李勝　呼家龍　劉俞

[摘要]針對(duì)校園管理存在的信息處理手段落后的問(wèn)題，提出了一種基于RFID遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的校園安全管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，給出了無(wú)線傳感器和中間件技術(shù)在系統(tǒng)軟件中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該管理系統(tǒng)能夠?qū)π@安全實(shí)行全方位的監(jiān)控和管理，非工作人員接近重要或危險(xiǎn)區(qū)域自動(dòng)報(bào)警，學(xué)生在校內(nèi)信息及時(shí)與家長(zhǎng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了校園安全管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，提高了校園安全管理效率。

[關(guān)鍵詞]智慧校園；物聯(lián)網(wǎng)；中間件：RFID；ZigBee

[中圖分類號(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]1009-8097（2013）03-0095-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.019

引言

學(xué)校是教書(shū)育人的場(chǎng)所，安全和諧的校園環(huán)境關(guān)乎廣大師生的身心健康和生活秩序，也承載著每個(gè)家庭的幸福和社會(huì)穩(wěn)定等社會(huì)責(zé)任。隨著社會(huì)發(fā)展，校園突發(fā)事件明顯增多，不明身份的人很容易出入校園；家長(zhǎng)除了借助通信工具與老師進(jìn)行溝通，很難及時(shí)了解孩子出入校園信息；校內(nèi)重要場(chǎng)所、危險(xiǎn)區(qū)域除了視頻監(jiān)控、文字警示外，沒(méi)能借助現(xiàn)代新技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示、安全聯(lián)動(dòng)報(bào)警等功能。校園安全管理工作基礎(chǔ)薄弱，迫切需要借助技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)全方位、多渠道方式加強(qiáng)和諧校園建設(shè)管理。

近年來(lái)，隨著RFID技術(shù)提升、成本下降，使得其在物流管理、食品溯源、高速收費(fèi)等領(lǐng)域成功應(yīng)用，把RFID技術(shù)應(yīng)用到校園安防系統(tǒng)，必將有力促進(jìn)和諧校園的建設(shè)工作。

一.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)內(nèi)涵與特征

1.RFID原理及技術(shù)特性

RFID（Radio Frequency Identification System），即無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)，是一種無(wú)線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，也稱電子標(biāo)簽技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種創(chuàng)新，可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)來(lái)識(shí)別特定目標(biāo)并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，而無(wú)須在特定目標(biāo)與識(shí)別系統(tǒng)之間建立光學(xué)或機(jī)械接觸，它利用無(wú)須電波來(lái)傳送識(shí)別的數(shù)據(jù)。透過(guò)對(duì)象上的微電子芯片“標(biāo)簽”。每個(gè)標(biāo)簽都會(huì)自動(dòng)發(fā)射出特有的ID碼，通過(guò)無(wú)線傳輸，不須實(shí)體接觸即可完成數(shù)據(jù)交換，且數(shù)據(jù)交換時(shí)也無(wú)方向性要求，因此能夠提供充足的對(duì)象信息。它將相關(guān)信息傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里，用以對(duì)對(duì)象進(jìn)行追蹤、識(shí)別、排序和確認(rèn)。

無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)基本組成單元包括RFID標(biāo)簽（Tag）、RFID讀寫(xiě)器（Read）、數(shù)據(jù)傳送與處理系統(tǒng)。RFID標(biāo)簽是內(nèi)存帶有天線的芯片，芯片中存儲(chǔ)有能夠識(shí)別目標(biāo)的信息，它具有信息接收傳播穿透性強(qiáng)、持久性、種類多、存儲(chǔ)信息容量大等特點(diǎn)。讀寫(xiě)器由接收儀、發(fā)送器、收發(fā)器和控制模塊組成，控制模塊和收發(fā)器中的可編程邏輯控制器連接，實(shí)現(xiàn)溝通功能。讀寫(xiě)器通過(guò)接收標(biāo)簽發(fā)出的無(wú)線電波接收讀取數(shù)據(jù)，由控制計(jì)算器處理接收到的數(shù)據(jù)從而進(jìn)行管理控制。在主動(dòng)射頻系統(tǒng)中，標(biāo)簽中裝有電池；被動(dòng)射頻系統(tǒng)中，標(biāo)簽必須在讀寫(xiě)頭的一定范圍內(nèi)活動(dòng)，以便獲得能量傳輸數(shù)據(jù)。

