CN108724222A - 一种智慧校园安防管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智慧校园安防管理系统及方法，其中系统包括云端服务器、用户终端、自动巡逻机器人和多个打卡监控设备。本发明采用自动巡逻机器人实现校园内的安全巡逻，并且自动巡逻机器人可以在打卡监控设备处打卡，并且将采集的数据传输到打卡监控设备上，工作人员只要在白天的时候调取各个打卡监控设备的数据，即可以知道机器人巡逻的情况；自动巡逻机器人通过红外感应器实现对行人的检测，并且当检测到行人时，可以自动开启照明设备和球形摄像头进行图像采集，可以不用在夜晚打开全部的路灯，有利于节省能源，在出现危险时，自动巡逻机器人通过声音报警器，可以唤醒距离较近的路灯，使得路灯点亮，方便工作人员处理紧急情况。

Description

一种智慧校园安防管理系统及方法

技术领域

本发明涉及智慧校园技术领域，具体是指一种智慧校园安防管理系统及方法。

背景技术

校园是教育与培养下一代的场所，寄托着国家、社会和每一个家庭的希望。维护校园安全稳定，是构建和谐社会的重要保证。随着校园安全突发事件的增多，我国的校园安全形势变得严峻起来，引起了全社会的关注。长期以来，校园安全应急工作基础较薄弱，迫切需要采用全方位、多渠道，特别是技术手段来加强校园安全防范工作。学校安全工作，是全社会安全工作的一个十分重要的组成部分。它直接关系到青少年学生能否安全、健康地成长，关系到千千万万个家庭的幸福安宁和社会稳定。

现有的校园安防管理，在夜晚时，往往需要有工作人员在场地内进行巡逻，十分耗费人力物力，并且无法对工作人员的巡逻工作进行有效监督。

发明内容

本发明提供了一种智慧校园安防管理系统及方法，其目的在于克服现有技术中的缺陷，采用自动巡逻机器人实现校园内的安全巡逻，并且自动巡逻机器人可以在打卡监控设备处打卡，并且将采集的数据传输到打卡监控设备上，工作人员只要在白天的时候调取各个打卡监控设备的数据，即可以知道机器人巡逻的情况。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该智慧校园安防管理系统，包括云端服务器、用户终端、自动巡逻机器人和多个打卡监控设备，各个所述打卡监控设备分别设置于一校园内路灯的下方；

所述自动巡逻机器人包括主体、设置于主体两侧的手臂和设置于主体下方的移动装置，所述主体的顶部设置有第一光敏传感器，所述主体的前方开设有第一开口和第二开口，所述第一开口的内部设置有一红外感应器，所述第一开口处还设置有一与所述第一开口大小相适应的透红外亚克力板，所述第二开口的内部设置有一球形摄像头，所述第二开口处还设置有一与所述第二开口大小相适应的透可见光玻璃板，所述第二开口的上方还设置有照明灯；

所述自动巡逻机器人的一侧手臂的顶端设置有第一RFID通讯模块，所述自动巡逻机器人的主体内部设置有第一控制器、驱动电机、第一存储器、4G通讯模块和第一蓄电池，所述驱动电机驱动所述移动装置移动，所述第一控制器分别与所述第一蓄电池、驱动电机、第一光敏传感器、红外感应器、球形摄像头、照明灯、第一存储器、第一RFID通讯模块和4G通讯模块相连接，所述4G通讯模块分别与所述云端服务器和用户终端进行通信；

所述打卡监控设备包括打卡监控箱体，所述打卡监控箱体的外部设置有第二RFID通讯模块，所述第二RFID通讯模块与所述第一RFID通讯模块进行通信，所述打卡监控箱体的内部设置有第二控制器和第二存储器，所述第二控制器分别与所述第二存储器和第二RFID通讯模块相连接。

可选地，至少一个所述打卡监控箱体的内部还设置有第二蓄电池，所述第二蓄电池与所述第二控制器相连接，设置有第二蓄电池的打卡监控箱的外部设置有第二充电接口，所述自动巡逻机器人的主体的外部设置有第一充电接口，所述第一充电接口与所述第二充电接口适配，以使得所述第二蓄电池为所述第一蓄电池充电。

