CN110070469A - 一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统 - Google Patents

Abstract

一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，通过服务器、人像摄像枪、信息录入及管理终端以及接送识别单元，实现校园事务的智能化管理，使用方便且能有效确保在校学生安全、能够使家长及时了解孩子在校动态以及减轻教师工作量。

Description

一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统

技术领域

本发明涉及基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统。

背景技术

目前，中小学以及幼儿园的校园管理系统，主要依托RFID技术，实现校园门禁以及简单的园务管理，首先，对于学生的接送管理、考勤管理，主要通过接送卡在门禁处刷卡并拍照后，刷卡及接送人被拍照的数据上传本地服务器及云服务器后，供园方及家长通过web终端或手机终端实时查询，然而，仅仅通过刷卡解除门禁是存在较大安全隐患的，一旦陌生人或不法分子捡到接送卡，即可直接刷卡进入校园，严重危及校园学生的人身安全，而此外，在不法分子想要拐带学生的情况下，如果园方未及时发现接送人问题时，则会导致孩子被不法分子接走，虽有拍下不法分子的照片，及时报警补救，但是这种事后补救行为也不能完全确保学生的安全，可见，现有的中小学以及幼儿园的校园管理系统是存在较大安全隐患的，仍然无法使家长完全放心；另外，在仅需刷卡即可入校的情况下，如果家长未携带卡片，则会导致无法入校，使用也非常不方便。其次，对于学生在校的学习活动，只能由教师拍摄照片或视频分享到班级群内或者上传到校园管理系统，家长可在班级群内了解孩子的在校学习活动情况，或者通过手机终端访问校园管理系统，查看教师上传的视频或照片以了解孩子在校的学习活动情况，一旦教师当日无法拍摄照片或视频，家长则无法知悉孩子的在校学习活动情况，这不仅增加了教师的工作量，还导致家长因无法及时了解孩子在校的学习活动情况而产生担忧的心情。

发明内容

本发明旨在提供一种使用方便且能有效确保在校学生安全、能够使家长及时了解孩子在校动态以及减轻教师工作量的基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统。

本发明所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，包括服务器、信息录入及管理终端、人像摄像枪以及接送识别单元；

所述信息录入及管理终端用于录入使用者的基础信息，所述基础信息包括人像模板信息，并将基础信息传送至服务器，且信息录入及管理终端可从服务器上调取分类结果、接送信息及考勤记录；

所述接送识别单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功，则待识别人员可通过，比对不成功，则待识别人员不可通过，同时，接送识别单元还将拍摄的待识别人员及比对结果上传至服务器；

所述人像摄像枪用于拍摄可视范围内的视频及图片，并将拍摄的视频及图片传送至服务器；

所述服务器接收且保存信息录入及管理终端传送的数据，并将其中传送的人像模板信息传送至接送识别单元，服务器还接收人像摄像枪传送的图片或视频以及接送识别单元传送的数据，将其中图片中拍到的人脸或视频中拍到的人脸与存储在服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类。

本发明所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，家长、教师等可在信息录入及管理终端上录入基础信息，如家长姓名、电话、学生姓名、所在班级、教师姓名、所教班级等，以现有技术的方式实现家长、学生、班级以及教师的对应关系，并将含有人像模板信息的基础信息传送至服务器进行保存，同时，服务器也将其中的人像模板信息传送至接送识别单元进行保存。待识别人员需要通过接送识别单元时，接送识别单元通过拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄到的待识别人员的人脸照片与其内部存储的人像模板信息做比对，在实时拍摄到的待识别人员的人脸照片与接送识别单元内存储的任意一张人像模板信息比对成功后，则允许待识别人员进入校园办理相关事务（如接送孩子），如果比对不成功，则不允许待识别人员进入校园，有效确保在校学生的人身安全，避免陌生人或不法分子随意进入校园，同时，也方便作为家长的待识别人员在不携带接送卡的情况下入园接送孩子，使用更为便利；而接送识别单元还会将拍摄的待识别人员的人脸照片以及比对结果上传至服务器进行保存，以便信息录入及管理终端可实时由服务器调取相关内容进行查看；信息录入及管理终端的使用者想要了解学生的在校学习生活情况时，通过人像摄像枪拍摄校园内的待识别人员（即：学生、教师等）的视频或者图片，并将这些视频或图片传送至服务器，服务器接收这些能看到人脸的视频或图片，并将这些图片中的人脸或视频中的人脸与存储在服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类，即将图片或视频与对应人员的基础信息对应存储，供使用者登录信息录入与管理终端调取查看，比对不成功，则不再进行后续操作，人像摄像枪继续工作；家长或教师通过登录信息录入及管理终端访问服务器，即可在信息录入及管理终端上实时查看到关联的学生或教师的在校学习活动情况，教师无需再拍摄照片或视频进行上传，大幅减轻了教师的工作量，同时，因家长可实时了解孩子的在校动态，也使家长对孩子的在校生活更加放心。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为门禁单元流程框图。

