基于人臉識別的幼兒園智能接送系統的設計與實現

姜麗莉 王澍廷 何一航

摘要：近年來，幼兒園里幼兒遇襲等突發性安全事件時常發生，幼兒園的安防問題已經成為我國社會治安防控體系中亟須解決的問題。為此，針對幼兒園外來人員造成的突發性安全事故問題，設計并開發了基于人臉識別的幼兒園智能接送系統，利用百度AI開放平臺的人臉識別技術為核心，利用JFinal等Web應用框架進行開發。旨在建設一套完善的可用于幼兒園環境的視頻監控與校園門禁的身份識別與預警系統，為幼兒園的孩子們提供更加安全的校園環境。

關鍵詞：平安校園;幼兒園信息管理;人臉識別

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0176-02

近年來，幼兒園里幼兒遇襲等事件時常發生，幼兒園的安防問題已經成為我國社會治安防控體系中亟須解決的問題。國家已在《“十三五”規劃規劃綱要》中提出了要充分利用新一輪科技革命帶來的歷史性機遇，改善社會治理，保障公共安全體系的需要[1]。在此背景之下，國內各地現已頻頻出臺中小學校以及幼兒園的平安校園建設標準，提出要利用網絡通信技術、自動化技術、智能技術等新興技術，從安全管理制度、日常管理制度等方面規范校園的安防制度，如視頻監控系統、校園進出身份識別系統等方面的建設，有效保障正常教學與校園安全[2]。

傳統接送方式中所用的登記手段費時費力，感應卡片容易丟失，又因為孩子缺乏辨別能力，使得陌生人接送的風險始終存在。能否確保將孩子送到監護人手中、能否確保進入幼兒園的人員都是孩子的監護人，是幼兒園治安防控體系亟須解決的問題。而利用人臉識別等新興智能技術，可以有效減輕幼兒園校方管理的工作量，完善幼兒園的安防體系，為孩子創造更加安全的環境。本文旨在開發一套基于人臉識別的幼兒園智能接送系統，通過人臉識別方式進行幼兒接送人員的身份認證，健全幼兒園的治安防控體系。

1 系統分析

長期以來，幼兒遇襲等幼兒園安全事故時常發生，頻頻出現于各大新聞媒體的報道之中，影響著成千上萬家庭的切身利益。能否確保將孩子送到監護人手中、能否確保進入幼兒園內的外部人員都是孩子的監護人，是目前平安校園政策與幼兒園治安防控體系中亟須解決的問題。

為了方便于校方與安保人員進行二次確認以及后續復查，避免不法人員冒用、偽造身份信息進入校園，制造校園突發性安全事件，危害孩子們的人身安全，接送系統應具有高實時性、高可讀性、難以偽造的身份認證報告，對于潛在的風險問題進行提前預警，這需要高安全性、高實時性的身份識別系統才能滿足需求[3]。

校園進出安防系統從以往利用機械鎖、電子鎖進行人工登記，到近幾年的感應卡、RFID射頻技術等新興門禁系統的出現，在安全性、便捷度等方面相比最原始的人工登記方式已經有長足進步[4]。而以人臉識別為代表的新一代智能技術具備更多的優勢：

（1）人臉識別技術以人的臉部圖像為依據進行身份驗證，認證信息的可讀性高、易于管理，可以輕松做到人工二次確認與復查。

（2）人臉識別技術目前比其他生物識別技術的識別正確率更高、拒絕率與誤識率更低。

（3）人臉識別技術可以進行活體檢測，避免指紋識別中可以利用的信息偽造問題，以及防止感應卡片遺失、冒用等情況的出現。

2 系統設計與實現

本次設計以百度AI開放平臺的人臉識別技術[5]為基礎，使用JFinal和jQuery進行系統設計，面向的主要用戶群體是幼兒園學生的家長、校方的安保人員與管理人員等。

2.1 功能結構設計

本次設計按照系統的業務功能需求分析的結果，將系統劃分為安防管理模塊、信息管理模塊、系統管理模塊等三個主要功能模塊。安防管理模塊包含監控管理、圖像采集、人臉識別等子模塊;信息管理包含人員管理、學生管理、監護人管理、接送管理等子模塊;系統管理包含用戶管理、系統日志等子模塊。本系統的功能結構圖如圖1所示。

2.2 硬件架構設計

本次設計的系統在硬件架構上主要由監控攝像頭、門禁系統、身份認證服務器、數據后臺服務器等硬件組成，并對系統架構劃分為表示層、業務邏輯層、數據訪問層以及硬件資源層。硬件架構圖如圖2所示。

