CN105023209A - 全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统 - Google Patents

Abstract

一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其包括：服务器、若干节点、第一移动终端和第二终端，节点设有监控摄像头、蓝牙节点，第一移动终端具有生命体征传感器、蓝牙模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，第二终端具有操作平台和展示平台。设于其中的预警系统具有安全预警子系统和定位预警子系统，安全预警子系统将第一移动终端采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二终端实现安全预警，定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块进行定位，还可再通过其GPS定位模块进行定位。本发明能加强学生安全预防、增进家校互动教育，提升教学质量。

Description

全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统

技术领域

本发明属于一种针对中小学和幼儿园学生的人身安全和课后辅导为背景，利用无线宽带网络、智能终端、移动定位设备、视频监控、安全健康监测、无线数据传输和自动化数据采集等高科技手段，实现学生安全看护、家校联动教育的综合应用系统。

背景技术

我国从20世纪70年代推行计划生育以来，绝大多数城市和农村家庭都是独生子女。更加突出家长对子女健康、安全、教育、发展的重视程度，每个家庭几乎把全部的精力和财力全都放在了子女身上。然而，随着网络技术发展、新闻透明度越来越高，近些年时常曝出某某学校教师虐童事件、某某学生欺凌同学、以及某某学生逃课上网吧猝死等新闻，这让为人父母者寝食难安。

针对学生安全和现代化教学，目前主要有视频监控系统、电子书包系统、幼儿园接送智能系统。

其中的视频监控系统，从技术的角度出发，视频监控系统的发展划分为模拟视频监控系统（CCTV）、 基于“PC＋多媒体卡”的数字视频监控系统（DVR）和基于“智能视频监控管理软件＋芯片及的嵌入式视频编码器”的网络视频监控系统（NVS）。视频监控系统在校园内部署实施主要是为了实现主控机房电视墙可以实时查看各个摄像头录制的视频图像，无法实现监控系统无人值守需求，对于校内突发事件，系统无法主动示警，主要依靠人为查看和手动报警。监控系统年代久远从九十年代发展至今，只是实现了硬件高清化、无线化，对校园安全防范没有起到事前预警、事后及时示警作用。

其中的电子书包系统，是一款致力于中国教育信息化、提高家庭和学校配合效率的产品，产品将主要针对小学教育。除了家校沟通功能，还提供数字化教育资源、学生成长史等。致力于真正成为孩子们学习和生活的信息助手，一个真正的“数字化书包”。若电子书包用来替换传统的纸质书本，则存在一些难以解决的问题：

（1）长期使用电子设备对学生的视力将带来极大的伤害，眼睛是电子书包的硬伤，暂时无法从根本上解决问题；

（2）电子书包跟早期的光盘电化教学对比，除了增加家校沟通外，其他没有本质区别，都还属于电化教学范畴。家长仍然无法获知孩子在校的学习情况，家长无法获得孩子拉下学习进度的根本原因，是老师教学质量？还是孩子上课走神？还是孩子被老师训斥害怕，不愿意学习等；

（3）电子书包缺少必要的安全监管措施；

（4）目前仅试用于小学，要想在中小学及幼儿园全面推广，短时间内还不具备条件，还有很多问题需要解决。

其中的幼儿园接送智能管理系统，是硬件和软件结合起来使用，运用计算机软件技术，结合幼儿园的工作与管理特点，开发形成的一套专用软件。利用射频技术和软件完美结合，有效解决幼儿园接送难题，使幼儿来的安全、回的放心。幼儿园接送智能管理系统在一定程度上解决了家长接送儿童不准确，造成错领儿童的混乱问题。如果使用此系统来负责孩子安全管理，还存在很多漏洞和不足，具体表现如下：

（1）该系统缺乏对孩子校内情况的掌握和预警，无法对孩子进行全方位看护和监管，对于网络上出现的虐童事件、打架斗殴事件、突发事件对系统来说都是望尘莫及；

（2）该系统磁卡对家长的合法性无法验证，只要磁卡和孩子对上就可以领走，这也是磁卡在精准度上的一大漏洞；

（3）该系统虽然可以短信通知家人，但是孩子和卡没有物理上的关联，很容易让不法分子钻空子制造假象，例如：卡刷了，孩子却不在学校。

由此可知，现有技术依然不能满足教育需求。

随着智能操作系统的不断完善、移动网络资费的不断下调，智能手机、平板电脑等移动终端已经走入千家万户。网络技术的不断进步，传统互联网发展已近饱和态势，移动互联网呈现井喷式发展。截至2014年1月，我国通过手机上网用户规模达到5亿，我国移动互联网发展已经进入全民时代。

移动应用开发技术伴随着移动互联网的发展和移动设备的普及得到快速发展，目前主流移动操作系统包括iOS（苹果公司）、Android（谷歌公司）和Windows（微软公司）等，基本代表了当今移动终端操作系统发展方向，主流开发语言如Java、C++、C#、PHP、Python等均提供了对移动应用开发、硬件底层开发的完整支持。