图3为校车人脸识别单元流程框图。

图4为视频或图片分类处理工作流程框图。

图5为访客登记系统的系统框图。

具体实施方式

一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，如图1所示，包括服务器、信息录入及管理终端、人像摄像枪以及接送识别单元；所述信息录入及管理终端用于录入使用者的基础信息，所述基础信息包括人像模板信息，并将基础信息传送至服务器，且信息录入及管理终端可从服务器上调取分类结果、接送信息及考勤记录；所述接送识别单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功，则待识别人员可通过，比对不成功，则待识别人员不可通过，同时，接送识别单元还将拍摄的待识别人员及比对结果上传至服务器；所述人像摄像枪用于拍摄可视范围内的视频及图片，并将拍摄的视频及图片传送至服务器；所述服务器接收且保存信息录入及管理终端传送的数据，并将其中传送的人像模板信息传送至接送识别单元，服务器还接收人像摄像枪传送的图片或视频以及接送识别单元传送的数据，将其中图片中拍到的人脸或视频中拍到的人脸与存储在服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类。

所述服务器包括本地服务器，所述本地服务器接收且保存信息录入及管理终端传送的数据，并将其中传送的人像模板信息传送至接送识别单元，本地服务器还接收人像摄像枪传送的图片或视频以及接送识别单元传送的数据，将其中图片中拍到的人脸或视频中拍到的人脸与存储在本地服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类。

所述服务器还包括云服务器，所述云服务器与本地服务器通过互联网信号连通；所述云服务器用于接收并保存信息录入及管理终端传送的基础信息，并将该基础信息传送至本地服务器，所述云服务器还用于接收并保存本地服务器传送的分类结果以及存储在本地服务器中的接送识别单元传送的数据，以供信息录入及管理终端访问调取。通过设置云服务器，不仅可以双重备份数据资料，有效避免数据信息的丢失，同时还能使家长或教师在外网情况下实时查看信息录入及管理终端中的数据；通过云服务器和本地服务器的配合使用，还能避免在断网情况下，各硬件设备设施均可正常信号连通使用。

所述信息录入及管理终端包括WEB管理端以及手机应用终端；所述WEB管理端供管理者录入学生基本信息、家长基本信息、班级基本信息以及教师基本信息，且还用以录入人像模板信息，并将以上信息实时上传云服务器，同时WEB管理端还可从云服务器上调取接送信息、考勤记录、分类结果以及管理基本信息（如删除手机应用终端上的基本信息等）；所述手机应用终端供家长、教师或园长录入学生基本信息、家长基本信息、班级基本信息以及教师基本信息，且还用以录入人像模板信息，并将以上信息实时上传云服务器，同时手机应用端还可从云服务器上调取接送信息、考勤记录以及分类结果。手机应用终端主要是在手机上下载相应的APP软件，而APP软件分为家长版、园长版以及教师版，不同类型的使用者选择不同类型的APP软件下载安装，即可在手机应用终端上实现信息录入及人像模板信息的录入。在各种包括人像模板信息在内的基本信息建立好后，在导入基本信息过程中，首先，根据教职工信息花名册导入教职工基本信息，在导入基础信息的同时，对教职工的证件号码和联系方式的合法性进行判断，不合法则导入不成功，对于合法性判断主要是根据证件号码和联系方式的位数限制进行判断；接着，创建班级，根据幼儿园需求创建班级名称，同时选择每个班级所对应的教师的姓名，实现教室和班级的绑定；最后，导入学生的基本信息，学生的基本信息包括有学生本人的基本信息以及其父母及班级的基本信息，在导入的同时，根据学生基本信息中的班级信息，关联到每一个班级中，实现班级中的教师跟学生的对应关系，而在导入学生基本信息过程中也会对证件号码和家长联系方式的合法性进行判断，不合法则导入不成功。另外，无论是WEB管理端登录或者手机应用终端登录，都可以账号密码方式登录或者短信验证码方式登录。

