CN104269104A - 一种智能化集成芯片校徽 - Google Patents

Abstract

本发明是一种智能化集成芯片校徽，包括校徽正面和校徽反面，所述校徽正面与校徽反面为牙合方式连接，并且之间形成牙合腔，所述牙合腔内设置有集成芯片、接口和电源，所述校徽正面镶嵌有无线感知器，所述校徽反面镶嵌有呼救按钮和通讯选择按钮，以上构成校徽客户端，还包括与之信息交互的校园服务器端。采用本发明技术方案，集校徽、学生证、身份证、校园卡、家校通、银行卡、借书证、健身卡、交通卡和市民卡等功能于一体，极大地方便了师生员工工作、学习与在校生活，节约了学校和社会管理机构的开支。

Description

一种智能化集成芯片校徽

技术领域

本发明涉及一种校徽，具体涉及一种智能化集成芯片校徽。

背景技术

1、二十一世纪以来，校园智能卡（一卡通或校讯通）这类功能性设备渐渐成为了在校师生不可或缺的工作学习与生活必需品，同时也方便了校园管理。这些智能卡类似于会议代表证，一般用一根带子悬挂于脖子上，难免会让人感到有些不自在。师生每天出门时一般需带上这种卡以及校园一卡通等物品，给他们的工作、学习与生活带来诸多不便。因此，设计一种能象征一所学校、给师生们带来自豪感、集多功能于一身且便于佩戴的校徽大有必要。

校徽是一所学校和个人成长关键时期的标志，它为青春岁月留下了难忘的注记。校徽的佩戴能增加学生和教职工的自豪感和责任感。然而今天，校徽的这种标志性和对一个学校师生赋予的荣誉感似乎已渐渐淡去。今天的校园里已很难看到有人佩戴校徽。这一方面与人们的观念改变有关，同时也与校徽的功能实用性以及便利性有关。目前流行的校徽基本上不具有任何实用性或智能化功能。因此大多数学校特别是高校要么取消校徽的制作与发放，要么是校方发放后被师生们束之高阁。

另一方面，近些年来，各种伤害未成年人的案件和校园暴力事件频发。如何采取有效措施加强校园安全，是学校和社会必须思考的问题。由于校园是未来国家栋梁的聚集地，青少年对于社会犯罪几乎毫无防范措施和意识。近几年来学校安全屡屡受到不法分子的挑战和侵犯，校园安全越来越成为社会关注的热点，也是困扰幼儿园、中小学和大中专院校的一大难题。智能化芯片校徽可帮助我们解决这一难题。

到过香港的人都知道，香港的“八达通”卡可用来乘公交、坐地铁、购物就餐等各类消费。它为人们的交通出行、住家生活和工作学习带来了极大的便利。在如苏州市等国内大中型城市普及的市民卡类似于八达通，具备老年卡、交通卡、信誉消费卡、银行卡和社保卡等功能。事实上，在一些发达国家，校园卡已具备联网功能。如2003年位于加拿大多伦多的皇家街佐治亚学院的430名学生均佩戴有智能型校园卡，该校学生家长通过该卡访问校园网，登录个人账户，随时了解其子女在校表现。学校图书管理员可通过该卡了解学生图书借阅和归还情况。师生还可在校园咖啡吧用该卡订餐消费，为师生排队就餐节约了大量时间。2005年2月，美国联合新闻社（Associate Press）报道称，加州萨特县（Sutter）唯一的一所公办小学要求每位学生佩戴胸牌，校方通过胸牌发出的无线电波来跟踪每位学生的个人行为，以确保学生和校园安全。  

在互联网上搜索关键词“校徽”，可找到几十万个校徽设计图案，但这些设计都缺乏功能性。

2、现有技术方案

现有校徽设计，基本上不具备任何智能化功能，是一种单纯的身份标识，不具有任何防伪和辨识等功能，佩戴不便，易损坏衣物。与此功能最接近的产品如加拿大和日本的部分中小学校园胸牌添加了无线发射功能，但这些胸牌佩戴不便、性能单一，且个人信息显示在胸牌表面，安全性较差，且不具备身份信息识别、无线感知、一卡通和校讯通等功能。而专利201220028961X公开了一种方便校徽，虽然也设置了芯片，但是校徽内无其它电路，也没有相应的服务器端，无法实现智能化系统应用的功能，因此这类胸牌没有能够得到普及。