2.3 典型模塊設計

2.3.1 安防管理模塊

本次設計的安防管理模塊包含了監控管理、人臉采集以及人臉識別等三個子模塊。監控管理子模塊包含了對園內監控以及人臉識別門禁等管理功能，其內集成了海康威視SDK，可以讓安保人員直接方便地對監控錄像、云臺等進行操作。人臉采集子模塊包含了對園內監控畫面以及人臉識別門禁的圖像采集功能，采集的視頻與圖像會進行持久化存檔，方便校方進行復查。人臉識別子模塊包含了對園內監控畫面以及人臉識別門禁的人臉識別功能，在識別成功后會對圖像進行身份標識，而識別失敗的人員會進行特別標識進行預警，方便校方與安保人員進行二次確認以及后續復查。

2.3.2 信息管理模塊

本次設計的信息管理模塊包含了人員管理、學生管理、監護人管理、接送管理等四個子模塊，對于相關人員需要進行人臉信息登記。人員管理子模塊包含了對教職工與安保人員的資料以及人臉信息的管理功能。學生管理子模塊包含了對學生資料以及人臉信息的管理功能。監護人子模塊包含了監護人資料以及人臉信息的管理功能。接送管理子模塊對監護人接送學生記錄進行管理，包含了時間、地點、監控畫面等信息進行存檔，可以方便校方與安保人員進行人員復查，并在突發性事件發生時充當第一手證據。

2.3.3 系統管理模塊

本次設計的系統管理模塊包含了用戶管理以及系統日志等子模塊。用戶管理子模塊包含了對系統用戶的登錄、信息管理、權限管理等功能，是系統進行用戶授權鑒權等安全性操作的關鍵部分，僅系統管理員具有查看與操作權限。另外提供了系統日志功能，以便系統管理員可以在系統出現異常或遭到外部侵入時，按照系統日志追蹤不法操作，并對數據進行數據恢復操作，提高系統的安全性。

2.4 管理界面設計與實現

在本次設計之中，考慮到系統在使用上的便捷性與安全性，提供了Web管理界面方便幼兒園的安保人員與園方管理人員進行操作，下文將對關鍵界面的設計與實現進行介紹。

2.4.1 學生管理界面

本系統在對學生管理界界面的設計中，提供了對幼兒園內所有學生的信息管理功能，包含了查看學生的姓名、性別、學號、班級、父母聯系方式以及家庭住址等信息，可以方便老師在突發情況時通過該界面查看并聯系孩子父母。

2.4.2 班級管理界面

本系統在對班級管理界界面的設計中，提供了對幼兒園內所有班級的信息管理功能，包含了查看各班級的人數與班主任等信息。

2.4.3 教師管理界面

本系統在對教師管理界界面的設計中，提供了對幼兒園內所有教師的信息管理功能，包含了查看各教師的姓名、教工號、科目與聯系方式等信息。

2.5.4 身份識別界面

本系統在對身份識別界面的設計中，提供了對外來人員的身份識別信息，并對識別結果進行存檔，可提供給安保人員與校方管理人員進行二次認證與后需核查。具體界面設計如圖3所示。

2.5.5 接送記錄界面

本系統在接送記錄界面提供了對幼兒園內所有學生的接送記錄的信息管理功能，包含了查看各學生的姓名、接送人、接送時的監督人員、監督人員的備注以及接送時間等信息，提供給安保人員與校方管理人員進行二次認證與后需核查。

3 結束語

該系統可以為各大幼兒園提供基于人臉識別技術所開發得更加安全的幼兒園安防管理系統，可以對幼兒園門口的外來人員進行身份識別，對幼兒園校方未登記的監護人與公安局內有過違法記錄的人員進行提前預警，避免突發性安全事件的發生。系統可以加強平安校園政策中幼兒園安防體系的不足，具有較好的現實意義與實用價值。

參考文獻：

[1] 第十二屆全國人民代表大會第四次會議. 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要[EB/OL].[2016-03-16]. http：//www.npc.gov.cn/wxzl/gongbao/ 2016-07/08/content_1993756.htm.

[2] 新京報. 北京平安校園建設標準出爐：校門口需24小時有人值守[N/OL]. 新華網[2018-03-04]. http：//www.xinhuanet.com/local/2018-03/04/c_1122483363.htm.

[3] 易連云，鄒太龍.大數據驅動下的高校平安校園建設研究[J].中國電化教育，2019（8）：57-62.

[4] 熊鋼，吳克力.多重身份認證的幼兒接送系統的設計與實現[J].淮陰師范學院學報（自然科學版），2015，14（1）：39-42.

[5] 李芳芳，吳秦英，李凌云，等.基于百度AI平臺人臉識別技術的校園食堂結賬系統[J].信息記錄材料，2019，20（4）：132-133.

【通聯編輯：光文玲】