2.適用于校園安防管理的電子標(biāo)簽的識(shí)別方式

讀寫(xiě)器識(shí)別電子標(biāo)簽的方式主要有三種：近距離人工刷卡、無(wú)源遠(yuǎn)距離識(shí)別和有源遠(yuǎn)距離識(shí)別。在系統(tǒng)集成中，識(shí)別方式的選擇是非常至關(guān)重要的，將直接影響到系統(tǒng)的讀取率和便利性。

近距離人工刷卡方式：高頻（HF）和低頻（LF）IC型電子標(biāo)簽（比如公交卡，傳統(tǒng)門禁卡等）與相應(yīng)讀寫(xiě)設(shè)備的應(yīng)用，由于其識(shí)別范圍在15cm之內(nèi)（標(biāo)簽到讀寫(xiě)器的直線距離），用戶必須將電子標(biāo)簽取出并上前靠近讀卡器才能被識(shí)別。這種方式盡管識(shí)別率高且成本低廉，但由于在使用中需要用戶依次逐個(gè)識(shí)別。在進(jìn)出校門的高峰期會(huì)形成擁擠現(xiàn)象，容易引發(fā)安全事故，所以目前這種工作方式幾乎已經(jīng)被淘汰。

無(wú)源遠(yuǎn)距離識(shí)別方式：超高頻（UHF）頻段以915M為主的讀卡設(shè)備和無(wú)源ID型電子標(biāo)簽的應(yīng)用，其識(shí)別范圍達(dá)到10米左右，可解決近距離人工刷卡方式識(shí)別效率低的問(wèn)題。個(gè)別較好的讀卡設(shè)備能夠支持多達(dá)50個(gè)射頻卡的同時(shí)并發(fā)讀卡，相交之前可大大改善用戶的通行速度，無(wú)需逐次排隊(duì)進(jìn)出校門。但這種方式仍存有很多應(yīng)用上的問(wèn)題：（1）無(wú)源電子標(biāo)簽不能被金屬物和人體遮擋，這就需要每個(gè)人在進(jìn)出校時(shí)不能背對(duì)讀卡器天線位置，同時(shí)電子標(biāo)簽也不能放置在衣服口袋或書(shū)包內(nèi)，也不能緊貼人體；（2）無(wú)源電子標(biāo)簽不可以與任何金屬物混放在一起，否則無(wú)法被識(shí)別到；（3）在識(shí)別范圍內(nèi)，大流量人員的出入也會(huì)造成較高的漏讀或錯(cuò)讀情況。這些缺陷的存在以至于這一技術(shù)基本無(wú)法應(yīng)用于平安校園領(lǐng)域。

有源遠(yuǎn)距離識(shí)別方式：主要以2.4～2.48G頻段為主，最有實(shí)用價(jià)值，同時(shí)也是最適合校園的一種識(shí)別方式。使用有源的讀卡器設(shè)備和電子標(biāo)簽識(shí)別距離極遠(yuǎn)，可在50米半徑范圍內(nèi)輕松讀取，同時(shí)支持多達(dá)200個(gè)電子標(biāo)簽的同時(shí)并發(fā)讀取，最關(guān)鍵的是有源電子標(biāo)簽?zāi)軌蚩朔梭w、衣物以及非封閉金屬環(huán)境等遮擋，大量學(xué)生一起進(jìn)出依然能保證極高的讀取準(zhǔn)確率。

3.RFID中間件及其在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的作用

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟及系統(tǒng)應(yīng)用的不斷推廣普及，許多的應(yīng)用將涉及廣泛的設(shè)備范疇，其間所涉及的采集設(shè)備（如各類傳感器、RFID讀寫(xiě)器）種類繁多，如何最大限度縮短應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)周期，統(tǒng)一管理各種硬件設(shè)備，與第三方軟件的系統(tǒng)集成等許許多多實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題催生出新的系統(tǒng)誕生一一中間件。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)綜合處理平臺(tái)（簡(jiǎn)稱中間件）在研究多種類型的讀卡器接口方式、通訊協(xié)議等基礎(chǔ)上研發(fā)出可以適用不同的硬件（讀卡）設(shè)備，能提供多種策略的該平臺(tái)數(shù)據(jù)被應(yīng)用軟件靈活調(diào)用。RFID中間件扮演應(yīng)用程序與RFID標(biāo)簽之間的中介角色，中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口（API）供應(yīng)用程序端使用，即能連到RFID讀寫(xiě)器，讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，即使讀寫(xiě)RFID讀寫(xiě)器種類增加、改由其他軟件取代或應(yīng)用程序增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對(duì)多連接的維護(hù)復(fù)雜性問(wèn)題。該平臺(tái)具有對(duì)不同類型的讀卡器設(shè)備進(jìn)行管理和參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)過(guò)濾（時(shí)間過(guò)濾、條件過(guò)濾等）、實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行、建立數(shù)據(jù)表并與數(shù)據(jù)庫(kù)連接等功能，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展不僅創(chuàng)造了可持續(xù)發(fā)展的共性平臺(tái)、綜合平臺(tái)，更為將來(lái)更多的開(kāi)環(huán)（大型）系統(tǒng)的應(yīng)用奠定了扎實(shí)的開(kāi)放的環(huán)境基礎(chǔ)，極大的降低勞動(dòng)成本、提高開(kāi)發(fā)效率及更好的整合兼容性。中間件系統(tǒng)應(yīng)用見(jiàn)圖1。

