基于人臉識別的幼兒園智能接送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姜麗莉 王澍廷 何一航

摘要：近年來，幼兒園里幼兒遇襲等突發(fā)性安全事件時(shí)常發(fā)生，幼兒園的安防問題已經(jīng)成為我國社會(huì)治安防控體系中亟須解決的問題。為此，針對幼兒園外來人員造成的突發(fā)性安全事故問題，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于人臉識別的幼兒園智能接送系統(tǒng)，利用百度AI開放平臺的人臉識別技術(shù)為核心，利用JFinal等Web應(yīng)用框架進(jìn)行開發(fā)。旨在建設(shè)一套完善的可用于幼兒園環(huán)境的視頻監(jiān)控與校園門禁的身份識別與預(yù)警系統(tǒng)，為幼兒園的孩子們提供更加安全的校園環(huán)境。

關(guān)鍵詞：平安校園;幼兒園信息管理;人臉識別

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）25-0176-02

近年來，幼兒園里幼兒遇襲等事件時(shí)常發(fā)生，幼兒園的安防問題已經(jīng)成為我國社會(huì)治安防控體系中亟須解決的問題。國家已在《“十三五”規(guī)劃規(guī)劃綱要》中提出了要充分利用新一輪科技革命帶來的歷史性機(jī)遇，改善社會(huì)治理，保障公共安全體系的需要[1]。在此背景之下，國內(nèi)各地現(xiàn)已頻頻出臺中小學(xué)校以及幼兒園的平安校園建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，提出要利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)等新興技術(shù)，從安全管理制度、日常管理制度等方面規(guī)范校園的安防制度，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、校園進(jìn)出身份識別系統(tǒng)等方面的建設(shè)，有效保障正常教學(xué)與校園安全[2]。

傳統(tǒng)接送方式中所用的登記手段費(fèi)時(shí)費(fèi)力，感應(yīng)卡片容易丟失，又因?yàn)楹⒆尤狈Ρ鎰e能力，使得陌生人接送的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。能否確保將孩子送到監(jiān)護(hù)人手中、能否確保進(jìn)入幼兒園的人員都是孩子的監(jiān)護(hù)人，是幼兒園治安防控體系亟須解決的問題。而利用人臉識別等新興智能技術(shù)，可以有效減輕幼兒園校方管理的工作量，完善幼兒園的安防體系，為孩子創(chuàng)造更加安全的環(huán)境。本文旨在開發(fā)一套基于人臉識別的幼兒園智能接送系統(tǒng)，通過人臉識別方式進(jìn)行幼兒接送人員的身份認(rèn)證，健全幼兒園的治安防控體系。

1 系統(tǒng)分析

長期以來，幼兒遇襲等幼兒園安全事故時(shí)常發(fā)生，頻頻出現(xiàn)于各大新聞媒體的報(bào)道之中，影響著成千上萬家庭的切身利益。能否確保將孩子送到監(jiān)護(hù)人手中、能否確保進(jìn)入幼兒園內(nèi)的外部人員都是孩子的監(jiān)護(hù)人，是目前平安校園政策與幼兒園治安防控體系中亟須解決的問題。

為了方便于校方與安保人員進(jìn)行二次確認(rèn)以及后續(xù)復(fù)查，避免不法人員冒用、偽造身份信息進(jìn)入校園，制造校園突發(fā)性安全事件，危害孩子們的人身安全，接送系統(tǒng)應(yīng)具有高實(shí)時(shí)性、高可讀性、難以偽造的身份認(rèn)證報(bào)告，對于潛在的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行提前預(yù)警，這需要高安全性、高實(shí)時(shí)性的身份識別系統(tǒng)才能滿足需求[3]。

校園進(jìn)出安防系統(tǒng)從以往利用機(jī)械鎖、電子鎖進(jìn)行人工登記，到近幾年的感應(yīng)卡、RFID射頻技術(shù)等新興門禁系統(tǒng)的出現(xiàn)，在安全性、便捷度等方面相比最原始的人工登記方式已經(jīng)有長足進(jìn)步[4]。而以人臉識別為代表的新一代智能技術(shù)具備更多的優(yōu)勢：