而如果能够建立一个基于移动互联网的综合性平台，使得在学生、家长、教师之间建立有效的联系，如此，不仅可以对学生的安全起到预警保护的效果，还可以获得更好的辅助教育的效果，并且另一方面还可以进一步提高移动互联网和移动终端的利用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对中小学和幼儿园学生进行全方位实时看护、辅助教育、家校生联动的综合应用系统，加强学生安全预防、增进家校互动教育，提升学校教学质量。

本发明的目的主要是通过以下技术方案来实现：

一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其包括：

1）服务器；

2）若干节点，全部或至少一部分节点设有监控摄像头，全部或至少一部分节点设有蓝牙节点，所述监控摄像头和/或蓝牙节点与服务器连接；

3）第一移动终端，具有生命体征传感器、蓝牙模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，所述图像/视频/音频采集模块以第一移动终端的视角采集图像、视频和/或音频，所述蓝牙模块与第一移动终端携带者所处位置附近的蓝牙节点通信连接，所述生命体征传感器采集（优选为定时采集）第一移动终端携带者的生命体征传感数据（例如体温、脉搏）；

4）第二终端，具有操作平台和展示平台，分别与服务器连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对第一移动终端进行访问，并将第一移动终端采集的图像/视频/音频展示于展示平台，还与节点的监控摄像头连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对节点的监控摄像头进行访问，并将节点的监控摄像头采集的图像/视频展示于展示平台；

5）预警系统，具有安全预警子系统和定位预警子系统，该预警系统与第一移动终端和第二终端连接，该安全预警子系统将第一移动终端的生命体征传感器采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二终端实现安全预警（所述无线传输包括蓝牙传输、Wi-Fi传输、3G/4G传输等，优选为通过蓝牙模块输出），该定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块的位置（通过蓝牙节点进行确定）对第一移动终端携带者进行定位，当需要时（例如蓝牙模块信号强度未达到要求时），该定位预警子系统通过第一移动终端的GPS定位模块对第一移动终端携带者进行定位。

进一步的，第一移动终端的生命体征传感器包括体温和脉搏传感器，其定时采集人体温度和脉搏跳动数；当采集的数据超出了预警系统预设的预定指标的标准值范围或者在指定时间内无数据上传时，预警系统自动启动预警提示机制，由服务器的消息推送模块，将预设的提醒信息推送到第二终端（例如可以通过短信推送，优选为，第二终端通过短信获取或应用终端获取的模式）。

进一步的，所述第一移动终端的GPS定位模块设于腕表、鞋、胸卡或智能手机。

进一步的，所述第一移动终端设计成腕表、鞋、胸卡或智能手机。采用智能腕表作为定位终端时，其不仅可以适用于少年学生群体，而且便于携带，有利于实现始终随身携带，尤其是玩游戏过程中没有携带负担，不会因此带来不愿携带的心理，特别是其可以设计成具有时尚的外表，进一步提高学生的携带意愿，且其不易丢失、落下或被窃等，另外，其中的多种智能功能，还可以使其具有较好的趣味性、交友互动性等，增加学生的乐趣，如对讲机功能可以帮助儿童之间沟通建立简易的互动平台，系统可自行设定范围，如班级团体、学习团体、兴趣小组等。且智能腕表还可以提供手机通话、摄像头、麦克、声音外放、蓝牙、体温检测传感器、脉搏监测传感器、GPS定位模块等。

进一步的，所述第二终端为移动终端，包括智能手机、平板电脑或笔记本电脑。

进一步的，用户登录第二终端，通过第二终端向服务器发送请求该请求可以通过运营商核心网、有线宽带、行业专网—如教育网等发送），服务器根据收到的请求做出响应，并根据请求向第一移动终端发送指令（该指令可以通过运营商核心网、有线宽带、行业专网—如教育网等发送）；第一移动终端收到指令后，启动蓝牙模块，并发送蓝牙信号，第一移动终端周边的蓝牙节点测出蓝牙信号在节点处的RSSI，再将RSSI转发到服务器（优选为通过路由节点转发，例如通过运营商核心网转发至服务器。优选为可以先无线转发至基站，再通过运营商核心网转发至服务器），服务器根据RSSI信息进行处理和运算，得出第一移动终端的蓝牙位置信息，服务器使用该蓝牙位置信息与监控摄像头的位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的蓝牙位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的第一移动终端携带者的蓝牙位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

进一步的，如果第一移动终端发射的蓝牙信号无法与蓝牙节点进行有效互通时，则启动GPS定位模块，并主动推送GPS信号，通过无线网络传送到服务器，由服务器对GPS位置信息进行记录，再经处理运算，使用该位置信息与数据库的监控摄像头位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的GPS位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的GPS位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

进一步的，所述第一移动终端还具有GSM模块，GSM模块通过GSM无线基站与服务器通信，该定位预警子系统通过第一移动终端的GSM模块在GSM网络中的位置对第一移动终端携带者进行定位。

