物聯網下的校園監控技術及運用研究

呂志遠 蔣麗平

摘? ?要：隨著物聯網時代的到來，射頻識別技術、無線傳感技術、網絡攝像機技術等先進的物聯網技術已經被應用于各行各業之中，引領著時代變革與創新。在校園安全管理領域，要運用物聯網技術構建起網絡化、數字化、智能化的校園監控系統，實現對校園內外部環境的實時監控。本文從介紹物聯網的關鍵技術入手，論述了基于物聯網的校園監控技術運用與校園監控系統的構建。

關鍵詞：物聯網? 校園? 監控技術

中圖分類號：TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0143-02

物聯網是基于互聯網環境，利用各種裝置和技術實時采集光、熱、電、聲、力、生物、位置等各種類型信息，并將信息傳入網絡，智能化感知、識別和管理物品和過程，實現物與人、物與物之間泛在連接的一種互聯互通網絡。物聯網作為新一代信息技術，可將其應用到校園監控中，實現對校園內部環境的實時監控，為快速處理校園突發事件、加強校園消防監管、消除校園安全隱患提供技術支撐。

1? 物聯網的關鍵技術

1.1 射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）是物聯網中廣泛應用的關鍵技術，由標簽、讀寫器、天線等部分構成。其中，標簽對應唯一的電子編碼，錄入了識別對象的基本信息;讀寫器具備數據交換功能，用于讀取標簽上的信息;天線用于傳輸標簽與讀寫器之間的信息。在射頻識別技術應用中，通過讀寫器向標簽發射信號，借助天線裝置感應信號頻率，獲取標簽中的相關信息，實現對帶有標簽物體的信息跟蹤。

1.2 無線傳感網絡技術

無線傳感網絡由網絡、信號接收器、分布式傳感節點等部分構成，其中分布式傳感節點是重要組成部分。分布式傳感節點具備數據采集、處理和傳輸等功能，在無線傳感網絡技術應用中，通過在監控區有效布設傳感節點，及時采集、處理和傳輸監控對象信息，就能夠實現對監控區域的在線監控。當前，無線傳感網絡技術已經成為電子設備的必備技術之一。

1.3 網絡攝像機技術

網絡攝像機的主要構成部分包括圖像傳感器、聲音傳感器、鏡頭、網絡接口等，在監控系統中裝備網絡攝像機，可獲取數字化視頻信號，將其信號傳輸到監控中心，轉換為圖像和聲音顯示在屏幕上，真實記錄監控區域的人事物情況，實現網絡在線監測。

1.4 Zig Bee技術

Zig Bee是一種低速短距離傳輸的無線網上協議，支持多種網上拓撲，可應用于小范圍的無線通信控制領域，使得計算機設備與數字設備之間的互連不再依靠有線電纜。Zig Bee技術屬于雙向無線網絡技術，在構建物聯網平臺中，Zig Bee技術發揮著重要作用，可降低網絡運行成本，滿足低速率數據傳輸的應用需求。尤其在小范圍的監控區域內，應用Zig Bee技術可實現無線網絡化的遠程監控信息傳輸。

2? 物聯網下的校園監控技術運用

2.1 在校園門禁系統中的運用

射頻識別技術（RFID）是物聯網中的關鍵技術，將RFID技術應用于校園門禁系統中，可自動驗證師生身份信息，攔截身份不明人員進入校園，以強化對校園環境的安全監控。學校需向教職工和學生發放RFID卡，在RFID卡中輸入個人的基本信息，將RFID卡作為進出校園大門、圖書館、實驗樓等場所門禁系統的憑證。同時，學校還可利用射頻識別技術進行車輛管理，將車輛車主類別、類型、顏色等基本信息記錄到RFID標簽中，用以對車輛進出校園進行監控。此外，校園門禁系統還可對接校園一卡通，方便學生在食堂、宿舍等公共區域刷卡購物時進行身份認證，便于校園管理。