可选地，所述路灯包括LED灯，所述LED灯和所述打卡监控箱体均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路。

可选地，所述声音检测设备包括一声电转换器和第一比较器，所述比较器的第一输入端输入所述声电转换器的输出信号，所述比较器的第二输入端输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。

可选地，所述光敏传感电路包括第二光敏传感器和第二比较器，所述第二光敏传感器的输出端连接至所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接至第二参考电压，所述第二比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。

可选地，所述打卡监控设备还包括遮阳伞，所述遮阳伞设置于所述打卡监控箱体的上方，所述自动巡逻机器人的主体上方还设置有雨水传感器，所述雨水传感器与所述第一控制器相连接。

本发明实施例还提供一种智慧校园安防管理方法，采用所述的智慧校园安防管理系统，所述方法包括如下步骤：

所述自动巡逻机器人的第一控制器实时接收所述第一光敏传感器的检测数据；

所述第一控制器根据所述第一光敏传感器的检测数据判断当前处于晚上时，启动所述红外感应器，通过所述红外感应器实时检测前方是否有行人通过；

所述第一控制器根据所述红外感应器的检测数据判断前方有行人经过时，启动所述照明灯和所述球形摄像头；

所述第一控制器通过所述球形摄像头获取前方的图像；

所述第一控制器通过所述4G通讯模块将采集的图像发送至云端服务器和用户终端；

所述第一控制器将所述第一光敏传感器、红外感应器和球形摄像头的采集数据存储至所述第一存储器；

所述自动巡逻机器人运动至与一路灯下方的打卡监控设备之间的距离小于预设阈值时，所述自动巡逻机器人将所述第一存储器中的数据通过所述第一RFID通讯模块和第二RFID通讯模块传输至所述打卡监控设备的第二存储器；

所述打卡监控设备的第二控制器记录所述自动巡逻机器人与该打卡监控设备传输数据的时刻。

可选地，所述路灯包括LED灯，所述LED灯和所述打卡监控箱体均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路；

所述方法还包括如下步骤：

所述云端服务器或所述用户终端接收到所述采集的图像后，接收工作人员对图像中行人身份的判断，形成反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器通过所述4G通讯模块接收云端服务器或用户终端对所述采集的图像的反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器根据所述反馈数据判断当前图像中的行人为非工作人员时，启动所述声音报警器开始报警；

一打卡监控设备的第二光敏传感器检测到当前处于晚上且所述声音检测设备检测到声音大于预设阈值时，所述灯光控制开关闭合，使得所述市电电源和所述路灯的LED灯之间的电路导通。

采用了该发明中的智慧校园安防管理系统及方法，具有如下有益效果：

(1)采用自动巡逻机器人实现校园内的安全巡逻，并且自动巡逻机器人可以在打卡监控设备处打卡，并且将采集的数据传输到打卡监控设备上，工作人员只要在白天的时候调取各个打卡监控设备的数据，即可以知道机器人巡逻的情况；

(2)自动巡逻机器人通过红外感应器实现对行人的检测，并且当检测到行人时，可以自动开启照明设备和球形摄像头进行图像采集，并发送到云端服务器和用户终端处进行身份识别，从而可以不用在夜晚打开全部的路灯，有利于节省能源，在出现危险时，自动巡逻机器人通过声音报警器，可以唤醒距离较近的路灯，使得路灯点亮，方便工作人员处理紧急情况。

附图说明

图1为本发明一实施例的智慧校园安防管理系统中自动巡逻机器人的结构示意图；

图2为本发明一实施例的智慧校园安防管理系统中打卡监控设备的结构示意图；

图3为本发明一实施例的智慧校园安防管理方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种智慧校园安防管理系统，包括云端服务器、用户终端、自动巡逻机器人和多个打卡监控设备，各个所述打卡监控设备分别设置于一校园内路灯的下方；