进一步的，如果既没有蓝牙模块与蓝牙节点交互数据，又没有GPS信号，则启动第一移动终端的GSM模块，通过GSM模块与多个GSM无线基站进行交互，获取相对多组距离数据，通过GSM网络传送到服务器，服务器记录并进行处理和计算后，得出第一移动终端的GSM位置信息，再使用该GSM位置信息与监控摄像头位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的GSM位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的GSM位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

进一步的，预设的提醒信息通过短信或消息推送机制推送到第二终端，优选为，第二终端通过短信获取或应用终端获取的模式。

进一步的，可以将蓝牙通信替换为Wi-Fi通信，即将第一移动终端的蓝牙模块替换为Wi-Fi模块，并将蓝牙节点替换为Wi-Fi节点，所述Wi-Fi模块与第一移动终端携带者所处位置附近的Wi-Fi节点通信连接。

进一步的，还可以将GSM通信替换为无线宽带通信（该无线宽带通信包括但不局限于3G或4G通信）。

进一步的，还可以包括：

6）基站，设于第一移动终端与服务器之间，与第一移动终端无线通信连接，与服务器之间有线或无线通信连接。

进一步的，所述第一移动终端的携带者为学生或儿童，所述第二终端的用户包括家长、老师和/或管理员。

一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其包括：

1）服务器；

2）若干节点，全部或至少一部分节点设有监控摄像头，全部或至少一部分节点设有蓝牙节点和/或Wi-Fi节点，所述监控摄像头、蓝牙节点和/或Wi-Fi节点与服务器连接；其中，所述监控摄像头通过其基站与服务器连接或直接与服务器连接；

3）第一移动终端，具有生命体征传感器、蓝牙模块、GSM模块、无线宽带通信模块、Wi-Fi模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，所述图像/视频/音频采集模块以第一移动终端的视角采集图像、视频和/或音频，所述蓝牙模块与第一移动终端携带者所处位置附近的蓝牙节点通信连接，所述GSM模块通过GSM无线基站与服务器通信，所述无线宽带通信模块通过其无线基站与服务器通信，所述Wi-Fi模块与第一移动终端携带者所处位置附近的Wi-Fi节点通信连接，所述生命体征传感器采集（优选为定时采集）第一移动终端携带者的生命体征传感数据（例如体温、脉搏）；

4）第二终端，具有操作平台和展示平台，分别与服务器连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对第一移动终端进行访问，并将第一移动终端采集的图像/视频/音频展示于展示平台，还与节点的监控摄像头连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对节点的监控摄像头进行访问，并将节点的监控摄像头采集的图像/视频展示于展示平台；

5）预警系统，具有安全预警子系统和定位预警子系统，该预警系统与第一移动终端和第二终端连接，该安全预警子系统将第一移动终端的生命体征传感器采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二终端实现安全预警（所述无线传输包括蓝牙传输、Wi-Fi传输、3G/4G传输等，优选为通过Wi-Fi传输），该定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块的位置（通过蓝牙节点进行确定）对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时（例如蓝牙模块信号强度未达到要求时），该定位预警子系统通过第一移动终端的GPS定位模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的GSM模块在GSM网络中的位置对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位。

鉴于GPS卫星定位在室内接收不到卫星信号而无法定位，更无法达到准确定位的自身缺陷。本实施例的定位系统采用混合式定位模式，即同时包含GPS定位、基站定位、Wi-Fi定位和蓝牙定位，系统会根据儿童当前环境自动适配定位方式以获取最精确的位置信息。如在室内环境时，系统优先采用蓝牙的近场通信技术，并结合带有蓝牙节点的多个高清摄像仪的位置信息，来计算出儿童的精准位置（精确度可达到毫米），再结合预制的安全范围，系统主动报警，同时启动附近的高清摄像仪进行录制捕捉，为父母提供第一手图像资料。

进一步的，还可以包括：

核心交换机，与各基站进行数据交互、信号传输；

调度服务器，与核心交换机进行数据交互，用于显示采集图像；

网管服务器，与核心交换机进行数据交互，用于管理和控制监控摄像头；

运营商无线宽带核心网，与核心交换机连接，实现校内无线宽带专网与运营商无线宽带公网的互通。

进一步的，还可以包括管控后台，该管控后台包括：

用户管理中心，用于包括组织机构管理、用户管理和权限管理；

设备管理中心，用于管理的设备包括智能手机、平板电脑、GPS终端、监控摄像头、各基站、无线分站、核心交换机、调度服务器、网管服务器；

应用管理中心，用于包括新应用发布、应用更新、应用下架的管理；

安全管理中心，用于包括单点登录、动态口令和令牌校验的管理；

视频管理中心，用于包括视频文件存储、视频流转发、视频文件点播的管理；

接口管理中心，用于包括应用管理接口、移动终端接口、组织机构接口和用户管理接口的管理；

消息推送中心，用于包括通知公告、短信群发、短信提醒和预警消息等信息推送；

互动交流中心，用于包括家长与教师互动、学生与老师互动、学生与学生互动。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提升中小学及幼儿园学生的安全预防能力，随时随地进行学生安全看护，自动报警信息的主动消息推送机制能使相关人员及时发现安全隐患快速做出处理，提升安全威胁的预测预判能力，实现学生智能看护，减少或杜绝虐待凌辱、打架斗殴、拐卖绑架等突发事件的发生，增强学生安全监管力度，实现开放化、智能化、平安型的和谐校园。