（1）人臉識別技術(shù)以人的臉部圖像為依據(jù)進(jìn)行身份驗(yàn)證，認(rèn)證信息的可讀性高、易于管理，可以輕松做到人工二次確認(rèn)與復(fù)查。

（2）人臉識別技術(shù)目前比其他生物識別技術(shù)的識別正確率更高、拒絕率與誤識率更低。

（3）人臉識別技術(shù)可以進(jìn)行活體檢測，避免指紋識別中可以利用的信息偽造問題，以及防止感應(yīng)卡片遺失、冒用等情況的出現(xiàn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本次設(shè)計(jì)以百度AI開放平臺的人臉識別技術(shù)[5]為基礎(chǔ)，使用JFinal和jQuery進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，面向的主要用戶群體是幼兒園學(xué)生的家長、校方的安保人員與管理人員等。

2.1 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能需求分析的結(jié)果，將系統(tǒng)劃分為安防管理模塊、信息管理模塊、系統(tǒng)管理模塊等三個(gè)主要功能模塊。安防管理模塊包含監(jiān)控管理、圖像采集、人臉識別等子模塊;信息管理包含人員管理、學(xué)生管理、監(jiān)護(hù)人管理、接送管理等子模塊;系統(tǒng)管理包含用戶管理、系統(tǒng)日志等子模塊。本系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在硬件架構(gòu)上主要由監(jiān)控?cái)z像頭、門禁系統(tǒng)、身份認(rèn)證服務(wù)器、數(shù)據(jù)后臺服務(wù)器等硬件組成，并對系統(tǒng)架構(gòu)劃分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層以及硬件資源層。硬件架構(gòu)圖如圖2所示。

2.3 典型模塊設(shè)計(jì)

2.3.1 安防管理模塊

本次設(shè)計(jì)的安防管理模塊包含了監(jiān)控管理、人臉采集以及人臉識別等三個(gè)子模塊。監(jiān)控管理子模塊包含了對園內(nèi)監(jiān)控以及人臉識別門禁等管理功能，其內(nèi)集成了海康威視SDK，可以讓安保人員直接方便地對監(jiān)控錄像、云臺等進(jìn)行操作。人臉采集子模塊包含了對園內(nèi)監(jiān)控畫面以及人臉識別門禁的圖像采集功能，采集的視頻與圖像會(huì)進(jìn)行持久化存檔，方便校方進(jìn)行復(fù)查。人臉識別子模塊包含了對園內(nèi)監(jiān)控畫面以及人臉識別門禁的人臉識別功能，在識別成功后會(huì)對圖像進(jìn)行身份標(biāo)識，而識別失敗的人員會(huì)進(jìn)行特別標(biāo)識進(jìn)行預(yù)警，方便校方與安保人員進(jìn)行二次確認(rèn)以及后續(xù)復(fù)查。

2.3.2 信息管理模塊

本次設(shè)計(jì)的信息管理模塊包含了人員管理、學(xué)生管理、監(jiān)護(hù)人管理、接送管理等四個(gè)子模塊，對于相關(guān)人員需要進(jìn)行人臉信息登記。人員管理子模塊包含了對教職工與安保人員的資料以及人臉信息的管理功能。學(xué)生管理子模塊包含了對學(xué)生資料以及人臉信息的管理功能。監(jiān)護(hù)人子模塊包含了監(jiān)護(hù)人資料以及人臉信息的管理功能。接送管理子模塊對監(jiān)護(hù)人接送學(xué)生記錄進(jìn)行管理，包含了時(shí)間、地點(diǎn)、監(jiān)控畫面等信息進(jìn)行存檔，可以方便校方與安保人員進(jìn)行人員復(fù)查，并在突發(fā)性事件發(fā)生時(shí)充當(dāng)?shù)谝皇肿C據(jù)。