中間件是一種開(kāi)放的、可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)，支持“不同廠家、不同型號(hào)、不同數(shù)據(jù)格式、不同通信協(xié)議、不同通信方式”的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備：利用“二次采集”技術(shù)，對(duì)終端設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行“二次采集”，即對(duì)采集到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換，輸出標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)；當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠自動(dòng)提醒和處理，甚至自動(dòng)修復(fù)，并且不影響其他相關(guān)終端設(shè)備的正常工作，很大程度上減少了維護(hù)難度：能對(duì)不同類型物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)各進(jìn)行獨(dú)立且便捷的配置、添加和管理，甚至可以控制設(shè)備的工作狀態(tài)和采集速度：能獨(dú)立分析不同廠家和型號(hào)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)分析、長(zhǎng)度分析和綜合分析，把“專業(yè)的數(shù)據(jù)”變成“通用的數(shù)據(jù)”；能支持500個(gè)以上終端設(shè)備同時(shí)運(yùn)行；能根據(jù)用戶需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制、十進(jìn)制、字符串格式，具有“標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)輸出”技術(shù)，便于數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)。

4.ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)是一組基于IEEE802.15.4無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的、面向自動(dòng)化和無(wú)線控制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方案，相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee是成本和功耗最低的技術(shù)。ZigBee的低數(shù)據(jù)率和通信范圍較小的特點(diǎn)，決定了它適合承載數(shù)據(jù)流量較小的通信業(yè)務(wù)。其通信速率在2.4GHz時(shí)為250Kb/s，在915MHz時(shí)為40Kb/s，在868MHz時(shí)為20Kb/s，傳輸距離為10～75m。

ZigBee主要適合于傳感、遠(yuǎn)程控制和工業(yè)控制領(lǐng)域。數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間通過(guò)ZigBee相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要極小的能量，將通信數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電波以接力的方式從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，不僅通信效率很高，網(wǎng)絡(luò)容量也大，一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)可容納多達(dá)1個(gè)主設(shè)備和254個(gè)從設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可同時(shí)容納近百個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。這些特點(diǎn)使得其在傳感器網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)監(jiān)控、安全系統(tǒng)、家庭監(jiān)控等領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。

二.平安校園管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，大多數(shù)學(xué)校的校園信息管理系統(tǒng)僅僅發(fā)布學(xué)校相關(guān)信息，校園主要場(chǎng)所或重要區(qū)域安裝攝像監(jiān)控，學(xué)校、學(xué)生和家長(zhǎng)之間只能以電話、手機(jī)等通信工具取得聯(lián)系。由于教師要面對(duì)許多學(xué)生，不可能有過(guò)多的精力每天逐一與家長(zhǎng)進(jìn)行電話溝通。因此三者之間無(wú)法進(jìn)行及時(shí)有效的信息溝通，家長(zhǎng)對(duì)孩子在校的情況也不能做到全面、及時(shí)地了解與掌握。傳統(tǒng)的校園管理系統(tǒng)存在著管理效率低、成本高、功能有限等不足。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，給校園安防系統(tǒng)帶來(lái)技術(shù)性的飛躍，使學(xué)校、家長(zhǎng)與學(xué)生三者之間信息及時(shí)互通成為可能。平安校園管理系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、RFID射頻識(shí)別與無(wú)線通信技術(shù)，打造的具有安全、支付、家校溝通、信息采集等功能的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)的將學(xué)生考勤、學(xué)習(xí)、考試、作業(yè)、體檢信息、消費(fèi)情況等進(jìn)行反饋，建立學(xué)校家長(zhǎng)方便快捷、有效及時(shí)溝通的教育信息互動(dòng)平臺(tái)，對(duì)校園重要區(qū)域或危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行電子監(jiān)控報(bào)警，實(shí)現(xiàn)防患于未然。平安校園安防管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