目前全国各中小学和大中专院校已基本具备智能化校园管理的条件。通过现有软件系统，我们可实现校园等公共场所的摄像监控、校园一卡通与市民卡一体化、校讯通（校园新闻、学术讲座、重要通知等校园信息及时到达）等功能融合。通过与校园安装的监控系统和中控设备，我们可捕捉每个节点（即每个佩戴校徽的用户）的方位和环境，通过数据分析可识别其环境类别（如教室、图书馆、食堂咖啡吧、寝室等场所），还可分析该生课堂到课情况（迟到、早退或旷课等）。该发明利用MATLAB软件中的微芯片数据（Microarray data）处理方式对芯片数据进行分析，这些芯片数据通过无线传感网络（WSN）到达校园中央控制系统（CCCS），CCCS对WSN数据进行聚类，并找出异常数据。这些聚类信息反映了局部（如某班级、年级、社团或寝室）群体活动和消费模式。通过对这些群体情况的把握，可了解学生日常学习和生活状况，如学生每日上网时间与其各科成绩之间的关系，并对异常数据对应个体（通常是那些喜欢独处、生性孤僻的学生）进行引导和关心。为学生管理提供了一个较理想的系统。

校园一卡通、校讯通和市民卡等单一功能的实现已经是非常成熟的技术。本项发明在集成这些电子业务包括银行付费业务时无需软件平台。本发明的特点还包括校历、校园网重要新闻和校园分类新闻推送、校徽与手机捆绑、校徽SOS预警装置、校徽无线信号发射与接受（该功能可通过教室放置的无线信号屏蔽仪屏蔽或者手工关闭），校徽的家校通功能，使得父母可以实时了解其在校子女的学习和生活状况。学校也可以依据学生家长的实时信息反馈来量身定制学生的学习计划，及时调整教学方案，实现家、校、生三方互动。这种多功能性校徽设计，极大方便了校园管理、降低了企业单位购买存贮设备的经济负担。

事实上，在一些科幻电影中已有类似镜头：每个人都佩有类似于芯片校徽的身份识别器，每个人的行动都会受到监视。因此这种设备在个人隐私保护和个人自由方面一直是社会争论的焦点。但本发明中，个人数据只是存在于属于用户自己的校徽芯片中，而校园中央处理器获取的数据完全是一类经过加密的特征数据，所以保证了使用者的个人隐私。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种智能化集成芯片校徽。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种智能化集成芯片校徽，包括校徽正面和校徽反面，所述校徽正面与校徽反面为牙合方式连接，并且之间形成牙合腔，所述牙合腔内设置有集成芯片、接口和电源，所述校徽正面镶嵌有无线感知器，所述校徽反面镶嵌有呼救按钮和通讯选择按钮。

所述牙合腔对应壁为校徽正面的背板和校徽反面的背板，所述集成芯片、接口和电源均匀地固接在所述校徽正面的背板和校徽反面的背板上。

所述接口包括USB接口和耳机插口，所述USB接口与耳机插口设置在所述校徽反面的背板的侧面。

所述无线感知器、接口、呼救按钮和通讯选择按钮电连接集成芯片，并且由所述电源供电。

所述集成芯片内包括系统主控模块、存贮模块、信号采集与处理模块、通讯模块和人机交互模块。

所述人机交互模块引脚连接呼救按钮和通讯选择按钮，所述信号采集与处理模块引脚连接无线感知器，所述通讯模块引脚连接接口。

所述通讯选择按钮选择连接对象包括同一局域网内其它可达节点、校园网数据、个人账户信息，所述呼救按钮通过集成芯片和无线感知器连接捆绑控制单一的手机紧急拨号键，如110、120。

还包括与所述集成芯片3内信息数据相交互的校园服务器端，所述服务器端包括中央控制系统，人机交互模块，信号采集与处理模块、中央存贮系统、系统通信模块、客户端管理模块和电源管理模块，所述中央控制系统分析处理中央存贮系统内置的服务器数据，并且通过系统通信模块与集成芯片进行数据信息交互。

所述校园服务器端通过网络与校园图书管理系统、银行、电信、交通和城市管理系统相协议捆绑连接。

本发明的有益效果是:

本发明通过校徽内设置的多功能集成芯片，并且集成芯片与校园服务器端系统、校园图书管理系统（包括图书借阅、图书馆开放时间、新书上架、节假日图书馆开放情况、文献查阅、高校资源共享信息等）、银行、电信、交通和城市管理等部门合作与协议捆绑，实现校徽多功能化和智能化，简化校园餐饮、财务、网络、教务等部门的管理，增强了校园安全性，实现了校园管理一体化，通过无线传感功能加强了家、校、生三方沟通。本发明还可以推广至企业徽章、公司与一般行政机构徽章等，未来可实现省市高校资源联动和共享功能。

附图说明

图1为本发明的校徽系统结构示意框图；

图2为本发明的校徽客户端芯片系统框图；

图3为本发明的校园服务器端系统框图。

图中标号说明：1、校徽正面，2、校徽反面，3、集成芯片，4、接口，5、电源，6、人机交互模块，7、无线感知器，8、呼救按钮，9、通讯选择按钮，10、系统主控模块，11、存贮模块，12、信号采集与处理模块，13、通讯模块，14、人机交互模块，15、中央控制系统，16、信号采集与处理模块，17、中央存贮系统，18、系统通信模块，19、客户端管理模块，20、显示终端，21、电源管理模块。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1所示，一种智能化集成芯片校徽，包括校徽正面1和校徽反面2，所述校徽正面1与校徽反面2为牙合方式连接，并且之间形成牙合腔，所述牙合腔内设置有集成芯片3、接口4和电源5，所述校徽正面1镶嵌有无线感知器7，用来捕捉环境信息，可以实现对周围环境的监控、预警和防范，所述校徽反面2镶嵌有呼救按钮8和通讯选择按钮9，所述接口4包括USB接口和耳机插口，其中，所述牙合腔对应壁为校徽正面1的背板和校徽反面2的背板，所述集成芯片3、接口4和电源5均匀地固接在所述校徽正面1的背板和校徽反面2的背板上，无线感知器7镶嵌在校徽正面1，相当于无线传感网的一个节点，集成芯片3则同时固接校徽正面1的背板和校徽反面2的背板，USB接口与耳机插口安装在校徽反面2的背板的侧面校徽正面1的背板的耦合处，无线感知器7、接口4、呼救按钮8和通讯选择按钮9通过微型数据线电连接集成芯片3，并且由所述电源5供电。

参照图2所示，所述集成芯片3内包括系统主控模块10，其由CPU组成，通过控制接口连接存贮模块11、通讯模块13和人机交互模块14，主要用来实现整个校徽客户端的功能配置、运行管理和数据维护；信号采集与处理模块12，通过独立介质接口连接存贮模块11和无线感知器7，用于校徽客户端的信号采集与处理，并连接校园服务器端的信号采集与处理模块，如输入信号为图片时，图片信号通过校徽客户端的信号采集与处理模块采集，并通过通讯模块发送给校园服务器端信号采集与处理模块，校园服务器端的信号采集与处理模块16对信号进行过滤、预处理（如去噪、剪接、灰度化）和常规处理（如分类或识别）；存贮模块11，用来存贮经过信号采集与处理模块12处理后的数据，并对数据进行更新，尤其的是用户存贮模块11可存储用户段无线感知器7采集的信号，可存储通信模块的交互信息；通讯模块13，负责集成芯片3内各模块之间的信息传输以及与校园服务器端的信号传输；人机交互模块14，连接对象选择按键，本实施例中，人机交互模块14通过信号电缆连接呼救按钮8和通讯选择按钮9，所述信号采集与处理模块12引脚连接无线感知器7，所述通讯模块13引脚连接接口4（包括USB接口与耳机插口），并且，所述通讯选择按钮9选择连接对象包括同一局域网内其它可达节点、校园网数据、个人账户信息，所述呼救按钮8通过集成芯片3和无线感知器7连接捆绑控制单一的手机紧急拨号键，如110和/或120和/或任一亲人电话号码。

