智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)設計
——以某技師學院寢室為例

王樹棟，高 偉

吉林省人力資源技師學院，吉林 長春 130217

0 引言

近年來，高效寢室的安全備受人們關注。在這種社會大環(huán)境下，各大學校致力采取相關措施優(yōu)化校園安全監(jiān)控，取得了一定的成效，但整體仍有待改進。隨著人工智能（AI）和機器學習（ML）的興起，基于智能監(jiān)控系統(tǒng)形成的集成化監(jiān)控，配備了支持AI的智能視頻分析應用程序的智能監(jiān)控設備，可用于各種應用場景?；诖?，文章以某技師學院為例，針對智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)展開了分析與設計，為學校寢室安全管理工作提供技術(shù)參考。

1 整體設計思路

所設計的智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主系統(tǒng)與監(jiān)控子系統(tǒng)構(gòu)成，學院寢室值班室為集中監(jiān)控中心，每一間寢室都屬于一個子系統(tǒng)。在設計與安裝智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)時，需要在寢室內(nèi)結(jié)合各種監(jiān)控項目，設置傳感器，促使傳感器運行，捕捉寢室內(nèi)人員、貴重物品及煙霧信息，從而實現(xiàn)對學院寢室的實時、動態(tài)監(jiān)控。

2 系統(tǒng)功能模塊設計

系統(tǒng)硬件以模塊化為主要理念，每一模塊與模塊間都獨立存在、獨立運行，便于后期擴展和優(yōu)化。同時，系統(tǒng)積極應用現(xiàn)代科學技術(shù)，通過整合通信技術(shù)與傳感技術(shù)，有效監(jiān)控學院寢室動態(tài)，收集可靠信息，從而根據(jù)相關信息擬定管理方案，以全方位保障學院寢室與學生的安全。主監(jiān)控系統(tǒng)在檢測管理軟件輔助下，即可正常運作，發(fā)揮監(jiān)控寢室安全狀態(tài)的功能，因此不再贅述。監(jiān)控中心采用ARM9三星S3C2440處理器，這類處理器技術(shù)性能較強，在運作過程中不會過度產(chǎn)生功耗，便于接收傳感器的信號。

（1）煙霧檢測模塊。在各個公共場所，煙霧檢測模塊的應用相對廣泛，在防范火災等方面發(fā)揮了重大作用。在系統(tǒng)中設置煙霧檢測模塊，如果煙霧濃度偏高，超出預定標準值，監(jiān)控器會及時接收來自傳感器的信號，并展開系統(tǒng)分析，向管理人員發(fā)送聲光報警信號，提示管理人員學院寢室內(nèi)存在預警危險，進而為管理人員安全管理學院寢室?guī)肀憷?，及時遏制安全事故的發(fā)生[1]。

（2）入侵檢測模塊。①門防檢測。為了全面保障寢室學生的安全，減少錯誤率，門防檢測模塊采取雙鍵傳感器，這種傳感器由微波傳感器和紅外傳感器組成，檢測效果良好，數(shù)據(jù)更精準。當這兩種傳感器信號經(jīng)過非門處理后，相關傳感器就會自動接收信號，并發(fā)出報警請求，從而為門防檢測帶來雙重保障，避免出現(xiàn)錯誤報警現(xiàn)象。②窗戶檢測。據(jù)了解，技師學院學生寢室門窗防盜措施仍有待完善，部分寢室未安置防盜窗，為寢室安全埋下了隱患。為了避免有人從窗戶處非法侵入寢室侵害學生，造成學生人身安全及財產(chǎn)受損，可通過智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)在窗戶上安置玻璃破碎傳感器，如果出現(xiàn)玻璃破碎問題，傳感器會即時接收到信號，發(fā)出警報。在這種情況下，監(jiān)控主系統(tǒng)會快速反應，提醒安全管理人員趕往現(xiàn)場，增強寢室的安全性。

（3）貴重物品出入檢測模塊。在檢測是否存在貴重物品出入情形時，需要應用RFID技術(shù)，對學生攜帶貴重物品進出寢室進行全面監(jiān)控，實時提供預警信號。同時，需要在學院寢室門口處安置RFID讀寫器，如果RFID標簽進入磁場范圍，讀寫器便會第一時間掌握相應信號，高效傳遞信息，確保監(jiān)控器完整接收信號[2]。

（4）聲光報警模塊。聲光報警模塊的監(jiān)控范圍非常廣泛，無論是煙霧濃度超標，或有人出入寢室，貴重物品異常出入等，均會通過寢室內(nèi)蜂鳴器發(fā)出光亮警報、聲音警報，全面保障寢室的安全。通過主監(jiān)控系統(tǒng)輸入密碼，即可有效解除警報。

（5）感應門襟模塊。因為技師學院學生統(tǒng)一使用校園一卡通系統(tǒng)，所以寢室安全門禁系統(tǒng)也可采用這一系統(tǒng)，避免浪費現(xiàn)有資源。在寢室入口處添加讀卡器，讀卡器通過固定頻率發(fā)出電磁波，頻率約為13.56 MHz。在學生持卡走進讀卡器電磁波輻射范圍時，會觸動感應卡線圈，向讀卡器發(fā)射信號，最終將信號信息存輸?shù)介T禁服務器上，由門禁服務器比對數(shù)據(jù)庫信息與卡號。