2.3.3 系統(tǒng)管理模塊

本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)管理模塊包含了用戶管理以及系統(tǒng)日志等子模塊。用戶管理子模塊包含了對系統(tǒng)用戶的登錄、信息管理、權(quán)限管理等功能，是系統(tǒng)進(jìn)行用戶授權(quán)鑒權(quán)等安全性操作的關(guān)鍵部分，僅系統(tǒng)管理員具有查看與操作權(quán)限。另外提供了系統(tǒng)日志功能，以便系統(tǒng)管理員可以在系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛟獾酵獠壳秩霑r(shí)，按照系統(tǒng)日志追蹤不法操作，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)操作，提高系統(tǒng)的安全性。

2.4 管理界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在本次設(shè)計(jì)之中，考慮到系統(tǒng)在使用上的便捷性與安全性，提供了Web管理界面方便幼兒園的安保人員與園方管理人員進(jìn)行操作，下文將對關(guān)鍵界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹。

2.4.1 學(xué)生管理界面

本系統(tǒng)在對學(xué)生管理界界面的設(shè)計(jì)中，提供了對幼兒園內(nèi)所有學(xué)生的信息管理功能，包含了查看學(xué)生的姓名、性別、學(xué)號、班級、父母聯(lián)系方式以及家庭住址等信息，可以方便老師在突發(fā)情況時(shí)通過該界面查看并聯(lián)系孩子父母。

2.4.2 班級管理界面

本系統(tǒng)在對班級管理界界面的設(shè)計(jì)中，提供了對幼兒園內(nèi)所有班級的信息管理功能，包含了查看各班級的人數(shù)與班主任等信息。

2.4.3 教師管理界面

本系統(tǒng)在對教師管理界界面的設(shè)計(jì)中，提供了對幼兒園內(nèi)所有教師的信息管理功能，包含了查看各教師的姓名、教工號、科目與聯(lián)系方式等信息。

2.5.4 身份識別界面

本系統(tǒng)在對身份識別界面的設(shè)計(jì)中，提供了對外來人員的身份識別信息，并對識別結(jié)果進(jìn)行存檔，可提供給安保人員與校方管理人員進(jìn)行二次認(rèn)證與后需核查。具體界面設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.5.5 接送記錄界面

本系統(tǒng)在接送記錄界面提供了對幼兒園內(nèi)所有學(xué)生的接送記錄的信息管理功能，包含了查看各學(xué)生的姓名、接送人、接送時(shí)的監(jiān)督人員、監(jiān)督人員的備注以及接送時(shí)間等信息，提供給安保人員與校方管理人員進(jìn)行二次認(rèn)證與后需核查。

3 結(jié)束語

該系統(tǒng)可以為各大幼兒園提供基于人臉識別技術(shù)所開發(fā)得更加安全的幼兒園安防管理系統(tǒng)，可以對幼兒園門口的外來人員進(jìn)行身份識別，對幼兒園校方未登記的監(jiān)護(hù)人與公安局內(nèi)有過違法記錄的人員進(jìn)行提前預(yù)警，避免突發(fā)性安全事件的發(fā)生。系統(tǒng)可以加強(qiáng)平安校園政策中幼兒園安防體系的不足，具有較好的現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 第十二屆全國人民代表大會(huì)第四次會(huì)議. 中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要[EB/OL].[2016-03-16]. http：//www.npc.gov.cn/wxzl/gongbao/ 2016-07/08/content_1993756.htm.

[2] 新京報(bào). 北京平安校園建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)出爐：校門口需24小時(shí)有人值守[N/OL]. 新華網(wǎng)[2018-03-04]. http：//www.xinhuanet.com/local/2018-03/04/c_1122483363.htm.

[3] 易連云，鄒太龍.大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的高校平安校園建設(shè)研究[J].中國電化教育，2019（8）：57-62.

[4] 熊鋼，吳克力.多重身份認(rèn)證的幼兒接送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].淮陰師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，14（1）：39-42.

[5] 李芳芳，吳秦英，李凌云，等.基于百度AI平臺人臉識別技術(shù)的校園食堂結(jié)賬系統(tǒng)[J].信息記錄材料，2019，20（4）：132-133.

【通聯(lián)編輯：光文玲】