如图1所示，所述自动巡逻机器人包括主体1、设置于主体两侧的手臂2和设置于主体下方的移动装置3，移动装置可以是皮带轮，也可以是万向滚轮等等，所述主体1的顶部设置有第一光敏传感器11，所述主体1的前方开设有第一开口和第二开口，所述第一开口的内部设置有一红外感应器12，所述第一开口处还设置有一与所述第一开口大小相适应的透红外亚克力板，所述第二开口的内部设置有一球形摄像头13，所述第二开口处还设置有一与所述第二开口大小相适应的透可见光玻璃板，所述第二开口的上方还设置有照明灯14；透红外亚克力板和透可见光玻璃板可以分别保护内部的红外感应器和球形摄像头，并且不会影响红外感应器和球形摄像头的功能实现；

自动巡逻机器人可以通过第一光敏传感器检测外部光线，根据检测数据判断是白天还是晚上。并且可以通过红外感应器检测前方是否有行人通过，通过球形摄像头拍摄前方照片，并且照明灯可以在黑夜时为球形摄像头的拍摄环境照明；

所述自动巡逻机器人的一侧手臂的顶端设置有第一RFID通讯模块21，所述自动巡逻机器人的主体1内部设置有第一控制器、驱动电机、第一存储器、4G通讯模块和第一蓄电池，所述驱动电机驱动所述移动装置3移动，所述第一控制器分别与所述第一蓄电池、驱动电机、第一光敏传感器11、红外感应器12、球形摄像头13、照明灯14、第一存储器、第一RFID通讯模块21和4G通讯模块相连接，所述4G通讯模块分别与所述云端服务器和用户终端进行通信；存储器可以实时存储各个传感器采集到的数据；

如图2所示，所述打卡监控设备包括打卡监控箱体，所述打卡监控箱体设置于路灯4的下方，所述打卡监控箱体52的外部设置有第二RFID通讯模块54，所述第二RFID通讯模块54与所述第一RFID通讯模块21进行通信，所述打卡监控箱体52的内部设置有第二控制器和第二存储器，所述第二控制器分别与所述第二存储器和第二RFID通讯模块54相连接。

自动巡逻机器人在运动至与打卡监控箱体距离在预设阈值内时，第一RFID通讯模块可以将自动巡逻机器人采集的数据传输到第二存储器中。一方面实现了自动巡逻机器人打卡，对其巡逻工作进行监督，另一方面可以对自动巡逻机器人的数据进行备份，也可以定时清理掉一些过期的数据，为新数据让出空间。

在该实施例中，至少一个所述打卡监控箱体的内部还设置有第二蓄电池53，所述第二蓄电池53与所述第二控制器相连接，设置有第二蓄电池53的打卡监控箱的外部设置有第二充电接口，所述自动巡逻机器人的主体的外部设置有第一充电接口，所述第一充电接口与所述第二充电接口适配，以使得所述第二蓄电池为所述第一蓄电池充电。自动巡逻机器人在夜间巡逻时，即使没电，也可以很方便地到达具有第二蓄电池的打卡监控箱体处进行自动充电，保障自动巡逻稳定进行。

在该实施例中，所述路灯4包括LED灯41，所述LED灯41和所述打卡监控箱体52均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯41之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路。

在该实施例中，所述声音检测设备包括一声电转换器和第一比较器，所述比较器的第一输入端输入所述声电转换器的输出信号，所述比较器的第二输入端输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。声电转换器在检测到很大的声音时，输出一个高电平，与第一参考电压比较后，输出一个高电平至灯光控制开关的控制端。

在该实施例中，所述光敏传感电路包括第二光敏传感器和第二比较器，所述第二光敏传感器的输出端连接至所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接至第二参考电压，所述第二比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。所述第二光敏传感器在检测到光线较弱时，输出一个高电平，与第二参考电压比较后，输出一个高电平至灯光控制开关的控制端，灯光控制开关在同时接收到声音检测设备的高电平和光敏传感电路输出的高电平之后，才控制市电电源和LED灯41导通。即在黑夜时，如果检测到很大的声音，则控制路灯开启。平时在黑夜时，没有检测到很大的声音时，则可以关闭路灯，节省电源，在白天时，由于本身太阳光比较强，也不需要开启路灯照明。

在该实施例中，所述打卡监控设备还包括遮阳伞51，所述遮阳伞51设置于所述打卡监控箱体的上方，所述自动巡逻机器人的主体上方还设置有雨水传感器，所述雨水传感器与所述第一控制器相连接。自动巡逻机器人在检测到很大的降雨时，可以自动到路灯4下避雨，避免雨水损害自身的内部电路。同时遮阳伞51也可以对打卡监控箱体52进行遮蔽。

