物联网下的校园监控技术及运用研究
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作者:吕志远 蒋丽平
摘 要：随着物联网时代的到来，射频识别技术、无线传感技术、网络摄像机技术等先进的物联网技术已经被应用于各行各业之中，引领着时代变革与创新。在校园安全管理领域，要运用物联网技术构建起网络化、数字化、智能化的校园监控系统，实现对校园内外部环境的实时监控。本文从介绍物联网的关键技术入手，论述了基于物联网的校园监控技术运用与校园监控系统的构建。
关键词：物联网 校园 监控技术
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0143-02
物联网是基于互联网环境，利用各种装置和技术实时采集光、热、电、声、力、生物、位置等各种类型信息，并将信息传入网络，智能化感知、识别和管理物品和过程，实现物与人、物与物之间泛在连接的一种互联互通网络。物联网作为新一代信息技术，可将其应用到校园监控中，实现对校园内部环境的实时监控，为快速处理校园突发事件、加强校园消防监管、消除校园安全隐患提供技术支撑。
1 物联网的关键技术
1.1 射频识别技术
射频识别技术（RFID）是物联网中广泛应用的关键技术，由标签、读写器、天线等部分构成。其中，标签对应唯一的电子编码，录入了识别对象的基本信息;读写器具备数据交换功能，用于读取标签上的信息;天线用于传输标签与读写器之间的信息。在射频识别技术应用中，通过读写器向标签发射信号，借助天线装置感应信号频率，获取标签中的相关信息，实现对带有标签物体的信息跟踪。
1.2 无线传感网络技术
无线传感网络由网络、信号接收器、分布式传感节点等部分构成，其中分布式传感节点是重要组成部分。分布式传感节点具备数据采集、处理和传输等功能，在无线传感网络技术应用中，通过在监控区有效布设传感节点，及时采集、处理和传输监控对象信息，就能够实现对监控区域的在线监控。当前，无线传感网络技术已经成为电子设备的必备技术之一。
1.3 网络摄像机技术
网络摄像机的主要构成部分包括图像传感器、声音传感器、镜头、网络接口等，在监控系统中装备网络摄像机，可获取数字化视频信号，将其信号传输到监控中心，转换为图像和声音显示在屏幕上，真实记录监控区域的人事物情况，实现网络在线监测。
1.4 Zig Bee技术
Zig Bee是一种低速短距离传输的无线网上协议，支持多种网上拓扑，可应用于小范围的无线通信控制领域，使得计算机设备与数字设备之间的互连不再依靠有线电缆。Zig Bee技术属于双向无线网络技术，在构建物联网平台中，Zig Bee技术发挥着重要作用，可降低网络运行成本，满足低速率数据传输的应用需求。尤其在小范围的监控区域内，应用Zig Bee技术可实现无线网络化的远程监控信息传输。
2 物联网下的校园监控技术运用
2.1 在校园门禁系统中的运用
射频识别技术（RFID）是物联网中的关键技术，将RFID技术应用于校园门禁系统中，可自动验证师生身份信息，拦截身份不明人员进入校园，以强化对校园环境的安全监控。学校需向教职工和学生发放RFID卡，在RFID卡中输入个人的基本信息，将RFID卡作为进出校园大门、图书馆、实验楼等场所门禁系统的凭证。同时，学校还可利用射频识别技术进行车辆管理，将车辆车主类别、类型、颜色等基本信息记录到RFID标签中，用以对车辆进出校园进行监控。此外，校园门禁系统还可对接校园一卡通，方便学生在食堂、宿舍等公共区域刷卡购物时进行身份认证，便于校园管理。
2.2 在消防监控系统中的应用
校园消防监控是校园监控的重点，为实现消防监控中心对监控设备的远程操控，可应用Zig Bee技术互通无线电传感信息，降低信息传递能耗，减少防火报警系统建设成本投入。学校可在易发生火灾隐患的宿舍、教学楼、实验室等建筑中安装基于Zig Bee技术的防火报警系统，同时还要在重点监控区域安装智能型烟雾探测器、可燃气体探测器，将探测设備与监控中心的声光报警系统连接，一旦发现火情立即发出报警提示，以达到快速疏散人群，最大程度降低火灾损失的目的。
2.3 在网络视频监控中的应用
网络视频监控是校园监控的重要手段，通过构建起基于物联网的网络视频监控系统，可及时掌握校园内突发事件的第一手资料，针对突发事件快速做出应对策略，降低突发事件的负面影响。在校园网络视频监控系统中，感知点可将模拟信号转变为数字信号，并利用以太网扩大监控范围，支持跨网关、跨路由的远程视频，确保监控终端可以看到更加高清、流畅的实时画面。同时，在网络视频监控系统中还要设置报警功能，当校方无法控制突发事件时，网络视频监控系统可自动报警，以便快速出警帮助校方解决校园突发事件。
3 物联网下的校园监控系统构建
3.1 校园监控系统结构
基于物联网的校园监控系统具备信息数字化、编码压缩高效化、协议开放化、监控实时化的特点，监控系统结构主要包括以下部分：一是校园建筑物。在各个建筑物的主要出入口以及校园内主要道路口布设监控点，并配置相应的节点服务器;二是监控中心。监控中心负责实时监控和管理全校区域，在监控中心下设分监控室，分监控室设置于各个建筑物中，以实现对各个区域的实时监控。三是监控网络。利用以太网连互联各建筑物和监控点，形成监控网络，校园监控系统采用千兆光缆建设主干网络。 3.2 校园监控系统功能
校园监控系统主要由感知层、网络层、应用层构成，具体如下：
（1）感知层。感知层以数据采集系统为主，基于物联网的监控数据采集系统采用了网络摄像机、红外对射报警器、RFID感应器、传感器网关、RFID标签、感應器节点、智能终端等先进的监控设备，可向监控中心实时传送探测到的异常情况，并发出声光一体警报信号，在屏幕上跳转报警区域的图像。校园监控系统可通过红外对射报警器全天候采集校园边界和主要出入口的信息，借助枪式红外摄像机、高清网络智能球形摄像机识别流动人员的体型特征、进出校园车辆信息、师生活动信息，以及教学楼、行政楼、图书馆、宿舍、地下室、停车场等监控区域的信息。
（2）网络层。校园监控系统采用万兆主干和双核心的骨干网络平台和与计算平台，在系统中接入路由器和各层交换机，划分虚拟局域网，以增强监控网络的安全性。同时，校园监控信号传输采用光纤和双绞线传输方式，能够满足大量视频数据远距离和近距离的传输需求，有效防范雷电、电磁干扰等外界因素对信号传输的影响。
（3）应用层。应用层主要利用物联网技术建设平安校园，校园监控系统应用层设备集中于监控中心，主要包括管理服务器、流媒体服务器、存储服务器、解码服务器、Web服务器、报警服务器和客户端，使监控系统具备监控管理、海量存储、日志管理、报警服务、高清图像显示等功能。同时，在应用层还采用高性能的硬件防火墙和防病毒系统，以保护监控系统的安全运行。
4 结语
总而言之，物联网是信息技术发展的产物，校园安全管理要重视物联网在校园监控领域中的有效运用，通过引入先进的物联网关键技术，构建起集校园门禁系统、网络视频监控系统、消防监控系统于一体的校园内部监控网络体系，从而不断提升校园监控技术水平，为创建安全稳定的校园内部环境打下坚实基础。
参考文献
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