一种基于智慧校园的校园安全管理系统

摘要

本发明公开一种基于智慧校园的校园安全管理系统，包括数据采集终端、数据传输终端、数据处理终端和应用管理终端，数据处理终端通过数据传输终端与数据采集终端进行数据传输交互，数据处理终端和应用管理终端无线连接；本发明通过数据采集终端实现对校园园区更为全面的实时监控，并通过数据传输终端提供不同的数据传输渠道，保证了数据传输效率，且通过对采集的各数据进行预处理和分布式存储，从而使数据得到有效存储，而通过数据分析模块对采集的数据进行处理以及分析，实现对有用分析信息的分类，保证了校园安全管理效率，另外通过数据显示模块和移动监控模块使用户可以直观便捷的对校园园区情况进行了解，实现基于智慧校园的校园安全动态管理。

说明书

技术领域

本发明涉及校园安全管理技术领域，尤其涉及一种基于智慧校园的校园安全管理系统。

背景技术

校园安全与每个师生、家长和社会都有着密切的关系，校园安全工作，是全社会安全工作的一个十分重要的组成部分，也是校园教育的前提，所以对校园安全进行有效的综合管理显得尤为重要，校园安全管理囊括“人身安全、信息安全、财产安全、食品安全”等几个方面，校园安全管理作为当今校园教育内重要的其中一环，从中决定着校园的教育学习环境，对学生的成绩起到了至关重要的影响。

智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合，无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活，为了保证校园内的安全，现很多学校安装有安全管理系统。

目前，各种功能的校园安全管理系统层出不穷，但大都功能单一，对校园园区的监控数据采集来源较为单一，投入经费大，收效低，且以监控室为中心的模式不利于动态管理，人为监控做不到及时报警，监控数据得不到有效存储，容易发生丢失，另外对数据处理的手段也较为落后，数据处理效率较低，使系统使用较为复杂繁琐，降低了校园安全管理效率，因此，本发明提出一种基于智慧校园的校园安全管理系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于智慧校园的校园安全管理系统，解决现有的校园安全管理系统功能单一，投入经费大，收效低，且不利于动态管理，监控数据得不到有效存储，以及对数据处理的手段也较为落后，校园安全管理效率不高的问题。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于智慧校园的校园安全管理系统，包括数据采集终端、数据传输终端、数据处理终端和应用管理终端，所述数据处理终端和应用管理终端无线连接，所述数据采集终端包括用于采集校园园区用电和环境数据的传感检测模块、用于采集校园园区影像数据的视频采集模块以及用于对进出校园园区的人员进行信息识别的身份识别模块，所述传感检测模块和视频采集模块上均配备有GPS定位器、蜂鸣报警器和扬声器，所述传感检测模块包括用于检测校园园区用电数据的用电检测单元和用于检测校园园区环境数据的环境检测单元，所述视频采集模块包括用于拍摄校园园区公共场所视频数据的网络视频监控单元和用于拍摄校园园区边界处影像数据的红外摄像单元；

所述数据处理终端通过数据传输终端与数据采集终端进行数据传输交互，所述数据处理终端包括用于对数据采集终端采集的数据进行预处理并存储的数据存储终端和用于对采集的数据进行处理分析的数据分析模块，所述数据分析模块包括用于对采集的数据进行后处理的数据后处理单元、用于对采集的用电数据进行处理分析的用电数据分析单元、用于对采集的影像数据进行处理分析的影像数据分析单元和用于对采集的环境数据进行处理分析的环境数据分析单元；

所述数据处理终端和应用管理终端无线连接，所述应用管理终端包括用于对采集的数据以及数据处理分析结果进行实时显示的数据显示模块、用于发出警报的自动报警模块和由校园安全管理人员随身携带的移动监控模块。

进一步改进在于：所述用电检测单元包括用于检测校园园区用电电压值的电压传感器和用于检测校园园区用电电流值的电流传感器，所述环境检测单元包括用于检测校园园区烟雾的烟雾传感器和用于检测校园园区明火的红外火焰探测器。