参照图3所示，为校园服务器端，其中，所述服务器端包括中央控制系统15，通过独立介质接口连接客户端管理模块19和系统通信模块18，通过控制接口连接中央存贮系统17，用来实现整个校园服务器端的功能配置、运行管理和数据维护；所述人机交互模块6通过独立介质接口连接客户端管理模块19，再通过信号电缆连接显示终端20；信号采集与处理模块16通过独立介质接口连接中央存贮系统17，对从校徽客户端的无线感知器7获取的图像等信息中提取人脸图像，通过图像恢复、图像纠正和图像识别，得到一张或多张同样大小的彩色或灰度图片，将图像（图像序列）与系统库中图像比对，调取系统中匹配对象信息，获取与该图像相关的个体基本信息，如性别和身份（学生、教职工）等，必要时系统可调出个体详细信息（管理员权限），如身份证、一卡通、学生证、市民卡、所在院系专业、班级、出入校园时间与地点、旷课迟到等，系统管理员通过与银行管理系统、公安系统、保险行业管理系统以及学校财务等系统模块连接，可调取用户学费收缴、贷款、学籍、户籍所在地等信息，年级辅导员经授权后可通过登录辅导员管理系统查看所属年级学生各科成绩和排名情况；中央存贮系统17存储环境数据和用户信息数据，系统数据按照具体情况可以结构型、元饱型、字符型、逻辑型、整数型和实数数值型数据保存，该模块可扩容；系统通信模块18，负责数据在不同模块之间的传输，并将相关信息传输给监控网络，同时将系统接收信号或从存储器读取的信号传送给各校徽客户端通过无线传感器节点间的信号传递功能，可实现用户终端与校园控制系统之间的信息交互，通过校徽客户端上的无线感知器7节点间的信号传递功能，实现校徽客户端与校园服务器端的信息交互；客户端管理模块19，负责客户端数据更新与维护，实现校园服务器端数据分类、更新、纠错、删减、备份等，客户端管理模块19对校园服务器端数据传送到系统存贮模块11的数据量进行配额限制；电源管理模块21，将电源适配到系统中各个模块。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种智能化集成芯片校徽，包括校徽正面（1）和校徽反面（2），其特征在于，所述校徽正面（1）与校徽反面（2）为牙合方式连接，并且之间形成牙合腔，所述牙合腔内设置有集成芯片（3）、接口（4）和电源（5），所述校徽正面（1）镶嵌无线感知器（7），所述校徽反面（2）镶嵌有呼救按钮（8）和通讯选择按钮（9）。

2.根据权利要求1所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述牙合腔对应壁为校徽正面（1）的背板和校徽反面（2）的背板，所述集成芯片（3）、接口（4）和电源（5）均匀地固接在所述校徽正面（1）的背板和校徽反面（2）的背板上。

3.根据权利要求2所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述接口（4）包括USB接口和耳机插口，所述USB接口与耳机插口设置在所述校徽反面（2）的背板侧面。

4.根据权利要求1所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述无线感知器（7）、接口（4）、呼救按钮（8）和通讯选择按钮（9）电连接集成芯片（3），并且由所述电源（5）供电。

5.根据权利要求4所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述集成芯片3内包括系统主控模块（10）、存贮模块（11）、信号采集与处理模块（12）、通讯模块（13）和人机交互模块（14）。

6.根据权利要求5所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述人机交互模块（14）引脚连接呼救按钮（8）和通讯选择按钮（9），所述信号采集与处理模块（12）引脚连接无线感知器（7），所述通讯模块（13）引脚连接接口（4）。

7.根据权利要求6所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述通讯选择按钮（9）选择连接对象包括同一局域网内其它可达节点、校园网数据、个人账户信息，所述呼救按钮（8）通过集成芯片（3）和无线感知器（7）连接捆绑控制单一的手机紧急拨号键。

8.根据权利要求5所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，还包括与所述集成芯片（3）内信息数据相交互的校园服务器端，所述校园服务器端包括中央控制系统（15），人机交互模块（6），信号采集与处理模块（16）、中央存贮系统（17）、系统通信模块（18）、客户端管理模块（19）和电源管理模块（21），所述中央控制（15）系统分析处理中央存贮系统（17）内置的服务器数据，并且通过系统通信模块（18）与集成芯片（3）进行数据信息交互。

9.根据权利要求8所述的智能化集成芯片校徽，其特征在于，所述校园服务器端通过网络与校园图书管理系统、银行、电信、交通和城市管理系统相协议捆绑连接。