三.平安校園管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)技術(shù)主要由三個(gè)層的設(shè)備構(gòu)成，底層包括身份識(shí)別裝置（密碼、指紋（生物識(shí)別）、讀卡（IC或ID等））、電子門鎖、出門按鈕、報(bào)警傳感器和報(bào)警喇叭等；控制器用來(lái)接收底層設(shè)備采集來(lái)的人員信息，與服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)校驗(yàn)其授權(quán)情況后做出處理；龐大的門禁系統(tǒng)是將多個(gè)控制器、底層設(shè)備構(gòu)筑的小系統(tǒng)通過(guò)通信總線與中央控制計(jì)算機(jī)相聯(lián)所組成。門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3。

其功能可概括為權(quán)限管理——每個(gè)出入口可對(duì)進(jìn)出的人進(jìn)行授權(quán)，限制某一個(gè)或多個(gè)人員是否可以通過(guò)此出入口，常用的判斷方式有密碼、指紋（生物識(shí)別）、讀卡（IC或ID）等，還可對(duì)該出入口指定時(shí)間段的進(jìn)出情況給予設(shè)置：實(shí)時(shí)監(jiān)控_系統(tǒng)管理員可以通過(guò)終端機(jī)實(shí)時(shí)查看每個(gè)出入口及區(qū)域的人員進(jìn)出情況以及它們的狀態(tài)（包括出入口當(dāng)前開(kāi)關(guān)狀態(tài)和各種非授權(quán)狀態(tài)的報(bào)警等）；也可以在緊急狀態(tài)關(guān)閉或打開(kāi)所有或單個(gè)的出入口；記錄查詢——系統(tǒng)可儲(chǔ)存所有的狀態(tài)記錄、進(jìn)出記錄，可按不同的查詢條件查詢，配備相應(yīng)考勤軟件可實(shí)現(xiàn)考勤、門禁一卡通：異常報(bào)警——在異常情況下可實(shí)現(xiàn)終端機(jī)報(bào)警或報(bào)警器報(bào)警，如：門超時(shí)未關(guān)、非法侵入等。

2.校園危險(xiǎn)區(qū)域安防系統(tǒng)

校園危險(xiǎn)區(qū)域安防系統(tǒng)是為加強(qiáng)對(duì)特定區(qū)域的安全防范，結(jié)合人機(jī)對(duì)話以及邏輯判斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能控制，使得系統(tǒng)更加靈活，具有前瞻性。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)外圍周界檢測(cè)及防御一一對(duì)周界進(jìn)行智能分析檢測(cè)，可對(duì)外圍徘徊人員進(jìn)行語(yǔ)音警告，并對(duì)翻越人員進(jìn)行有效防御，采取智能檢測(cè)可有效避免誤檢和漏檢，通過(guò)軟件智能分析可有效區(qū)分人員或動(dòng)物干擾；過(guò)渡區(qū)檢測(cè)及防御——對(duì)位于核心區(qū)域與外圍防御區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)采取跟蹤定位，當(dāng)外圍區(qū)域被侵入時(shí)快速定位侵入人員并采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行防御，同時(shí)可結(jié)合視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)其進(jìn)行抓拍：核心區(qū)域防御——此功能包括門窗的檢測(cè)防御，以及重要區(qū)域的緊急防御，同時(shí)對(duì)該區(qū)域的重要出入口實(shí)施緩沖措施，即對(duì)出入口區(qū)域設(shè)定緩沖區(qū)，當(dāng)該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)多人的情況下系統(tǒng)需要所有人員驗(yàn)證身份后才許可進(jìn)入，可有效避免內(nèi)外結(jié)合以及跟隨人員進(jìn)入的可能性；緊急防御功能——此功能只在當(dāng)核心區(qū)域被侵入時(shí)才啟動(dòng)，在正常情況下用戶是安全的，能有效避免無(wú)侵入情況下的誤觸發(fā)；備用電源功能——確保供電失常情況下，系統(tǒng)仍能保持一段時(shí)間的正常使用，使通訊暢通無(wú)阻，有效避免非法人員企圖通過(guò)中斷電源來(lái)入侵系統(tǒng)。

3.師生考勤集成系統(tǒng)

