是希望能為祖國未來的接班人提供良好的、智能化的教育教學環境，從而提高教學質量，并且能夠完善我國對于校園安防相關方面的信息建設，比如對于學校安全的人防、物防和技防標準予以推廣和完善，進而為增強我國綜合實力而奠定基礎，確保我國教育快速穩定健康的發展。

1 當前校園安防建設現狀

國家的興盛與教育脫不開關系。校園是教育的基地，是培養人才的重要場所，隨著現代社會的不斷進步和發展，國與國之間的競爭一定程度上來說是人才的競爭，也是教育的競爭。因此，國家相關部門加大了對于校園安防技術的重視力度，為了促進校園安防工作的開展，并對相關設施設備也進行了革新，雖然起到了一定積極的作用，但是還不夠，尤其是在當前這個信息發展迅猛的大時代下，大多數校園仍然是人防多于技防，這種模式需要大量的人力資源，存在監控區域死角，人為監控及時性不足，只能事后調取處理，技術并不能滿足當前的時代需求。比如視頻監控、消防報警、門禁管理等子系統沒有實現一體化，信息融合程度低，無法實現多方互通互聯，各子系統智能聯動，從而無法實現校園智能安防的目標，從一定程度上而言是制約了我國教育事業的發展，影響了我國社會經濟、科學技術等多方面的發展。

2 物聯網的結構組成

物聯網顧名思義是一種信息物理系統，它通過網絡將實質的物與物、人與物、人與人進行連接，連接后相互之間進行一定的信息交互、數據傳輸、系統的智能化管理、自主處理等等。一般來說它的結構組成有三部分，分別是感知層、網絡層、應用層。

2.1 感知層

感知層是地基，具備的主要是感知、獲取、識別物體的能力。通常來說，需要利用無線傳感器網絡部署、GPS感知、射頻識別感知、圖像采集器感知、二維碼標簽感知、各類傳感器感知等才能進行。

2.2 網絡層

物聯網技術的核心部分就在于信息數據的交互，網絡層的關鍵點正是這個部分，它可以說是信息交互的橋梁。在既定的通信協議下，感知層的信息數據利用無線或者有線的方式構成了通信網絡系統，從而完成了人與人、人與物、物與物的信息交互。

2.3 應用層

應用層在整個物聯網結構組成中很明顯是高層部分，這一層主要就是客戶端與服務端信息交互的應用。其中的主要內容是對感知信息處理應用后，通過人機交互平臺、終端設備應用程序、云平臺、數據庫管理系統等進行智能操作和分析。

3 校園智能安防系統設計分析

3.1 校園智能安防系統硬件選擇

任何環境下的智能安防系統硬件選擇都離不開基礎數據的收集，這是智能安防系統運行的基礎條件。那么在校園智能安防系統中需要對環境和成本，比如教學樓的溫度、煙霧濃度等進行數據收集。同時在固定的范圍內最快的進行信息傳輸采取一定合適的信息技術也是十分重要的。校園環境相較于其他環境而言不大，可以采用ZigBee技術進行無線數據傳輸，它具有批量小、數據格式較為簡單、信息交換效率較快的優點。此外，校園環境雖然不大，但是流動量確不小，對于圖像信號的要求較高，應當具備收集細節特征的能力，比如HDTV圖像質量標準就比較合適，因為它能在必要時提供更好的識別能力，或者有效的取證和智能視頻分析等等。并且HDTV相較于其他的圖像信號而言，圖像信號清晰度高，覆蓋范圍更廣，使得監視的范圍增加了，減少了相關設備設施的投入成本，符合經濟效益最大化的需求。

