物联网在平安校园建设中的应用

杨丙根

（无锡商业职业技术学院 信息工程系，江苏 无锡 214153）

一、物联网概述

物联网（The internet of Things）正走近我们的生活，其对人类社会的影响与三十年前因特网的出现与应用相比有过之而无不及。

物联网的完整定义是：通过传感器、射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络[1]。

物联网是互联网的延伸和功能扩展，这不是一种简单的技术革新，而是一种本质的改变。在互联网时代，信息的产生源头是人，这不但产生了大量的信息垃圾，使人们在使用互联网时有时会觉得无所适从，而且在互联网上获取的相关信息都存在不同程度的滞后和不准确性。物联网最大的改变是将信息的产生源头延伸至信息源本身，将信息源产生的实时信息不经任何加工传输到网络上，这就保证了信息产生准确性、实时性。

完整的物联网由三个部分组成，其中最底层由各种传感器组成，又称传感网，实现对各种原始信息的采集；中间一层由数据处理系统和通信系统组成，又称通信子网或物联网模块，该系统接收传感器采集到的信息，并进行适当处理后再传输给互联网和传感网；最高层就是目前广泛使用的互联网[2]。

物联网是一个复杂的计算机应用系统，它涵盖了传感器技术、智能识别技术、精确定位技术、快速反应技术、通讯技术、信息管理技术、互联网技术。

二、校园安防系统的现状

目前各个学校大都已经建立了基于硬盘录像的安防系统，在重要场所安装摄像设备，将视频信号实时传输到中心控制机房，并在中心控制机房安排专人值守，通过判断来实施监控。这一系统在一定程度上减少了管理人员巡查的工作强度，但由于系统自身的原因不可避免地存在很多缺陷，使得在管理过程中经常会出现一些漏洞。

（1）摄像设备只能监控面，不能精确监控到一个点，这样往往会出现很多监控的死角。

（2）由于是图像传输后再进行人工判断，而不是实时感知异常侵入，因此这样的监控一般都存在反应不及时等缺陷，采用事后图像验证等方法容易引起不必要的麻烦。

（3）数据传输采用传统的点点方式，无法构成一个完整的网络，这给管理带来很多不便。

（4）采集信息单一，无法根据监控对象的实际状况和管理者的要求实现多样化的监控信息采集，也不能利用信息化系统对采集到的信息进行分析管理，因此它只是一个静态的监控系统。

（5）一般学校都构建了校园局域网，充分发挥校园网的功用是人们的普遍愿望。而基于硬盘录像的安防系统由于其实现技术的原因，无法连接到校园网上，也就无法利用网络强大的信息管理功能，也不能利用因特网，实现异地监控管理。

（6）不能提供全面的、实时的、自动的异常情况报警，降低了管理的效率、准确性、及时性。

三、校园安防物联网系统

目前，随着物联网技术的日益成熟和深入应用，建立基于物联网的安防系统并由此实现信息化的平安校园管理成为了可能。

安防管理的主要目标是防侵入，对异常情况提供实时报警，并快速作出正确的处理，以确保学校边界、重要场所的安全。一个典型的校园安防物联网的结构图如图1所示。

整个网络分为两个部分，即感知系统（传感网）和通信系统，感知系统由各监控点和物联网模块组成，其中各监控点利用各种传感器监测、采集重要场所发生异常情况的信息和其他有效信息，并控制数字摄录系统快速采集图像信息；所有这些通信可以通过数据传输系统传输给物联网模块，物联网模块根据需要采集监控点的信息，并给出相应的控制信息到监控点，完成相应的控制功能。目前数据传输一般采用无线传输方式，一个物联网模块可以处理方圆1公里范围内的所有监控点。而通信系统将物联网模块采集、处理获得的数据传输到校园网上，并通过校园网连接到如GSM等社会公共网络，以提供相应的服务。

感知系统是校园安防物联网系统实现的关键，主要实现：

（1）感知校园边界系统，利用电子幕、红外传感器和实时录像相结合，完成对整个校园的边界的监测和图像采集。其中电子幕和红外传感器实现对异常情况的检测，摄录设备实时采集异常发生时的现场图像（只有在异常发生时才工作）。

（2）重要场所监控系统，利用门禁、电子锁、电子窗栅、电子窗帘等技术检测门口及窗户等易侵入场所的异常情况。在门窗等场所安装的数字摄录设备实时采集异常发生时的现场图像（只有在异常发生时才工作）。

四、平安校园信息化平台

为了真正实现平安校园管理，有效地应用感知系统采集到的相关信息，建立基于校园网的信息管理平台是平安校园管理的最终目标，该平台根据学校的管理模式和相关部门的要求，充分利用采集到的各种信息，通过分析、整理，完成相应的功能。

安防物联网系统每天都要产生大量的信息，并且信息的数据类型很多，采用SQL Server数据库来开发建设平安校园管理系统基本可以满足要求，而采用B/S结构可以使该系统的使用更为方便。该系统的主要功能包括：

（1）完整的报警功能，分析由安防物联网产生的所有异常情况，根据设置的相应条件实时给出完整的报警。提供给校园网，并由校园网向校园内部通信网（如对讲设备等）发出报警信息以通知值班人员作出相应的处理。

（2）利用与因特网连接的功能，实现与社会网络的连接，实现短信报警等功能。

（3）数据分析、整理和统计功能。

（4）完善的数据查询功能，根据学校主管领导和职能部门的要求，设计相应的查询功能，满足各类、各级人员对系统的数据要求。

（5）数据的安全管理，由于该系统可以将校内安防信息传输到因特网上，因此对信息的安全要求较高。需要实现信息的加密和分类传输等功能，以确保信息的安全传输和分级获取。

（6）系统的安全管理，该系统已经不是一个简单信息系统，而是一个将现场、管理职能等融于一体的系统，因此保证该系统的安全运行非常重要。

五、结束语

随着传感器技术的发展，物联网技术的深入应用，物联网对我们的生产、生活、工作将产生越来越大的影响，物联网在学校的应用也将进一步深入。在图书馆管理、教学管理中的应用将进一步提高教育管理信息化的水平，如网络点名、一卡通等。而将物联网应用于专业教学和建设，可以为相关专业建立真正意义上的模拟实训基地提供技术保障，如物流网等。

[1]邹生.物流信息化和物联网建设[M].北京：电子工业出版社,2010.

[2]宁焕生.RDIF重大工程与国家物联网[M].北京：机械工业出版社，2009.