基于RFID技術(shù)的學(xué)生上課出勤和教師考勤系統(tǒng)是指利用自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和無(wú)線射頻管理學(xué)生和教師是否按時(shí)進(jìn)入各自指定區(qū)域的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別身份信息——在學(xué)生/教師進(jìn)入教室的時(shí)候，閱讀器讀取當(dāng)前進(jìn)入教室的學(xué)生/教師ID卡電子標(biāo)簽號(hào)，并通過(guò)與后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)的信息對(duì)比，從而自動(dòng)識(shí)別該學(xué)生/教師進(jìn)入教室時(shí)的身份并記錄在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中；課程排班對(duì)比：當(dāng)學(xué)生/教師進(jìn)入讀寫(xiě)器識(shí)別范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把其證件ID號(hào)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的學(xué)生班級(jí)名冊(cè)或課程排班表進(jìn)行比對(duì)，核對(duì)目前所處教室的班級(jí)名單以及檢查上課教室是否符合教師授課；生成出勤/考勤記錄一一針對(duì)核對(duì)正確的學(xué)生/教師，自動(dòng)記錄出勤/考勤時(shí)間，并根據(jù)時(shí)間條件判斷是否曠課或遲到，同時(shí)自動(dòng)更新后臺(tái)的考勤數(shù)據(jù)表，并由此實(shí)時(shí)計(jì)算出勤/考勤合格率。

為預(yù)防少數(shù)學(xué)生試圖蒙騙考勤系統(tǒng)而可能同時(shí)攜帶別人的ID卡的情況，可由任課教師使用手持機(jī)等便攜設(shè)備即時(shí)清點(diǎn)學(xué)生ID卡總數(shù)，如與系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出的人數(shù)不符，則說(shuō)明有無(wú)效的學(xué)生ID信息。師生考勤集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

4.短信平臺(tái)系統(tǒng)

學(xué)生是否按時(shí)到校、何時(shí)離開(kāi)校園以及在校出勤等表現(xiàn)情況是家長(zhǎng)極為關(guān)心的，短信平臺(tái)是學(xué)校與家長(zhǎng)之間最為有效的溝通平臺(tái)。

短信平臺(tái)系統(tǒng)具備自動(dòng)發(fā)送即時(shí)信息一一學(xué)生到校（上學(xué)）、離校（放學(xué)）時(shí)，相關(guān)的安全信息會(huì)通過(guò)短信貓（貓池）自動(dòng)發(fā)送到與該學(xué)生所佩戴電子標(biāo)簽ID號(hào)匹配的家長(zhǎng)手機(jī)上，以便家長(zhǎng)及時(shí)了解子女上學(xué)及放學(xué)的安全情況，同時(shí)也可以用此功能發(fā)送例如：家長(zhǎng)會(huì)、要求家長(zhǎng)提供的教育協(xié)助信息、放假通知等信息；缺席自動(dòng)警報(bào)一一如果某位學(xué)生的電子標(biāo)簽沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間段被識(shí)別到，則系統(tǒng)自動(dòng)判斷為缺席，則將自動(dòng)發(fā)出警報(bào)提示，提示學(xué)校管理員注意，并自動(dòng)將警報(bào)信息發(fā)送給其家長(zhǎng)，從而方便采取下一步措施；集中式緊急通知——如果遇到緊急意外情況，可以在第一時(shí)間將緊急意外情況通知到所有家長(zhǎng)，準(zhǔn)確、快捷、通知率高，保證所有學(xué)生的安全；查詢便利——借助網(wǎng)絡(luò)的拓展功能可以將客戶端安裝在學(xué)校任何一臺(tái)電腦上，方便學(xué)校相關(guān)部門分級(jí)分權(quán)限地來(lái)查詢和打印有關(guān)信息，短信平臺(tái)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

5.網(wǎng)絡(luò)視頻集成系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是指使用寬帶網(wǎng)絡(luò)提供聲音、圖像和各種報(bào)警信號(hào)，遠(yuǎn)距離采集、傳輸、儲(chǔ)存與處理的全新的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)視頻集成系統(tǒng)不僅具有攝錄像功能，還能根據(jù)編組的讀卡器讀到的相關(guān)信息進(jìn)行相應(yīng)處理：自動(dòng)采集發(fā)送——當(dāng)與攝像頭編組的讀卡器讀取到電子標(biāo)簽ID時(shí)，該攝像頭將會(huì)自動(dòng)采集當(dāng)前幀（畫(huà)面），進(jìn)行預(yù)處理后保存為圖片，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器；自動(dòng)警報(bào)一一如某些特定區(qū)域讀取到的電子標(biāo)簽ID號(hào)，且該人物不可進(jìn)入此區(qū)域，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)送一條包含報(bào)警時(shí)間、報(bào)警地點(diǎn)的報(bào)警短信給該電子標(biāo)簽的持有人，并將畫(huà)面信息和相關(guān)證據(jù)存入服務(wù)器；查詢歷史記錄——根據(jù)特定條件，如：時(shí)間段、攝像頭安裝點(diǎn)、電子標(biāo)簽ID號(hào)、用戶名等等進(jìn)行有針對(duì)性的查詢，調(diào)出歷史記錄或拷貝至移動(dòng)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)視頻集成結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。