2、本发明延伸了家长对孩子的看护能力，随着无线技术不断成熟和移动互联网井喷式发展，孩子远程看护已成为了可能。经常外出的父母可以通过智能手机或者平板电脑随时随地查看孩子的当前状况，包括人身安全、所处位置、学习情况等；让远在异乡的父母可以少一点关注精力和压力，以便更加轻松地投入到工作中，为企业创造更大的价值。

3、本发明提高学生对家长的透明度，家长可以在学生成绩下滑前，及时获得消息，并通过系统获取对应的课堂录像、家庭作业、课程进度有针对性地辅导孩子，提升孩子对父母的认可度和亲子关系。有效地杜绝个别家长对成绩下滑后孩子的打骂现象发生，提高家庭和谐度，为孩子提供健康、快乐、幸福的成长环境。

4、本发明提高了学校教学质量，通过教师课堂录像和对外开放，促使授课教师不得不每天做好课前备课准备，杜绝教学糊弄、误人子弟的现象出现，提升教师的责任感和荣誉感。通过课堂的开放，让有能力的教师更加美名远扬，收益硕果，最终提升学校的师资力量和品牌知名度。

5、本发明创建了学校与家长的沟通桥梁，通过互动沟通平台一方面为学生和教师构建在线答疑空间和学习互助群组，另一方面为家长和教师提供一对一在线/离线沟通平台。充分的沟通可以杜绝或者减少家校之间的矛盾和误解，减轻学校接待家长的精力和人力投入，学校可以把更多的时间放在提高学校的教学质量和设施安全上，为每位学生提供更美好的、更优越的、更和谐的校园。家长们除了家长会的见面交流外，无需投入更多的时间和精力来回跑学校了解和沟通。

6、本发明实现了移动终端设备的管控能力，通过管控后台的设备管控模块，为家长们提供智能终端远程安全管控服务，帮助家长寻找设备时定位手机位置、遗忘设备时远程锁屏、遗失设备时远程刷机等服务。

7、本发明实现无线数据传输，降低了设备故障率，无线摄像头方便部署监控，不受线缆工程限制，家长使用智能终端可随时调看孩子所处当前位置摄像头视频，也可随时调看移动定位终端的迷你摄像头视频和语音信息，学校管理人员可以随时调看所有摄像头的视频，并推送视频给指定智能手机，可实现远程遥控和监控。

8、本发明覆盖了学生校内校外安全的主要环节，系统结构和使用的技术具有普遍的适用性。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统的系统结构示意图；

图2是本发明一个实施例的预警流程示意图；

图3是本发明一个实施例的操作流程示意图；

图4是本发明实施例所述一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统的系统结构示意图，图中实线为光纤传输，虚线为无线宽带传输。

图中：

1、管控后台；2、分控中心；3、核心交换机；4、无线分站；5、无线基站；6、摄像头；7、移动定位终端；8、智能终端；9、学校视频服务器；10、运营商无线宽带核心网。

具体实施方式

为了便于理解，下面通过具体实施方式对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明的一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其包括：

1）服务器；

2）若干节点，全部或至少一部分节点设有监控摄像头，全部或至少一部分节点设有蓝牙节点和/或Wi-Fi节点，所述监控摄像头、蓝牙节点和/或Wi-Fi节点与服务器连接，其中，所述监控摄像头通过其基站与服务器连接或直接与服务器连接；

3）第一移动终端，具有生命体征传感器、蓝牙模块、GSM模块、无线宽带通信模块、Wi-Fi模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，所述图像/视频/音频采集模块以第一移动终端的视角采集图像、视频和/或音频，所述蓝牙模块与第一移动终端携带者所处位置附近的蓝牙节点通信连接，所述GSM模块通过GSM无线基站与服务器通信，所述无线宽带通信模块通过其无线基站与服务器通信，所述Wi-Fi模块与第一移动终端携带者所处位置附近的Wi-Fi节点通信连接，所述生命体征传感器采集（优选为定时采集）第一移动终端携带者的生命体征传感数据（例如体温、脉搏）；

4）第二移动终端，具有操作平台和展示平台，分别与服务器连接，第二移动终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对第一移动终端进行访问，并将第一移动终端采集的图像/视频/音频展示于展示平台，还与节点的监控摄像头连接，第二移动终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对节点的监控摄像头进行访问，并将节点的监控摄像头采集的图像/视频展示于展示平台；

5）预警系统，具有安全预警子系统和定位预警子系统，该预警系统与第一移动终端和第二移动终端连接，该安全预警子系统将第一移动终端的生命体征传感器采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二移动终端实现安全预警，该定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块的位置（通过蓝牙节点进行确定）对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时（例如蓝牙模块信号强度未达到要求时），该定位预警子系统通过第一移动终端的GPS定位模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的GSM模块在GSM网络中的位置对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位。

