基于物联网技术的校园智能安防系统设计

基于物联网技术的校园智能安防系统设
计
摘要：随着科学技术水平不断发展，社会正走向智能化发展道路，学校作为
培养新一代优秀人才的重要场所，更应该提升自身的科技水平，让学生接触到更
先进的科学技术。

因此，基于物联网技术设计校园安防系统不仅能够引导学生了
解和学习先进的科学技术，也能提升校园的安防水平，实现学校智能化管理，同时，基于物联网技术来设计和开发校园安防系统，能够提升校园安防相关信息建设，提升学校的安全性。

关键词：物联网技术；校园安防系统；智慧校园；设计与实现
1当前校园安防建设现状
校园是开展教育的栖息地，也是培养国家栋梁和人才的重要场所。

随着社会
经济的不断发展和进步，国与国之间的竞争可以说是人才与人才之间的竞争，也
是教育水平的竞争。

因此，国家政府和地方教育部门越来越重视校园的安防技术，为了有效开展校园的安防工作，校园内部的大量设备和设施都进行了改造创新，
虽然在一定程度上起到积极的作用，但是对社会的发展来说还远远不足。

尤其是
在当前科技信息发展迅速的新时代下，很多校园依旧采用人防形式。

这种模式需
要大量的人力供给，还存在一定的监控死角。

人为监控缺少高效性，只能在问题
发生后进行调整处理。

人防技术不能满足当代的发展需求。

信息融合度偏低，无
法实现网络信息的互通互联，虽然各个子系统可以进行连接，但是无法实现校园
智能安防的目标。

这种情况严重阻碍了我国教育事业的稳定发展，对于国家的社
会经济和科学技术等方面产生了一定影响。

2物联网技术的结构组成
物联网可以分散3个组成部分：感知层、网络层、应用层。

①感知层。

感知
层是位于物联网最底部的位置，它是物联网的地基，通过传感器获得相关的信息
和数据，然后将信息传递到上层关系网中。

在利用感知层进行安防系统的建设时，可以通过其了解到相关人员的基本信息，提供事件的图像和视频，师生也能通过
相关感知器进行身份识别。

②网络层。

网络层是物联网技术的核心，是数据传输
的主要平台。

通过网络层可以实现数据的接入与传输，能够利用无线或有线方式
构成相应的通信网络系统，完成信息交互。

③应用层。

应用层是高层部分，能够
实现物联网的功能管理，是完成客户端与服务端信息交互的应用，该层又可以分
为数据集成管理平台和业务平台，数据集成管理平台指的是实现所有采集传输的
数据的有效整合。

应用层能够通过人机交互平台、云平台和数据管理系统进行智
能操作和分析，为用户提供各种定制服务。

3基于物联网技术的校园安防系统设计分析
3.1校园安防系统的硬件设计
①防火报警模块。

防火报警模块主要将烟雾传感器MQ-2、温湿度传感器
SHT30所采集到的各节点信息，经汇总后传送至ZigBee节点，并实时传送至控制
中心，判断是否存在消防安全隐患并启动报警及喷淋器，如图1所示。

图1防火报警模块框图
②视频监控模块。

在校园大门、教学楼、食堂、宿舍和体育场所等重点区域，合理配置摄像头布局，构建全面的视频监控系统，将视频信息实时传送至计算机，由视频监控系统对视频中的关键信息进行提取并分析，完成实时监控任务。

以智
能视频分析技术和大数据技术为基础，将采集到的视频流建立样本数据库，对样
本库中的信息进行动态甄别，有效识别各类安全隐患并实时预警，实现校园安防
的事前预警、全天候、全自动的实时监控功能。

基于5G通信的视频监控，前端设备无须再通过有线网络进行视频回传，具
备5G通信模块的无线联网摄像机可实现即装即用，这种免拉线的部署方式大幅
缩短了安装周期，同时降低了部署成本。

比如临时布控的需求，在重点卡口、重
大活动地区、制高点等位置进行临时布控，采用5G移动布控球进行视频回传和
图像采集，识别嫌犯，掌握整体校园安防态势。

移动布控球设备可随时随地移动
部署，并快速完成架设，且本地可配置长时间续航的电池，也可外接电源系统，
确保安防系统可以长时间工作，保障监控工作的安全稳定运行。

③门禁模块。

门禁模块主要配置在校园大门、教室、实验室、办公室和寝室
等场所，主要由RFID身份识别、天线、警报装置和控制中心等。

首先要先为用
户配置RFID身份信息，当用户需要在装有门禁模块的场所出入时，以RFID身份
识别完成身份识别，经识别确认后可打开门禁。

若无法识别则门禁会保持关闭，
若访客强行闯入则会启动警报。

这一过程经控制器来完成控制。

④传输设计。

由于学校是一个拥有多种类型空间特点的地方，为了满足不同
场合、不同传输距离的要求，根据各个场所进行传输设计可以优化校园安防系统
的传输。

操场、球场、走道等室外场所距离监控中心较远，而且容易受到雷电的
影响，因此需要使用光纤作为传输方式，能够有效避免视频信号受到雷电、静电
等因素的影响，确保信号能够稳定采集和传输；由于采用的网络视频监控系统，
室内的监控点只需要通过网线接入到就近交换机的方式，但如果距离超过100m，
就可以考虑采用光纤传输；当需要穿越复杂电磁环境时，采用光纤传输方式可以
避免受到磁场的影响。

3.2校园安防系统的软件设计
校园智能安防系统软件平台包括客户端工作站和核心数据服务器两大部分。

其中，核心数据服务器主要包括核心软件和系统数据库等，是系统软件平台的重
要组成部分。

客户端工作站系统主要包含种类繁多的管理功能，比如故障管理、
用户管理、配置管理、日志管理和权限管理等功能。

系统需要具备日志管理功能，可以通过具体的操作日志记录操作人员的进入和退出系统的实际时间，还可以针
对具体的操作步骤和情况进行记录，支持日志信息的查询和相关报表的制作等程
序功能。

校园安防需要物联网和现代移动通信技术的智能安防系统，这也是新时
代信息技术发展的标准要求。

借助先进的科学技术和无线传感器以及射频识别等
技术建立物质和物质之间的连接，并对已经收集到的数据信息进行有效的识别和
深层次的分析探究，可以全程监测周围环境的实时情况，并在第一时间针对发生
的非法行为和不安情况进行有效解决。

随着科学技术的不断发展和完善，加上信
息化和智能化的发展，我国的校园智能安防系统会在不久的将来得到广泛的推广
和应用。

结语：
校园安全将是智慧校园的重要组成部分，校园安防系统将对校园内部的人、车、设备进行实时监控与检查，解决传统模式下校园安全管理的痛点和难点，实
现校内人、车、设备的实时监控和智能分析，为学校提供更精细化的管理手段。

设备采集的数据通过ZigBee技术、5G通信技术传输，结合视觉识别及分析技术，利用云端大脑进行图像识别，实现进出校园人员、车辆的身份识别，教师课堂点名，校内人员实时定位，体温测量等功能，主动预防校园安全事件发生，快速处
理校园安全事件，提前发现人员异常聚集，大幅提高了校园安全的保障水平。

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