所述接送识别单元包括门禁单元和校车人脸识别单元；所述门禁单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与由本地服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功，则待识别人可通过，比对不成功，则待识别人不可通过，同时，门禁单元还将拍摄的待识别人员的人脸照片及比对结果上传至本地服务器；所述校车人脸识别单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与由云服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功（此处比对的主要是接送人的面部特征以及接送人与待接送学生的信息是否匹配），则待识别人员可通过，比对不成功（此处比对的主要是接送人的面部特征以及接送人与待接送学生的信息是否匹配），则待识别人员不可通过，同时，校车人脸识别单元还将拍摄的待识别人员的人脸照片及比对结果上传至云服务器。

如图2所示，所述门禁单元包括闸机、门禁摄像头以及人像比对模块；所述门禁摄像头拍摄家长、学生或教师的人脸照片，并将所拍摄的人脸照片传送至人像比对模块；所述人像比对模块接收并保存由本地服务器传送的人脸模板信息，同时接收由门禁摄像头传送的所拍摄的人脸照片，将拍摄的人脸照片与由本地服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功，闸机开启，比对不成功，则闸机不开启，人像比对模块还要将接收的所拍摄的人脸照片及比对结果上传本地服务器。所述人像比对模块为现有技术。在比对不成功后，门禁单元提示待识别人员前往访客登记系统进行访客信息登记。

如图3所示，所述校车人脸识别单元包括设置在校车上的车载摄像头、人像比对模块、语音播报模块以及无线传输模块；所述车载摄像头抓拍接送者的人脸照片，并将所抓拍的接送者的人脸照片传送至人像比对模块；所述无线传输模块接收由云服务器传送的人脸模板信息，并将人脸模板信息传送至人像比对模块保存；所述人像比对模块接收车载摄像头传送的接送者的人脸照片以及接收并保存由无线传输模块传送的人脸模板信息，并将车载摄像头传送的接送者的人脸照片与人脸模板信息比对，比对成功，则语音播报模块语音提示接送者和对应接送孩子的名字，正常接送孩子，比对不成功，则语音播报模块语音提示告警，不能接送孩子，人像比对模块还将接收的所抓拍的接送者的人脸照片及比对结果上传云服务器。所述人像比对模块为现有技术。

以上门禁单元及校车人脸识别单元，二者在比对不成功的情况下，均提示至信息录入及管理终端进行相应的基础信息录入，以确保安全入校及安全接送。

所述校车人脸识别单元还包括显示屏，所述显示屏用于同步显示语音播报模块播报的相关内容，如比对成功时，语音播报模块将播报接送者和对应接送孩子的名字，此时则会在显示屏上同步显示接送者和对应接送孩子的名字，对比不成功时，语音播报模块语音提示告警比对失败，则显示屏上同步显示比对失败。

如图5所示，还包括访客登记系统，所述访客登记系统包括访客登记终端以及动态人脸识别终端，所述访客登记终端用于待进入校园的陌生人登记，所述动态人脸识别终端用于抓拍及识别校门外游荡人员，并与储存在服务器中的人像模板信息进行比对，以判断校门外游荡人员是白名单人员、黑名单人员还是未经录入系统的陌生人。其中白名单人员指家长、教师、学生等正常建立基础信息的人员，黑名单则指学校不欢迎的人员，如不法分子等，黑名单人员也由人工录入系统。

所述动态人脸识别终端包括动态人脸抓拍摄像头和动态人脸识别模块，动态人脸抓拍摄像头用于实时拍摄校门外的游荡人员，并将拍摄的内容发送至动态人脸识别模块；所述动态人脸识别模块用于接收并保存本地服务器传送的人像模板信息，以及接收动态人脸抓拍摄像头传送的拍摄内容，并将拍摄内容中的人脸与人性模板信息中的人脸进行比对，以判断校门外游荡人员是白名单人员、黑名单人员还是未经录入系统的陌生人，并将动态人脸抓拍摄像头拍摄的内容以及判断结果传送至本地服务器。通过动态人脸识别终端，可更好的确保在校师生的人身安全。所述动态人脸识别模块为现有技术。

所述动态人脸识别终端还包括语音播报音箱，所述语音播报音箱用于播报动态人脸识别模块的判断结果。在动态人脸识别模块判断游荡人员为白名单人员时，语音播报音箱则提醒欢迎光临，在动态人脸识别模块判断游荡人员为黑名单人员时，语音播报音箱则发出警报，在动态人脸识别模块判断游荡人员为陌生人时，语音播报音箱则提醒请登记。