参见图2，本发明一个实施例的预警流程示意图所示，其可以按如下方式实现安全预警：

儿童终端的体温和脉搏传感器定时采集人体温度和脉搏跳动数；当采集的数据超出了系统预设的标准值范围或者在指定时间内无数据上传时，预警系统自动启动预警提示机制，由服务器消息推送模块，按照预设的提醒信息通过短信推送到手机，以实现提醒父母的目的。

参见图3，本发明一个实施例的操作流程示意图所示，其可以按如下方式实现对学生的远程看护和精准定位：

父母登录客户端时，客户端可以自动向服务端发送查看请求，服务端收到请求后做出响应，并根据查看请求通过运营商网络、无线基站向儿童终端发送指令；儿童终端收到指令后，启动蓝牙功能，并发送蓝牙信号，儿童终端周边的摄像仪蓝牙节点如果测出蓝牙信号在节点处的RSSI话，路由节点将RSSI转发到基站，基站再通过运营商核心网传输到服务器，服务器根据RSSI信息进行处理和运算，得出儿童终端的位置信息，服务器使用该位置信息与数据库的摄像仪位置信息进行比对，并将比对得到的临近2-3个摄像仪列表与儿童终端位置信息一并通过运营商核心网传输到父母的客户端上，客户端展示服务器推送的儿童位置信息和儿童终端临近的2-3个摄像仪列表，最后父母通过客户端打开已赛选好的最佳位置摄像仪，实现对儿童的远程看护和精准定位；

如果儿童终端发射的蓝牙信号无法与蓝牙节点进行有效互通时，系统可以自动启动GPS定位模块，并主动推送GPS信号，通过无线网络传送到服务器，由服务器对GPS位置信息进行记录，经处理运算得到儿童终端的位置信息，使用该位置信息与数据库的摄像仪位置信息进行比对，并将比对得到的临近2-3个摄像仪列表与儿童终端位置信息一并通过运营商核心网传输到父母的客户端上，客户端展示服务器推送的儿童位置信息和儿童终端临近的2-3个摄像仪列表，最后父母通过客户端打开已筛选好的最佳位置摄像仪，实现对儿童的远程看护和精准定位；

如果既没有蓝牙与节点交互数据，又没有GPS信号，系统可以自动启动儿童终端的GSM模块，通过GSM模块与运营商的多个基站进行交互，获取相对多组距离数据，通过无线网络传送到服务器，服务器记录并进行处理和计算后，得出儿童终端的位置信息，再使用该位置信息与数据库的摄像仪位置信息进行比对，并将比对得到的临近2-3个摄像仪列表与儿童终端位置信息一并通过运营商核心网传输到父母的客户端上，客户端展示服务器推送的儿童位置信息和儿童终端临近的2-3个摄像仪列表，最后父母通过客户端打开已筛选好的最佳位置摄像仪，实现对儿童的远程看护和精准定位。

如果以上方式都无法正常获取有效数据时，则表示操作失败。可以通过儿童终端自动向服务器发送失败信息，由服务器根据失败尝试的情况，得出失败可能的原因，并将原因和结果信息发送给父母客户端，实现系统状态告知提醒。

上述结构设置，使得家长可以通过移动客户端随时随地查看学生定位终端的准确位置，利用相对位置数学模型计算并提取临近摄像头进行实时视频采集，实现无线数据交互。

进一步的，本系统还可以包括管控后台，该管控后台包括用户管理中心、设备管理中心、应用管理中心、安全管理中心、视频管理中心、接口管理中心、消息推送中心和互动交流中心。

其中，管控后台的互动交流中心，智能终端之间可以通过Wi-Fi、小区宽带、教育专网、无线宽带网进行数据交互，实现文本、图片、音频和视频的传输。

其中，管控后台的组织机构管理中心，使得全国中小学和幼儿园学校、年级、班级可以通过组织机构维护实现统一机构维护和管理。

其中，管控后台的设备管理中心，通过移动设备管理MDM模块，可以实现智能终端的远程设备定位、远程设备锁屏、远程设备刷机等安全操作，还可以对其他设备（如移动定位设备、智能终端、摄像头、服务器、核心交换机、无线分站以及基站等）进行注册、注销、挂失、报废和删除等管理操作。

其中，管控后台的应用管理中心，通过应用设备管理MAM模块，可以实现移动应用的发布、更新和下架管理，满足应用全生命周期管理。

其中，管控后台的视频管理中心，通过视频管理分布式管理，实现全部视频摄像头视频采集存储、视频流转码、移动终端视频访问权限控制，并按照省市、区县、学校类别进行分级管理。

其中，管控后台的接口管理中心，提供用户管理接口、视频列表接口、权限控制接口、文件访问接口、消息推送接口等，为系统后续扩展提供接口支持，满足系统兼容性业务需求。

其中，管控后台的消息推送中心，后台管理人员可以根据业务要求，编制消息内容，向移动终端推送消息，包括系统公告、学校通知、应急消息等信息。

其中，管控后台的短信平台，可以根据移动定位终端采集并推送信息，如位置信息、体温数据和脉搏数据，根据数学模型系统自动判断并做出预警提示，预警消息将利用短信平台通过短信网关向指定智能终端用户发送短信息，实现孩子的安全威胁自动预警，最小范围最快时间控制险情，杜绝或者减少突发事件发生后所造成的人身伤害和财产损失。