3.2 智能安防系統的關鍵技術

3.2.1 網絡傳輸協議

網絡傳輸協議顧名思義與數據的傳輸具有聯系。在智能安防系統中數據傳遞的是十分重要的部分，是整個系統中重要的功能之一，它起著重要的架構作用，能有效的將各個系統之間進行聯系起來，使得數據傳輸效率提高。其中傳輸的數據需要保證其準確性和安全性，這時就體現出了網絡傳輸協議的重要意義和作用，毫不夸張的說它是整個系統進行應用的重要內容之一。選擇了合適的傳輸協議，在設計時一般而言主要有兩種：一是TCP協議簇；二是RTP協議簇，它能數據傳輸的效率進行改進，對整個系統的運行有著重要的積極作用。目前而言，為了便于不同條件下都能進行數據交換，在物聯網技術的基礎上實現的數據傳輸方式比較多，比如利用Internet網絡、3G網絡或者WIFI等形式實現數據的網絡傳輸等，這是基于運營商提供的廣域MQ通信網絡實現的。

3.2.2 數據存儲

數據存儲主要是針對于安防系統中的信息中心而言的，它側重的是對于信息的存儲功能。要知道數據的存儲內容比較多樣，因此，在信息中心中部署數據存儲時需要靈活點，不能固化或者死板。通常來說，數據存儲有報警觸發、時間表、手動操作等多個方面的存儲需求，因此，需要規劃好各個部分，并保證其正常的運行。

3.3 系統軟件平臺設計

任何一個系統的應用必然離不開軟件系統的運行。在校園智能安防系統軟件中需要做好核心數據服務器（包含了整個系統中重要的數據信息和核心軟件）和客戶端工作站（是整個系統管理的主導部分，管理著各個部分的功能實現）的設計，這兩個部分都具有十分重要作用。

4 Zigbee技術在校園智能安防系統中的應用分析

一般而言，校園作為人口較為密集的場所，具有占地面積有限，各個教學區域環境較為復雜的特點。為了最大限度的發揮校園智能安防系統的作用，可以在校園智能安防系統中應用Zigbee技術。Zigbee技術，是一種短距離的無線通信技術，它的通信協議是IEEE802.15.4，它同時也叫紫峰。在一定范圍內，它的速率較低，個域網的功耗也不高，成本相對于其他而言較低，延時短、可靠性和安全性比較高。因此，在安防系統設計中應用的頻率也比較高，很多行業都涉及的到，比如工業控制、家居樓宇、健康醫療、現代農業等領域。Zigbee組網方式分別是星型(Star)，樹形(Tree)，網型(Mesh)這三種拓撲結構。鑒于校園不同于其他環境，校園的智能安防系統設計在一定范圍內需要各智能設備進行聯動，并通過檢測、采集的信息數據進行及時的控制關聯，所以網狀拓撲組網方式更加合適。

結合校園環境的實際情況應當對重點區域進行布置，比如學生上課的教室、教室辦公室、樓、宿舍等等位置。通過安裝網絡攝像頭和紅外傳感器等設施設備，先形成一個有效的傳感網絡，通過對應用圖像識別技術，與其他設備形成綜合聯動，保證整個系統的正常運行和使用。基于Zigbee技術的紅外防盜報警及無線視頻監控系統，具有智能的預測能力，無論是目標的路勁去向還是跟蹤拍攝，都能實時向監控中心傳輸信息，對相關目標的細節特征信息進行記錄并形成及時的反饋。這對于發生意外或者事故時能進行及時的處理，比如查看移動終端的信息和發送指令，最大程度的發揮出了校園智能安防系統的作用，具有重要意義。

5 結語

總而言之，在當今這個信息技術飛速發展的時代，對校園智能安防系統設計進行研究和分析是十分重要且必要的。這不僅僅是因為科學技術的不斷進步的需要，同時也是信息化和智能化技術的進一步深入發展的必然趨勢。同時，為了更好的迎接未來科學技術的挑戰，營造一個良好的校園環境也是十分重要的。尤其是當前我國的物聯網技術應用越來越廣的情況下，在校園安防工作中結合物聯網技術智能化的應用，是科學技術發展的必然要求，能最大限度的發揮出校園安防工作的優勢，從而促進我國教育事業更好的發展。