所述访客登记终端包括证件感应装置、访客人脸抓拍摄像头以及访客人脸识别模块；所述证件感应装置用于读取陌生人的身份证信息，并将读取的身份证信息传送至访客人脸识别模块；所述访客人脸抓拍摄像头用于拍摄陌生人的人脸照片，并将拍摄的人脸照片传送至访客人脸识别模块；所述访客人脸识别模块接收证件感应装置及访客人脸抓拍摄像头发送的数据，将证件感应装置读取的身份证上的相片与访客人脸抓拍摄像头抓拍的人脸照片比对，为同一人时，访客人脸识别模块将接收到的身份证信息以及人脸照片及比对结果上传本地服务器保存。所述访客人脸识别模块为现有技术，又访客人脸抓怕摄像头抓拍到的人脸照片则存入到人像模板信息中，作为下次该登记的用户通过门禁单元时使用。

对学生的在校学习生活状况，可通过人像摄像枪、服务器以及信息录入及管理终端配合实现，保证家长能实时了解孩子的在校动态，其步骤如下：（1）使用者将包括人像模板信息的基础信息录入信息录入及管理终端，信息录入及管理终端将使用者的基础信息上传至服务器存储；（2）人像摄像枪在预设条件满足时，拍摄下可视范围内的图片或视频，并将拍摄的图片或视频上传至服务器存储；（3）服务器识别由人像摄像枪传送的图片或视频中是否存在人脸，如若存在，则进入步骤（4），如若不存在，则返回步骤（2）；（4）服务器分析图片或视频中的人脸特征，将图片或视频中的人脸与存储在服务器中的人像模板信息进行一一比对，比对一致，则将图片或视频分类存储到对应用户基础信息下，供使用者登录信息录入与管理终端调取查看，比对不一致，则返回步骤（2），其中服务器对图片或视频的分析及分类均采用的是开源软件，均为现有技术，对图片或视频进行分类过程中，会将不是已分类人员的图像进行模糊化处理，以确保其他人的隐私安全。在步骤（2）中，所述预设条件为定时抓拍或者按设置时间段随机抓拍等，定时抓拍或按设置时间段随机抓盘的设定方式为现有技术。在步骤（2）中，人像摄像枪有多个，设置在校园不同位置，在人像摄像枪可视范围内出现某人后，人像摄像枪会持续拍摄并提取某人图片或视频，在某人离开人像摄像枪可视范围内后，人像摄像枪针对某人的视频或图片拍摄提取结束；针对人像摄像枪拍摄的视频，若某人持续在人像摄像枪可视范围内超过1min，则人像摄像枪针对拍摄的内容自动剪切成1min时长的视频，若某人在人像摄像枪可视范围内未超过1min，则针对拍摄的内容按实际时长保存视频。步骤（4）中，服务器对人像摄像枪传送的视频或图片进行对比分类时，还会对被拍摄人进行行为分析，服务器对被拍摄人进行行为分析主要采用的是开源软件，为现有技术，通过对被拍摄人的行为进行分析，以预判被拍摄人的行为习惯、心情（如喜、怒、哀、乐、静）等，并给出改善和预防建议。

Claims (10)

1.一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：包括服务器、信息录入及管理终端、人像摄像枪以及接送识别单元；

所述信息录入及管理终端用于录入使用者的基础信息，所述基础信息包括人像模板信息，并将基础信息传送至服务器，且信息录入及管理终端可从服务器上调取分类结果、接送信息及考勤记录；

所述接送识别单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与服务器传送来的人脸模板信息进行比对，比对成功，则待识别人员可通过，比对不成功，则待识别人员不可通过，同时，接送识别单元还将拍摄的待识别人员及比对结果上传至服务器；

所述人像摄像枪用于拍摄可视范围内的视频及图片，并将拍摄的视频及图片传送至服务器；

所述服务器接收且保存信息录入及管理终端传送的数据，并将其中传送的人像模板信息传送至接送识别单元，服务器还接收人像摄像枪传送的图片或视频以及接送识别单元传送的数据，将其中图片中拍到的人脸或视频中拍到的人脸与存储在服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述服务器包括本地服务器，所述本地服务器接收且保存信息录入及管理终端传送的数据，并将其中传送的人像模板信息传送至接送识别单元，本地服务器还接收人像摄像枪传送的图片或视频以及接送识别单元传送的数据，将其中图片中拍到的人脸或视频中拍到的人脸与存储在本地服务器中的人像模板信息进行比对，比对成功，则将图片或视频按对应人员进行分类。

3.根据权利要求2所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述服务器还包括云服务器，所述云服务器与本地服务器通过互联网信号连通；所述云服务器用于接收并保存信息录入及管理终端传送的基础信息，并将该基础信息传送至本地服务器，所述云服务器还用于接收并保存本地服务器传送的分类结果以及存储在本地服务器中的接送识别单元传送的数据，以供信息录入及管理终端访问调取。