上述结构设置，使得本系统能够服务四个对象，包括家长、学生、教师、学校。

其中，家长不仅可以通过移动客户端随时随地查看学生定位终端的准确位置，利用相对位置数学模型计算并提取临近摄像头进行实时视频采集，实现无线数据交互；家长还可以根据学生课程表日程信息，随时点播以往已完成的课程实录，满足学生课后复习和家庭辅导的双重目的；家长移动终端可以通过互动交流中心与教师进行互动留言答疑，增加双方的沟通渠道，降低或避免误解，提升教师亲和力和服务质量；家长移动终端可及时获取学生在校考试成绩及表现情况，杜绝信息不对称导致学生成绩拉下。

其中，学生可以通过移动客户端，查看课程表、家庭作业、以往的课堂实录以及其他学校提供的电子教辅资料，帮助老师自动提醒学生完成家庭作业或者课堂练习，减轻或杜绝因人为催促学生学习造成压力大的叛逆情绪出现；学生通过高科技产品进行学习可以提高学习兴趣，有助于学生科学意识的挖掘和培养；学生还可以通过互动交流中心向授课老师留言提问，也可以直接向其他成绩优秀的同学求教，学生们还可以自行组建学习小组和帮扶小组等。

其中，教师可以通过本系统上传家庭作业、课后练习题、课堂课件等资料，向所有学生充分共享教学资料和习题库，减少教师在晚自习、课后提供辅导的时间和精力，还可以向学生们下发通知，补缺补漏提供资料；教师可以通过互动交流中心与家长随时沟通，减少电话和面对面交流的时间和尴尬，沟通气氛更随意更融洽。教师可以通过本系统管理和维护学生的平时表现和考试成绩共享，方便统计和分析，对学生管理和教学方法起到一定的数据支持。

其中，学校利用本系统可以对教师教学方法和教学内容进行监督，可以有效地提升学校整体教学质量，对学校起到良性循环的推动作用；学校可以对全体学生的学情进行精细化管理，还可以有效预防学生打架斗殴的恶性事件发生。通过人员位置信息，可以在突发事件发生时，帮助救援人员快速定位人员情况，降低人员和财产损失，有效提高工作效率。

参见图4，以下通过一所小学使用本发明的例子，进一步介绍本发明的技术方案的应用。

为每位学生配发移动定位终端，如迷你智能腕表，内附带有GPS定位、高分辨率摄像头、录音模块、蓝牙4.0、无线宽带SIM卡(可拨打电话)、温度测量模块和脉搏监测等；通过移动定位终端可以采集图像、音频和传感数据（如：体温值、脉搏数据），并将数据转换为宽带无线信号。

在学校中，按照教室、走廊、楼厅、天花板、停车场、操场、围墙、校门口等处架设若干摄像头6，摄像头6上附带有蓝牙4.0，实现移动定位终端室内近场通讯定位，并将采集的图像转换为数字信号。

按照学校建筑布局和占地面积大小，将学校划分为多个区域，每个区域的范围为无线基站5的覆盖范围，基站5接收本区域内的所有移动定位终端发出的宽带无线信号，并将无线信号转换为光信号。

多个无线基站5通过光纤将光信号传递给核心交换机3，所述核心交换机3将所述光信号转换为数字信号，并将所述数字信号通过数据线传递给分控中心2。

分控中心2接收所述数字信号后，再通过运营商公网传递并存储到管控后台1。智能终端8解码处理后显示所述图像，家长可以选择观看摄像头6传输的图像也可以查看移动定位终端7传回的位置信息、体温数据以及脉搏信息等。

当学校范围大于无线基站5所覆盖的信号范围时，在所述无线基站5与核心交换机3之间设有一层或者多层无线分站4，层数的多少根据监控实际面积与无线分站4所覆盖的范围大小决定，所述核心交换机3与多个无线分站4通过光纤进行数据交互，所述无线分站4与多个无线基站5通过光纤进行数据交互。

本系统包括智能终端8，所述智能终端8为智能手机、平板电脑、笔记本电脑等能够接收无线网的电子设备，所述智能终端8通过无线数据交互模块接收无线基站5发送的宽带无线信号，将宽带无线信号转换为数字信号，并将该信号传递给处理模块，所述处理模块进行解码，将解码后的数字信号传递给显示模块，显示模块显示该图像；输入模块输入控制信号，该控制信号传递给处理模块，所述处理模块对该控制信号响应，将该控制信号传递给无线数据交互模块，所述无线数据交互模块将控制信号转换为宽带无线信号，并发送给无线基站5，无线基站5通过宽带无线网将该信号发送给宽带无线摄像头6，实现智能终端8接收宽带无线摄像头6发送的图像，实现智能终端8控制宽带无线摄像头6云台旋转。