2.2 在消防監控系統中的應用

校園消防監控是校園監控的重點，為實現消防監控中心對監控設備的遠程操控，可應用Zig Bee技術互通無線電傳感信息，降低信息傳遞能耗，減少防火報警系統建設成本投入。學校可在易發生火災隱患的宿舍、教學樓、實驗室等建筑中安裝基于Zig Bee技術的防火報警系統，同時還要在重點監控區域安裝智能型煙霧探測器、可燃氣體探測器，將探測設備與監控中心的聲光報警系統連接，一旦發現火情立即發出報警提示，以達到快速疏散人群，最大程度降低火災損失的目的。

2.3 在網絡視頻監控中的應用

網絡視頻監控是校園監控的重要手段，通過構建起基于物聯網的網絡視頻監控系統，可及時掌握校園內突發事件的第一手資料，針對突發事件快速做出應對策略，降低突發事件的負面影響。在校園網絡視頻監控系統中，感知點可將模擬信號轉變為數字信號，并利用以太網擴大監控范圍，支持跨網關、跨路由的遠程視頻，確保監控終端可以看到更加高清、流暢的實時畫面。同時，在網絡視頻監控系統中還要設置報警功能，當校方無法控制突發事件時，網絡視頻監控系統可自動報警，以便快速出警幫助校方解決校園突發事件。

3? 物聯網下的校園監控系統構建

3.1 校園監控系統結構

基于物聯網的校園監控系統具備信息數字化、編碼壓縮高效化、協議開放化、監控實時化的特點，監控系統結構主要包括以下部分：一是校園建筑物。在各個建筑物的主要出入口以及校園內主要道路口布設監控點，并配置相應的節點服務器;二是監控中心。監控中心負責實時監控和管理全校區域，在監控中心下設分監控室，分監控室設置于各個建筑物中，以實現對各個區域的實時監控。三是監控網絡。利用以太網連互聯各建筑物和監控點，形成監控網絡，校園監控系統采用千兆光纜建設主干網絡。

3.2 校園監控系統功能

校園監控系統主要由感知層、網絡層、應用層構成，具體如下：

（1）感知層。感知層以數據采集系統為主，基于物聯網的監控數據采集系統采用了網絡攝像機、紅外對射報警器、RFID感應器、傳感器網關、RFID標簽、感應器節點、智能終端等先進的監控設備，可向監控中心實時傳送探測到的異常情況，并發出聲光一體警報信號，在屏幕上跳轉報警區域的圖像。校園監控系統可通過紅外對射報警器全天候采集校園邊界和主要出入口的信息，借助槍式紅外攝像機、高清網絡智能球形攝像機識別流動人員的體型特征、進出校園車輛信息、師生活動信息，以及教學樓、行政樓、圖書館、宿舍、地下室、停車場等監控區域的信息。

（2）網絡層。校園監控系統采用萬兆主干和雙核心的骨干網絡平臺和與計算平臺，在系統中接入路由器和各層交換機，劃分虛擬局域網，以增強監控網絡的安全性。同時，校園監控信號傳輸采用光纖和雙絞線傳輸方式，能夠滿足大量視頻數據遠距離和近距離的傳輸需求，有效防范雷電、電磁干擾等外界因素對信號傳輸的影響。

（3）應用層。應用層主要利用物聯網技術建設平安校園，校園監控系統應用層設備集中于監控中心，主要包括管理服務器、流媒體服務器、存儲服務器、解碼服務器、Web服務器、報警服務器和客戶端，使監控系統具備監控管理、海量存儲、日志管理、報警服務、高清圖像顯示等功能。同時，在應用層還采用高性能的硬件防火墻和防病毒系統，以保護監控系統的安全運行。

4? 結語

總而言之，物聯網是信息技術發展的產物，校園安全管理要重視物聯網在校園監控領域中的有效運用，通過引入先進的物聯網關鍵技術，構建起集校園門禁系統、網絡視頻監控系統、消防監控系統于一體的校園內部監控網絡體系，從而不斷提升校園監控技術水平，為創建安全穩定的校園內部環境打下堅實基礎。

參考文獻

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