如图3所示，本发明实施例还提供一种智慧校园安防管理方法，采用所述的智慧校园安防管理系统，所述方法包括如下步骤：

所述自动巡逻机器人的第一控制器实时接收所述第一光敏传感器的检测数据；

所述第一控制器根据所述第一光敏传感器的检测数据判断当前处于晚上时，启动所述红外感应器，通过所述红外感应器实时检测前方是否有行人通过；

所述第一控制器根据所述红外感应器的检测数据判断前方有行人经过时，启动所述照明灯和所述球形摄像头；

所述第一控制器通过所述球形摄像头获取前方的图像；

所述第一控制器通过所述4G通讯模块将采集的图像发送至云端服务器和用户终端；

所述第一控制器将所述第一光敏传感器、红外感应器和球形摄像头的采集数据存储至所述第一存储器；

所述自动巡逻机器人运动至与一路灯下方的打卡监控设备之间的距离小于预设阈值时，所述自动巡逻机器人将所述第一存储器中的数据通过所述第一RFID通讯模块和第二RFID通讯模块传输至所述打卡监控设备的第二存储器；

所述打卡监控设备的第二控制器记录所述自动巡逻机器人与该打卡监控设备传输数据的时刻。

在该实施例中，所述路灯包括LED灯，所述LED灯和所述打卡监控箱体均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路；

所述方法还包括如下步骤：

所述云端服务器或所述用户终端接收到所述采集的图像后，接收工作人员对图像中行人身份的判断，形成反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器通过所述4G通讯模块接收云端服务器或用户终端对所述采集的图像的反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器根据所述反馈数据判断当前图像中的行人为非工作人员时，启动所述声音报警器开始报警；

一打卡监控设备的第二光敏传感器检测到当前处于晚上且所述声音检测设备检测到声音大于预设阈值时，所述灯光控制开关闭合，使得所述市电电源和所述路灯的LED灯之间的电路导通。

因此，与现有技术相比，采用了该发明中的智慧校园安防管理系统及方法，具有如下有益效果：

(1)采用自动巡逻机器人实现校园内的安全巡逻，并且自动巡逻机器人可以在打卡监控设备处打卡，并且将采集的数据传输到打卡监控设备上，工作人员只要在白天的时候调取各个打卡监控设备的数据，即可以知道机器人巡逻的情况；

(2)自动巡逻机器人通过红外感应器实现对行人的检测，并且当检测到行人时，可以自动开启照明设备和球形摄像头进行图像采集，并发送到云端服务器和用户终端处进行身份识别，从而可以不用在夜晚打开全部的路灯，有利于节省能源，在出现危险时，自动巡逻机器人通过声音报警器，可以唤醒距离较近的路灯，使得路灯点亮，方便工作人员处理紧急情况。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种智慧校园安防管理系统，其特征在于，包括云端服务器、用户终端、自动巡逻机器人和多个打卡监控设备，各个所述打卡监控设备分别设置于一校园内路灯的下方；

所述自动巡逻机器人包括主体、设置于主体两侧的手臂和设置于主体下方的移动装置，所述主体的顶部设置有第一光敏传感器，所述主体的前方开设有第一开口和第二开口，所述第一开口的内部设置有一红外感应器，所述第一开口处还设置有一与所述第一开口大小相适应的透红外亚克力板，所述第二开口的内部设置有一球形摄像头，所述第二开口处还设置有一与所述第二开口大小相适应的透可见光玻璃板，所述第二开口的上方还设置有照明灯；

所述自动巡逻机器人的一侧手臂的顶端设置有第一RFID通讯模块，所述自动巡逻机器人的主体内部设置有第一控制器、驱动电机、第一存储器、4G通讯模块和第一蓄电池，所述驱动电机驱动所述移动装置移动，所述第一控制器分别与所述第一蓄电池、驱动电机、第一光敏传感器、红外感应器、球形摄像头、照明灯、第一存储器、第一RFID通讯模块和4G通讯模块相连接，所述4G通讯模块分别与所述云端服务器和用户终端进行通信；