进一步改进在于：所述网络视频监控单元为360°高清摄像头，并安装于校园园区内包括教室、操场、校园大门、教学楼出入口、食堂和运动场馆的公共场所，所述红外摄像单元为红外摄像机，并安装于校园园区边界处，所述红外摄像单元采集用移动跟踪算法对越过边界的活动物体进行自动跟踪拍摄。

进一步改进在于：所述身份识别模块包括用于控制校园大门门禁的门禁控制单元、用于对进出校园园区的人员进行人脸识别的人脸识别单元和用于对进出校园园区的人员进行指纹识别的指纹识别单元。

进一步改进在于：所述数据传输终端包括用于为数据采集终端和数据处理终端提供不同传输渠道的有线传输模块和无线传输模块，所述有限传输模块包括同轴线缆和光纤并提供有线数据传输渠道，所述无线传输模块通过无线传感网络、蓝牙技术、WiFi技术、ZigBee技术和2.4G无线射频技术提供无线数据传输渠道。

进一步改进在于：所述数据存储模块包括数据预存单元、数据预处理单元和分布式存储单元，所述数据预存单元对校园教职工、学生以及访客的基础信息进行预先存储，所述数据预处理单元利用数据虚拟化技术对采集的数据进行整合创建一个单一的数据虚拟层，所述分布式存储单元基于区块链的各存储节点对数据预处理单元预处理后的数据进行分布式存储。

进一步改进在于：所述数据后处理单元对预处理并存储的各采集数据进行数据规约、数据清理、数据变化和数据挖掘处理，并分别得出用电数据分析信息、影像数据分析信息和环境数据分析信息，所述用电数据分析单元根据用电数据分析信息分析采集的校园园区用电数据是否异常，所述影像数据分析单元根据影像数据分析信息分析采集的校园园区影像数据是否异常，所述环境数据分析单元根据环境数据分析信息分析采集的校园园区环境数据是否异常。

进一步改进在于：所述用电数据分析单元根据校园园区的正常用电数据设置异常用电负载标准值，并将采集到的实际用电数据与标准值进行对比，再根据对比结果判断实际用电数据是否异常，所述影像数据分析单元基于机器学习算法对影像数据分析信息中的人体危险行为进行识别，并判断人体行为是否异常，所述环境数据分析单元根据校园园区的正常环境数据设置标准环境数据阀值，并将采集的实际环境数据与标准环境数据阀值进行对比，再根据对比结果判断环境数据是否异常。

进一步改进在于：所述自动报警模块在数据分析模块的数据分析结果显示异常时触发蜂鸣报警器自动报警并利用扬声器对异常进行语音通报，所述移动监控模块包括移动PC和手机。

本发明的有益效果为：本发明通过数据采集终端分别对校园园区的公共场所视频数据、边界处影像数据、用电数据和环境数据进行实时采集，数据采集手段及来源丰富，实现对校园园区更为全面的实时监控，并通过数据传输终端提供不同的数据传输渠道，从而使不同数据得到相适配的传输方式，保证了数据传输效率，且通过数据存储模块对采集的各数据进行预处理和分布式存储，从而使数据得到有效存储，避免发生丢失，而通过数据分析模块对采集的数据进行数据规约、数据清理、数据变化和数据挖掘处理，从而实现对有用分析信息的分类，便于后续数据处理工作，提高了数据处理效率，从而保证了校园安全管理效率，另外通过数据显示模块和移动监控模块使用户可以直观便捷的对校园园区情况进行了解，通过报警模块对校园安全管理过程中的异常进行及时报警，实现基于智慧校园的校园安全动态管理，使系统使用更为便捷，能带来较高的安全管理收益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的校园安全管理系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本实施例提供了一种基于智慧校园的校园安全管理系统，包括数据采集终端、数据处理终端和应用管理终端，其中数据处理终端通过数据传输终端与数据采集终端进行数据传输交互，数据处理终端和应用管理终端无线连接，数据采集终端包括传感检测模块、视频采集模块和身份识别模块，其中传感检测模块用于采集校园园区用电和环境数据，视频采集模块用于采集校园园区影像数据，身份识别模块用于对进出校园园区的人员进行信息识别，避免不法分子进入校园，传感检测模块和视频采集模块上均配备有用于提供位置信息的GPS定位器、用于进行蜂鸣报警警告的蜂鸣报警器和用于现场语音通报警告的扬声器，传感检测模块包括用电检测单元和环境检测单元，其中用电检测单元用于检测校园园区用电数据，环境检测单元用于检测校园园区环境数据，视频采集模块包括网络视频监控单元和红外摄像单元，其中网络视频监控单元用于拍摄校园园区公共场所视频数据，便于对公共场所进行实时监控，红外摄像单元用于拍摄校园园区边界处影像数据，便于对校园园区边界进行实时监控；