一台无线基站5可覆盖半径为250米的圆形区域，无线信号可垂直穿越20层楼体而信号不受影响。宽带无线摄像头6方便部署监控，不受线缆工程限制，家长使用智能终端8可随时随处调看摄像头6的视频；管理者使用智能终端8可随时随处查看视频，也可随时调看其它摄像头6的视频；管控后台1可以随时调看所有摄像头的视频，并推送视频给授权智能终端8；摄像头6可实现远程遥控和监控。

通过上述设置，使得可以通过摄像头6实现对校内各区域，如教室、操场等区域的全面监控，以及通过腕表上的摄像头实现对校外的监控，可通过预警机制有效保障学生的安全；并且，还可以通过教室内的摄像头6实现对教学课程的监控、实录，便于监控教学质量及家长进行课后辅导；还通过管控后台建立学生、家长、教师等各方之间的交流互动平台，便于交流。

综上所述，本发明是一种针对中小学和幼儿园学生进行全方位实时看护、辅助教育、家校生联动的综合应用系统，能够加强学生安全预防、增进家校互动教育，提升学校教学质量。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于，其包括：

1)服务器；

2)若干节点，全部或至少一部分节点设有监控摄像头，全部或至少一部分节点设有蓝牙节点，所述监控摄像头和/或蓝牙节点与服务器连接；

3)第一移动终端，具有生命体征传感器、蓝牙模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，所述图像/视频/音频采集模块采集图像、视频和/或音频，所述蓝牙模块与第一移动终端携带者所处位置附近的蓝牙节点通信连接，所述生命体征传感器采集(优选为定时采集)第一移动终端携带者的生命体征传感数据(例如体温、脉搏)；

4)第二终端，具有操作平台和展示平台，分别与服务器连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对第一移动终端进行访问，并将第一移动终端采集的图像/视频/音频展示于展示平台，还与节点的监控摄像头连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对节点的监控摄像头进行访问，并将节点的监控摄像头采集的图像/视频展示于展示平台；

5)预警系统，具有安全预警子系统和定位预警子系统，该预警系统与第一移动终端和第二终端连接，该安全预警子系统将第一移动终端的生命体征传感器采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二终端实现安全预警(所述无线传输包括蓝牙传输、Wi-Fi传输、3G/4G传输等，优选为通过蓝牙模块输出)，该定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块的位置(通过蓝牙节点进行确定)对第一移动终端携带者进行定位，当需要时(例如蓝牙模块信号强度未达到要求时)，该定位预警子系统通过第一移动终端的GPS定位模块对第一移动终端携带者进行定位。

2.如权利要求1所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

第一移动终端的生命体征传感器包括体温和脉搏传感器，其定时采集人体温度和脉搏跳动数；当采集的数据超出了预警系统预设的预定指标的标准值范围或者在指定时间内无数据上传时，预警系统自动启动预警提示机制，由服务器的消息推送模块，将预设的提醒信息推送到第二终端(例如可以通过短信推送，优选为，第二终端通过短信获取或应用终端获取的模式)。或者，所述第一移动终端的GPS定位模块设于腕表、鞋、胸卡或者智能手机；所述第二终端为移动终端，包括智能手机、平板电脑或笔记本电脑。或者，所述第一移动终端的携带者为学生或儿童，所述第二终端的用户包括家长、老师和/或管理员。

3.如权利要求1所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

用户登录第二终端，通过第二终端向服务器发送请求(该请求可以通过运营商核心网、有线宽带、行业专网—如教育网等发送)，服务器根据收到的请求做出响应，并根据请求向第一移动终端发送指令(该指令可以通过运营商核心网、有线宽带、行业专网—如教育网等发送)；第一移动终端收到指令后，启动蓝牙模块，并发送蓝牙信号，第一移动终端周边的蓝牙节点测出蓝牙信号在节点处的RSSI，再将RSSI转发到服务器(优选为通过路由节点转发，例如通过运营商核心网转发至服务器；优选为可以先无线转发至基站，再通过运营商核心网转发至服务器)，服务器根据RSSI信息进行处理和运算，得出第一移动终端的蓝牙位置信息，服务器使用该蓝牙位置信息与监控摄像头的位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的蓝牙位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的第一移动终端携带者的蓝牙位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

4.如权利要求1所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

如果第一移动终端发射的蓝牙信号无法与蓝牙节点进行有效互通时，则启动GPS定位模块，并主动推送GPS信号，通过无线网络传送到服务器，由服务器对GPS位置信息进行记录，再经处理运算，使用该位置信息与数据库的监控摄像头位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的GPS位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的GPS位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

5.如权利要求1所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

所述第一移动终端还具有GSM模块，GSM模块通过GSM无线基站与服务器通信，该定位预警子系统通过第一移动终端的GSM模块在GSM网络中的位置对第一移动终端携带者进行定位。或者，优选为，还包括：