4.根据权利要求3所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述信息录入及管理终端包括WEB管理端以及手机应用终端；

所述WEB管理端供管理者录入基础信息，所述基础信息包括人像模板信息，并将以上信息实时上传云服务器，同时WEB管理端还可从云服务器上调取接送信息、考勤记录、分类结果以及管理基本信息；

所述手机应用终端供家长、教师或园长录入基本信息，所述基础信息包括人像模板信息，并将以上信息实时上传云服务器，同时手机应用端还可从云服务器上调取接送信息、考勤记录以及分类结果。

5.根据权利要求3所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述接送识别单元包括门禁单元和校车人脸识别单元；

所述门禁单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与由本地服务器传送来的人像模板信息进行比对，比对成功，则待识别人可通过，比对不成功，则待识别人不可通过，同时，门禁单元还将拍摄的待识别人员的人脸照片及比对结果上传至本地服务器；

所述校车人脸识别单元用于拍摄待识别人员的人脸照片，并将拍摄的待识别人员的人脸照片与由云服务器传送来的人像模板信息进行比对，比对成功，则待识别人员可通过，比对不成功，则待识别人员不可通过，同时，校车人脸识别单元还将拍摄的待识别人员的人脸照片及比对结果上传至云服务器。

6.根据权利要求5所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述门禁单元包括闸机、门禁摄像头以及人像比对模块；

所述门禁摄像头拍摄待识别人员的的人脸照片，并将所拍摄的人脸照片传送至人像比对模块；

所述人像比对模块接收并保存由本地服务器传送的人像模板信息，同时接收由门禁摄像头传送的所拍摄的人脸照片，将拍摄的人脸照片与由本地服务器传送来的人像模板信息进行比对，比对成功，闸机开启，比对不成功，则闸机不开启，人像比对模块还要将接收的所拍摄的人脸照片及比对结果上传本地服务器。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述校车人脸识别单元包括设置在校车上的车载摄像头、人像比对模块、语音播报模块以及无线传输模块；

所述车载摄像头抓拍接送者的人脸照片，并将所抓拍的接送者的人脸照片传送至人像比对模块；

所述无线传输模块接收由云服务器传送的人像模板信息，并将人像模板信息传送至人像比对模块保存；

所述人像比对模块接收车载摄像头传送的接送者的人脸照片以及接收并保存由无线传输模块传送的人像模板信息，并将车载摄像头传送的接送者的人脸照片与人像模板信息比对，比对成功，则语音播报模块语音提示接送者和对应接送孩子的名字，正常接送孩子，比对不成功，则语音播报模块语音提示告警，不能接送孩子，人像比对模块还将接收的所抓拍的接送者的人脸照片及比对结果上传云服务器。

8.根据权利要求3-6任意一项所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：还包括访客登记系统，所述访客登记系统包括访客登记终端以及动态人脸识别终端；

所述访客登记终端用于待进入校园的陌生人登记；

所述动态人脸识别终端用于抓拍及识别校门外游荡人员，并与储存在服务器中的人像模板信息进行比对，以判断校门外游荡人员是白名单人员、黑名单人员还是未经录入系统的陌生人。

9.根据权利要求8所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述动态人脸识别终端包括动态人脸抓拍摄像头和动态人脸识别模块；

所述动态人脸抓拍摄像头用于实时拍摄校门外的游荡人员，并将拍摄的内容发送至动态人脸识别模块；

所述动态人脸识别模块用于接收并保存本地服务器传送的人像模板信息，以及接收动态人脸抓拍摄像头传送的拍摄内容，并将拍摄内容中的人脸与人性模板信息中的人脸进行比对，以判断校门外游荡人员是白名单人员、黑名单人员还是未经录入系统的陌生人，并将动态人脸抓拍摄像头拍摄的内容以及判断结果传送至本地服务器。

10.根据权利要求8所述的一种基于生物识别技术的中小学幼儿园智慧校园系统，其特征在于：所述访客登记终端包括证件感应装置、访客人脸抓拍摄像头以及访客人脸识别模块；

所述证件感应装置用于读取陌生人的身份证信息，并将读取的身份证信息传送至访客人脸识别模块；

所述访客人脸抓拍摄像头用于拍摄陌生人的人脸照片，并将拍摄的人脸照片传送至访客人脸识别模块；

所述访客人脸识别模块接收证件感应装置及访客人脸抓拍摄像头发送的数据，将证件感应装置读取的身份证上的相片与访客人脸抓拍摄像头抓拍的人脸照片比对，为同一人时，访客人脸识别模块将接收到的身份证信息以及人脸照片及比对结果上传本地服务器保存。