6.防火報(bào)警系統(tǒng)

基于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)zigBee技術(shù)的防火預(yù)警系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的有線或人工預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)效率高、施工復(fù)雜度低。這種防火報(bào)警系統(tǒng)由分布于校園多個(gè)局部監(jiān)控系統(tǒng)和中央監(jiān)控系統(tǒng)組成。局部監(jiān)控系統(tǒng)包含協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)、計(jì)算機(jī)、報(bào)警設(shè)備和多層路由等。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)相連，由路由節(jié)點(diǎn)對(duì)分布在校園有安全隱患場(chǎng)所配置傳感器的子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行來(lái)回呼喚、檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)校園火災(zāi)隱患的早期報(bào)警。

傳感器節(jié)點(diǎn)采用新型煙霧、溫度或一氧化碳傳感器，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，判斷是否有火災(zāi)安全隱患，通過(guò)無(wú)線通信協(xié)議ZigBee把相關(guān)數(shù)據(jù)傳給路由節(jié)點(diǎn)，由其匯總給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)乃至計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化的校園防火報(bào)警系統(tǒng)。通過(guò)有線的方式將分散的局部防火報(bào)警系統(tǒng)連接起來(lái)，組建成整體的校園防火報(bào)警系統(tǒng)，并匯聚形成校園防火報(bào)警中央監(jiān)控系統(tǒng)。一旦發(fā)生火災(zāi)，校園防火報(bào)警系統(tǒng)可以通過(guò)多種方式報(bào)警，準(zhǔn)確地確定火災(zāi)發(fā)生的位置，可與消防部門聯(lián)動(dòng)，降低火災(zāi)損失。

7.圖書(shū)借閱及餐飲消費(fèi)等系統(tǒng)平臺(tái)

在校園安全管理系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，只要在例如圖書(shū)館、食堂等地安裝讀寫(xiě)器設(shè)備，并將學(xué)生，教師佩戴的RFID電子標(biāo)簽號(hào)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)配以所需的應(yīng)用軟件就可以實(shí)現(xiàn)所需的功能。

在餐飲方面，如果較早前的一卡通設(shè)備皆采用13.56MHz頻段的HF設(shè)備，

只需要額外配備雙頻卡，900MHz+13.56MHz，或2.4GHz+13.56MHz即可聯(lián)網(wǎng)。

四.模擬測(cè)試

依據(jù)本文的設(shè)計(jì)方案，在作者所在單位搭建3間教室、有70余名學(xué)生參與的智慧校園安全管理系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境。在教室入口處模擬設(shè)置上學(xué)、下學(xué)門禁功能并兼作師生考勤；家長(zhǎng)短信通知模擬發(fā)送給輔導(dǎo)員；一間教室模擬為危險(xiǎn)區(qū)域自動(dòng)報(bào)警；網(wǎng)絡(luò)視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。通過(guò)收集半年的試運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)意外故障，RFID檢測(cè)正確率99%（由于個(gè)別學(xué)生持有的RFID卡失效造成漏讀），短信通知發(fā)出率100%，能及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)出預(yù)警信息，參與模擬測(cè)試的師生對(duì)預(yù)設(shè)的功能實(shí)現(xiàn)非常滿意，該系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有利于安全和諧校園建設(shè)。后期將繼續(xù)完善相關(guān)功能，逐步研究拓展智慧校園涵蓋的范圍和技術(shù)。

五.結(jié)束語(yǔ)

RFID技術(shù)能夠有效增加校園安全的監(jiān)控力度，拓寬校園安全監(jiān)控范圍，有力地促進(jìn)智慧校園綜合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。通過(guò)校園門禁管理、短信平臺(tái)、考勤管理、安全監(jiān)控系統(tǒng)等平臺(tái)應(yīng)用，建設(shè)一個(gè)可視化的校園綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全新的智能化校園。

編輯：小西