6)基站，设于第一移动终端与服务器之间，与第一移动终端无线通信连接，与服务器之间有线或无线通信连接。

6.如权利要求5所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

如果既没有蓝牙模块与蓝牙节点交互数据，又没有GPS信号，则启动第一移动终端的GSM模块，通过GSM模块与多个GSM无线基站进行交互，获取相对多组距离数据，通过GSM网络传送到服务器，服务器记录并进行处理和计算后，得出第一移动终端的GSM位置信息，再使用该GSM位置信息与监控摄像头位置信息进行比对，并将比对得到的临近若干个监控摄像头的列表与第一移动终端的GSM位置信息，一并传输到第二终端，第二终端的展示平台展示服务器推送的GSM位置信息和第一移动终端临近的若干个监控摄像头的列表，用户通过第二终端打开列表中的相应监控摄像头，实现对第一移动终端携带者的定位和查看。

7.如权利要求5所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

预设的提醒信息通过短信或消息推送机制推送到第二终端，优选为，第二终端通过短信获取或应用终端获取的模式。

8.如权利要求1所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

将蓝牙通信替换为Wi-Fi通信，即将第一移动终端的蓝牙模块替换为Wi-Fi模块，并将蓝牙节点替换为Wi-Fi节点，所述Wi-Fi模块与第一移动终端携带者所处位置附近的Wi-Fi节点通信连接。

9.如权利要求5所述的全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于：

将GSM通信替换为无线宽带通信(该无线宽带通信包括但不局限于3G/4G通信)。

10.一种全方位实时学生看护辅助教育家校生无线联动系统，其特征在于，其包括：

1)服务器；

2)若干节点，全部或至少一部分节点设有监控摄像头，全部或至少一部分节点设有蓝牙节点和/或Wi-Fi节点，所述监控摄像头、蓝牙节点和/或Wi-Fi节点与服务器连接；其中，所述监控摄像头通过其基站与服务器连接或直接与服务器连接；

3)第一移动终端，具有生命体征传感器、蓝牙模块、GSM模块、无线宽带通信模块、Wi-Fi模块、图像/视频/音频采集模块和GPS定位模块，所述图像/视频/音频采集模块以第一移动终端的视角采集图像、视频和/或音频，所述蓝牙模块与第一移动终端携带者所处位置附近的蓝牙节点通信连接，所述GSM模块通过GSM无线基站与服务器通信，所述无线宽带通信模块通过其无线基站与服务器通信，所述Wi-Fi模块与第一移动终端携带者所处位置附近的Wi-Fi节点通信连接，所述生命体征传感器采集(优选为定时采集)第一移动终端携带者的生命体征传感数据(例如体温、脉搏)；

4)第二终端，具有操作平台和展示平台，分别与服务器连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对第一移动终端进行访问，并将第一移动终端采集的图像/视频/音频展示于展示平台，还与节点的监控摄像头连接，第二终端的携带者能通过操作平台向服务器发送请求对节点的监控摄像头进行访问，并将节点的监控摄像头采集的图像/视频展示于展示平台；

5)预警系统，具有安全预警子系统和定位预警子系统，该预警系统与第一移动终端和第二终端连接，该安全预警子系统将第一移动终端的生命体征传感器采集的生命体征传感数据与预定指标进行对比，根据对比结果生成安全预警信号，并将安全预警信号无线传输给第二终端实现安全预警(所述无线传输包括蓝牙传输、Wi-Fi传输、3G/4G传输等，优选为通过Wi-Fi传输)，该定位预警子系统通过第一移动终端的蓝牙模块的位置(通过蓝牙节点进行确定)对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者进行精确定位，当需要时(例如蓝牙模块信号强度未达到要求时)，该定位预警子系统通过第一移动终端的GPS定位模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的GSM模块在GSM网络中的位置对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位，当需要时，该定位预警子系统通过第一移动终端的Wi-Fi模块对第一移动终端携带者所处的经纬度进行定位。优选为，还包括：

核心交换机，与各基站进行数据交互、信号传输；

调度服务器，与核心交换机进行数据交互，用于显示采集图像；

网管服务器，与核心交换机进行数据交互，用于管理和控制监控摄像头；

运营商无线宽带核心网，与核心交换机连接，实现校内无线宽带专网与运营商无线宽带公网的互通。或者，优选为，还包括管控后台，该管控后台包括：

用户管理中心，用于包括组织机构管理、用户管理和权限管理；

设备管理中心，用于管理的设备包括智能手机、平板电脑、GPS终端、监控摄像头、各基站、无线分站、核心交换机、调度服务器、网管服务器；

应用管理中心，用于包括新应用发布、应用更新、应用下架的管理；

安全管理中心，用于包括单点登录、动态口令和令牌校验的管理；

视频管理中心，用于包括视频文件存储、视频流转发、视频文件点播的管理；

接口管理中心，用于包括应用管理接口、移动终端接口、组织机构接口和用户管理接口的管理；

消息推送中心，用于包括通知公告、短信群发、短信提醒和预警消息等信息推送；

互动交流中心，用于包括家长与教师互动、学生与老师互动、学生与学生互动。