数据处理终端包括数据存储终端和数据分析模块，其中数据存储终端用于对数据采集终端采集的数据进行预处理并存储，数据分析模块用于对采集的数据进行处理分析，数据分析模块包括数据后处理单元、用电数据分析单元、影像数据分析单元和环境数据分析单元，其中数据后处理单元用于对采集的数据进行后处理，用电数据分析单元用于对采集的用电数据进行处理分析，影像数据分析单元用于对采集的影像数据进行处理分析，环境数据分析单元用于对采集的环境数据进行处理分析；

应用管理终端包括数据显示模块、自动报警模块和移动监控模块，其中数据显示模块用于对采集的数据以及数据处理分析结果进行实时显示，自动报警模块用于在数据分析模块分析结果显示异常时自动发出警报，移动监控模块由校园安全管理人员随身携带，便于实现动态安全管理。

用电检测单元包括用于检测校园园区用电电压值的电压传感器和用于检测校园园区用电电流值的电流传感器，环境检测单元包括用于检测校园园区烟雾的烟雾传感器和用于检测校园园区明火的红外火焰探测器。

网络视频监控单元为360°高清摄像头，并安装于校园园区内包括教室、操场、校园大门、教学楼出入口、食堂和运动场馆的公共场所，红外摄像单元为红外摄像机，并安装于校园园区边界处，红外摄像单元采集用移动跟踪算法对越过边界的活动物体进行自动跟踪拍摄。

身份识别模块包括用于控制校园大门门禁的门禁控制单元、用于对进出校园园区的人员进行人脸识别的人脸识别单元和用于对进出校园园区的人员进行指纹识别的指纹识别单元。

数据传输终端包括用于为数据采集终端和数据处理终端提供不同传输渠道的有线传输模块和无线传输模块，有限传输模块包括同轴线缆和光纤并提供有线数据传输渠道，无线传输模块通过无线传感网络、蓝牙技术、WiFi技术、ZigBee技术和2.4G无线射频技术提供无线数据传输渠道。

数据存储模块包括数据预存单元、数据预处理单元和分布式存储单元，数据预存单元对校园教职工、学生以及访客的基础信息进行预先存储，数据预处理单元利用数据虚拟化技术对采集的数据进行整合创建一个单一的数据虚拟层，分布式存储单元基于区块链的各存储节点对数据预处理单元预处理后的数据进行分布式存储。

数据后处理单元对预处理并存储的各采集数据进行数据规约、数据清理、数据变化和数据挖掘处理，并分别得出用电数据分析信息、影像数据分析信息和环境数据分析信息，用电数据分析单元根据校园园区的正常用电数据设置异常用电负载标准值，并将采集到的实际用电数据与标准值进行对比，再根据对比结果判断实际用电数据是否异常，影像数据分析单元基于机器学习算法对影像数据分析信息中的人体危险行为进行识别，并判断人体行为是否异常，环境数据分析单元根据校园园区的正常环境数据设置标准环境数据阀值，并将采集的实际环境数据与标准环境数据阀值进行对比，再根据对比结果判断环境数据是否异常。

自动报警模块在数据分析模块的数据分析结果显示异常时触发蜂鸣报警器自动报警并利用扬声器对异常进行语音通报，移动监控模块包括移动PC和手机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。