基于物聯網技術的校園安防系統研究

摘要：基于當前蓬勃發展的物聯網應用技術，結合校園安防建設需求，圍繞校園安防系統前端采集系統組成、通信架構構建與系統應用功能設計，探索基于物聯網技術的校園安防系統解決方案。

關鍵詞：校園安防;物聯網技術;構建;功能

0? ? 引言

物聯網技術從人與人通信，擴展至人與物、物與物通信，真正實現了“泛在網絡”。物聯網技術的發展與應用，同樣也為校園安防系統實現開放兼容、系統集成聯動提供了可靠的技術支撐。

1? ? 物聯網技術的發展概況

物聯網主要著眼于物與物、人與物、人與自然交互，將RFID、二維碼、紅外感應器等裝設于人體、物體上，并與無線通信網絡、因特網相連，實現信息數據的采集、傳輸、處理，如圖1所示。隨著近年來NB-IoT、5G等基礎設施的不斷完善，配套以IPV6體系建立等，我國物聯網產業已經邁入“跨界融合、集成創新、規?；l展”階段，萬物互聯不再是紙上談兵。

同時，在“科教興國、人才興國”戰略方針指引下的校園建設必定以保證廣大師生人身安全與教育工作順利開展為前提。借力于以“全面感知、可靠傳輸、智能處理”為特點的物聯網技術，實現校園安防建設從傳統的人防、物防朝著智能技防方向發展必是大勢所趨。

2? ? 建設現狀與需求分析

2.1? ? 建設現狀

長期以來，由于建設資金短缺、技防意識薄弱、系統建設標準不一及技術落后等因素的制約，我國校園安防建設雖然已經布設了不少視頻、報警、門禁等系統，實際上很多還處于初級應用階段，無法實現全方位、聯動式的智慧應用，導致很多安全問題未能及時預防、處理。因此，充分利用現代物聯網技術，建設統一通信與存儲標準的安防系統，實現各系統互聯互通、資源共享顯得尤為迫切。

2.2? ? 需求分析

基于物聯網技術的校園安防系統構建，應根據校園安全業務的多維度需求，確定總體技術構建方案。要求系統在事件處置層面，能實現事前預警、事中聯動、事后追蹤;在要素配置層面，能做到人、物、技全要素有效參與;在技術研發與應用層面，實現有效探測感知與傳輸、精準智能應用的同時，要兼顧系統開發的先進友好、擴充開放及穩定實用等。

3? ? 系統構建方案

筆者將結合平安校園建設的探索實踐，將基于物聯網技術的校園安防系統建設內容歸納為視頻系統、校車系統、報警系統三大系統進行研究。

3.1? ? 設計原則

基于物聯技術應用的安防系統設計原則：

（1）高清：實現前端采集、傳輸、存儲、顯示的全高清;

（2）智能：智能行為分析、人臉/車牌識別、周界防范;

（3）融合：安防系統內部整合并對接業務管理系統，通過靈活的多域聯網、統一的安防接入，提升安防應用價值。

3.2? ? 整體架構設計

（1）平安校園內部物聯架構如圖2所示。

根據區域及監控防護對象不同，本系統分設學校、宿舍樓、門衛室三個監控中心，通過校園專網實現本校安防系統的互聯互通與全域覆蓋。

（2）校園三級聯網架構如圖3所示。學校通過教育專網實現與縣/區教育局、市教育局安防監控系統聯網管理。

該系統應用感知層、網絡層、應用層三層邏輯架構，實現采集業務、應用系統以及平臺對接，并滿足用戶個性化功能定制需求。

3.3? ? 系統物聯設計

3.3.1? ? 前端采集系統

前端采集系統由各類視頻采集設備組成，設備類型主要有網絡攝像機、硬盤錄像機等，其種類多樣，兼容性好。

本系統監控布置包括校園監控與校車監控。

（1）校園監控區域一般劃分為校園內外主出入口、校園周界、通道和道路、主要活動區域、校園重點部位、安保部門等;

（2）校車前端采集系統包括車載主機、攝像機、拾音器、報警按鈕、車載信息屏。接入整體架構如圖4所示，系統提供防違章、防違規、監督駕駛行為、監督學生安全、防暴力事件等功能。

3.3.2? ? 傳輸網絡

傳輸網絡包括各業務專網，互聯網，3G、4G網絡及各種其他無線技術（Wi-Fi/ZigBee/藍牙/紅外/RFID等）的應用等，其設計要點如下：

（1）支持不同存儲方案：集中存儲、分布式存儲;前端設備存儲、存儲服務器模式存儲、嵌入式服務器存儲等。

（2）多平臺聯網（圖5）：多個平臺，一套標準，無縫聯網，市教育廳平臺作為上級平臺，縣/區教育局平臺作為下級平臺;市平臺可以查看縣/區平臺監控;一個平臺癱瘓，不影響其他平臺。

3.3.3? ? 監控中心

采用以太網通信技術，監控中心為設置各應用服務器、大容量存儲設備和高清大屏顯示系統的主要場所。校園監控中心分設分控中心和總控中心兩部分，分控中心負責其區域下轄的包含視頻系統在內的聯網管理，總控中心對整個系統進行管理和應用。

4? ? 系統功能設計與應用

基于校園安防應用的特殊需求，系統構建應主要實現以下功能：

4.1? ? 業務功能

本系統主要功能分為以下三種：基本功能、融合功能、增值應用。

（1）基本功能：本系統基本功能包括實時監控、錄像回放、報警管理、解碼上墻、綜合查詢、用戶管理、資源管理、運維管理等。

（2）融合功能：實現視頻監控系統與電子考場系統、校園報警系統、教學錄播系統融合。

（3）增值應用：系統增值應用包括GIS指揮調度、可視化校車管理、視頻診斷、人臉識別、智能行為分析等。

4.2? ? 終端應用

系統提供移動終端服務，包括提供實時預覽、云臺控制、手機抓圖及自動系統巡視與處置等。

5? ? 結語

在我國校園安防建設實踐中，大力推進物聯網技術的校園應用，促進多業務系統集成，真正實現校園人、車、物全方位融合，其意義不言而喻。

[參考文獻]

[1] 李建元，顧躍宗，蘇雷，等.基于物聯網技術的智慧校園系統設計研究[C]//第十七屆全國青年通信學術年會、2012全國物聯網與信息安全學術年會論文集，2012：419-424.

[2] 葉忠杰，趙俊波.基于物聯網技術的校園綜治安全系統研究[J].現代電子技術，2012，35（22）：51-54.

收稿日期：2020-05-09

作者簡介：何飛泳（1974—），男，浙江諸暨人，高級工程師，主要從事信息智能化行業的工程咨詢、方案設計、施工應用、系統運維等工作。