所述打卡监控设备包括打卡监控箱体，所述打卡监控箱体的外部设置有第二RFID通讯模块，所述第二RFID通讯模块与所述第一RFID通讯模块进行通信，所述打卡监控箱体的内部设置有第二控制器和第二存储器，所述第二控制器分别与所述第二存储器和第二RFID通讯模块相连接。

2.根据权利要求1所述的智慧校园安防管理系统，其特征在于，至少一个所述打卡监控箱体的内部还设置有第二蓄电池，所述第二蓄电池与所述第二控制器相连接，设置有第二蓄电池的打卡监控箱的外部设置有第二充电接口，所述自动巡逻机器人的主体的外部设置有第一充电接口，所述第一充电接口与所述第二充电接口适配，以使得所述第二蓄电池为所述第一蓄电池充电。

3.根据权利要求1所述的智慧校园安防管理系统，其特征在于，所述路灯包括LED灯，所述LED灯和所述打卡监控箱体均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路。

4.根据权利要求3所述的智慧校园安防管理系统，其特征在于，所述声音检测设备包括一声电转换器和第一比较器，所述比较器的第一输入端输入所述声电转换器的输出信号，所述比较器的第二输入端输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。

5.根据权利要求4所述的智慧校园安防管理系统，其特征在于，所述光敏传感电路包括第二光敏传感器和第二比较器，所述第二光敏传感器的输出端连接至所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接至第二参考电压，所述第二比较器的输出端与所述灯光控制开关的控制端相连接。

6.根据权利要求5所述的智慧校园安防管理系统，其特征在于，所述打卡监控设备还包括遮阳伞，所述遮阳伞设置于所述打卡监控箱体的上方，所述自动巡逻机器人的主体上方还设置有雨水传感器，所述雨水传感器与所述第一控制器相连接。

7.一种智慧校园安防管理方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的智慧校园安防管理系统，所述方法包括如下步骤：

所述自动巡逻机器人的第一控制器实时接收所述第一光敏传感器的检测数据；

所述第一控制器根据所述第一光敏传感器的检测数据判断当前处于晚上时，启动所述红外感应器，通过所述红外感应器实时检测前方是否有行人通过；

所述第一控制器根据所述红外感应器的检测数据判断前方有行人经过时，启动所述照明灯和所述球形摄像头；

所述第一控制器通过所述球形摄像头获取前方的图像；

所述第一控制器通过所述4G通讯模块将采集的图像发送至云端服务器和用户终端；

所述第一控制器将所述第一光敏传感器、红外感应器和球形摄像头的采集数据存储至所述第一存储器；

所述自动巡逻机器人运动至与一路灯下方的打卡监控设备之间的距离小于预设阈值时，所述自动巡逻机器人将所述第一存储器中的数据通过所述第一RFID通讯模块和第二RFID通讯模块传输至所述打卡监控设备的第二存储器；

所述打卡监控设备的第二控制器记录所述自动巡逻机器人与该打卡监控设备传输数据的时刻。

8.根据权利要求7所述的智慧校园安防管理方法，其特征在于，所述路灯包括LED灯，所述LED灯和所述打卡监控箱体均由市电电源供电，所述自动巡逻机器人的主体外部还设置有声音报警器，所述打卡监控箱体处还设置有声音检测设备，所述声音检测设备与所述控制器相连接，所述声音检测设备连接至一灯光控制开关的控制端，所述灯光控制开关的两个导通端分别连接于市电电源和所述路灯的LED灯之间，所述灯光控制开关的控制端还连接至一光敏传感电路；

所述方法还包括如下步骤：

所述云端服务器或所述用户终端接收到所述采集的图像后，接收工作人员对图像中行人身份的判断，形成反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器通过所述4G通讯模块接收云端服务器或用户终端对所述采集的图像的反馈数据；

所述自动巡逻机器人的第一控制器根据所述反馈数据判断当前图像中的行人为非工作人员时，启动所述声音报警器开始报警；

一打卡监控设备的第二光敏传感器检测到当前处于晚上且所述声音检测设备检测到声音大于预设阈值时，所述灯光控制开关闭合，使得所述市电电源和所述路灯的LED灯之间的电路导通。