（6）環(huán)境檢測與數(shù)據(jù)采集。在每一間寢室內(nèi)設置煙霧傳感器、溫度傳感器、光照傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱椭悄茈姳恚_保各傳感器與智能電表節(jié)點緊密連接，節(jié)點布置在寢室中的適合位置上，以保證其能全面監(jiān)測寢室內(nèi)部環(huán)境。如果寢室樓層偏高，可發(fā)揮路由器的優(yōu)勢，實現(xiàn)遠距離傳遞數(shù)據(jù)[3]。傳感器數(shù)據(jù)與電表數(shù)據(jù)通過節(jié)點與路由器傳輸，最終發(fā)送至協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器放置在寢室管理員辦公室內(nèi)，協(xié)調(diào)器經(jīng)串口與計算機連接，在監(jiān)控界面上顯示有關數(shù)據(jù)。

（7）無線監(jiān)測模塊。傳統(tǒng)的有線監(jiān)控系統(tǒng)需要耗費大量成本，并且需要花費一定時間與人力布置線路，通過有線線路傳輸信號，信號會逐步減弱，缺少穩(wěn)定性。智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)采取無線傳輸模塊，從而有效解決信號在傳輸中被削弱的問題。此外，無線監(jiān)測模塊可以減少在寢室內(nèi)走線的困擾，并可以提升傳感器信號輸出強度，保障信號精準度與穩(wěn)定性。

（8）局域網(wǎng)構(gòu)建。在技師學院內(nèi)，存在若干個寢室，為了保障每一個寢室的數(shù)據(jù)資源都可以共享，需要建構(gòu)局域網(wǎng)，可采取星形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)布置局域網(wǎng)線路，采用交換機、集線器、客戶機等網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在中間連線部位則需采取非屏蔽超五類雙絞線[4]。

（9）電源模塊。在具體設計寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)時，可采取5 V直流供電電源，通過電壓調(diào)節(jié)器作用，將電壓調(diào)節(jié)為3.3 V或1.8 V。同時，適時調(diào)節(jié)不同量級電容，進一步避免干擾。另外，安裝LED可有效顯示電源狀態(tài)。

3 系統(tǒng)程序設計

為了保障學院寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可采取模塊化設計理念，以保障每一模塊均可獨立通信，且模塊與模塊間不會產(chǎn)生制約影響。在具體設置監(jiān)控系統(tǒng)程序時，主要涉及兩大模塊，即搭建操作系統(tǒng)軟件平臺和各功能系統(tǒng)程序設計。為了全方位保障安全監(jiān)控系統(tǒng)所收集的信息的可靠性以及傳輸信息的實時性，采取執(zhí)行率較高、功能較強、內(nèi)核偏小、應用過程更便捷的Linux操作系統(tǒng)。

（1）寢室分監(jiān)控中心程序設計。學院寢室分監(jiān)控中心的主要功能是收集和處理信息，分析煙霧傳感器、人員進出、貴重物品出入檢測情況等，并作出正確判斷[5]。

（2）樓管集中監(jiān)控中心軟件設計。樓管集中監(jiān)控中心的主要工作任務在于接收信息，掌握煙霧傳感器、人員進出信息等，并將這些信息顯示在人機界面上，安全儲存各類信息并有效處理，為管理人員及時處理安全隱患提供支持。

4 系統(tǒng)維護建議

對智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)進行維護與更新，有助于確保安全監(jiān)控系統(tǒng)切實發(fā)揮應有效用。

（1）建立操作人員管理制度。首先，創(chuàng)建完備的安全監(jiān)控系統(tǒng)操作人員管理機制。在相關人員上崗前，需要進行崗前考核，只有考評結(jié)果合格者才可持證上崗。其次，在上級下達任務后，需要學院寢室管理部門督促各崗位職工認真完成工作，并科學規(guī)范值班方案，防止安全監(jiān)控系統(tǒng)在節(jié)假日期間突發(fā)故障，從而實現(xiàn)全面安全防范的目標。

（2）重視安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行維護。隨著時代不斷發(fā)展，技術(shù)不斷革新，在設計寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)后，需要具體系統(tǒng)操作人員按照材料安防設備維修手冊，定期針對安全監(jiān)控系統(tǒng)展開維修工作。學院公寓管理部門要重視安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎設施配置，并投入充足的專項經(jīng)費，以保障日常維護資金開銷，促使寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，且長久使用。

5 結(jié)束語

綜上所述，智能寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)不存在布線障礙問題，可保障監(jiān)控信息準確性、實時性，最大化保護學生隱私。同時，該系統(tǒng)具有低功耗、高拓展性等特點，可全面維護學校寢室安全。但是，在具體使用時，仍需結(jié)合實際狀況，針對硬件電路加以改進與優(yōu)化，以保障智能化寢室安全監(jiān)控系統(tǒng)更完善，進而保障寢室學生的人身及財產(chǎn)安全。